一种改善锰酸锂电池高温性能的电解液制造技术

本发明专利技术公开了属于锂离子二次电池用电解液技术领域的一种改善锰酸锂电池高温性能的电解液。该电解液包含：非水有机溶剂、锂盐和负极成膜添加剂，其特征在于：还包括氟化苯腈添加剂，还可以包括氟碳表面活性剂。氟化苯腈在首次充电过程中，在正极表面形成一层保护膜，减少电解液在正极表面分解产气，并在随后的充放电过程中，能够抑制来自正极活性物质中的Mn2+离子的溶解，改善锰酸锂电池的高温性能；氟碳表面活性剂的加入降低锂离子二次电池电解液的表面张力，有效的提高正、负极片和隔膜对电解液的吸附浸润，使电解液在电池中快速达到稳定均匀的状态，可以提高电池的循环寿命。氟化苯腈添加剂和氟碳表面活性剂的加入使锰酸锂电池具有优良的高温循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂二次电池用电解液
，特别涉及一种改善锰酸锂电池高温性能的电解液。
技术介绍
随着能源紧张形式的加剧和人类环保意识的提高，为了根治汽车尾气带给环境的影响，电动汽车的研究开发成为世界关注的问题，然而制约电动汽车发展的最大瓶颈就是动力电池。动力电池应具备如下特点1)高能量和高功率；2)高的能量密度；3)良好的循环性能，使用寿命长；4)优良的充放电性能，防过充过放能力好；5)安全性好；6)成本·低；7)对环境友好。锂离子二次电池其具有能量密度高、工作电压高、储能优、自放电小、循环寿命长、无记忆效应和对环境污染小等优点，在电子工业、通讯和计算机领域已经广泛应用，而让其作为动力电池，对锂离子二次电池提出了更高的要求。目前，锂离子电池中使用最多的正极材料主要有以下几种钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、镍钴锰酸锂(LiCoxNiyMnyO2)、以及磷酸铁锂(LiFePO4)等。近年来研究发现以尖晶石锰酸锂作为正极材料的锂离子动力电池不但安全性好，而且具有很好的大电流放电特性，电池的循环寿命也比较长，因此，锰酸锂作为正极活性物质的锂离子电池是目前最具竞争力的动力电池之一。然而，锰酸锂的高温循环性能并不理想，特别是在高温55°C条件下其可逆容量衰减剧烈，限制了其应用。要实现大规模的工业化，如作为电动汽车的动力电池，必须克服其高温环境下的稳定性、容量衰减快的缺点。经过大量的实验研究发现，导致锰酸锂材料高温下可逆容量衰减的主要原因有以下几方面1)锰溶解；2)电解液的氧化；3)电极的极化；4)锰酸锂在循环过程中，材料本身发生的Jahn-Teller效应。然而猛溶解是导致高温下容量衰减的直接原因。目前为解决锰酸锂高温性能主要从以下几方面进行改进1)减小材料的表面积；2)在材料烧制过程中添加其他离子；3)材料的表面修饰；4)通过添加剂改进电解液，从而改进锰酸锂电池的高温循环性能。在以上措施中，通过添加新型添加剂的电解液来改进锰酸锂电池高温循环的方法越来越多的引起人们的重视。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改善锰酸锂电池高温性能的电解液，该电解液包含非水有机溶剂、锂盐和负极成膜添加剂，其特征在于还包括氟化苯腈添加剂，还可以包含氟碳表面活性剂。所述氟化苯腈作为正极成膜添加剂使用。本专利技术所述的氟化苯腈正极成膜添加剂包括如下结构通式I、通式2或者通式3中的一种或者几种权利要求1.一种改善锰酸锂电池高温性能的电解液，该电解液包含非水有机溶剂、锂盐和负极成膜添加剂，其特征在于还包括氟化苯腈添加剂，所述的氟化苯腈添加剂包括如下结构通式I、通式2或者通式3中的一种或者几种2.根据权利要求I所述的电解液，其特征在于所述氟化苯腈添加剂为5-氟间苯二腈、3，4，5，6_四氟邻苯二腈、4-氟邻苯二腈和四氟对苯二腈中的一种或几种。3.根据权利要求I所述的电解液，其特征在于氟化苯腈添加剂占电解液总质量的O. I 5%。4.根据权利要求I所述的电解液，其特征在于电解液中还含有氟碳表面活性剂。5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于所述的氟碳表面活性剂包括如下通式4中的一种或者几种通式 4 =F(CF2CF2)nO(CH2)mH; 其中1彡η彡10，1彡m彡10，m和η均为整数。6.根据权利要求5所述的电解液，其特征在于所述氟碳表面活性剂为CF3CF2CF20CH3、CF3CF2CF2CF2OCH2CH3、CF3 (CF2CF2) 2CF20CH2CH3 或 CF3(CF2CF2)2CF2OCh3 中的一种或几种。7.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于所述氟碳表面活性剂占电解液总质量的O. I 2%。8.根据权利要求I所述的电解液，其特征在于所述的非水有机溶剂包括碳酸酯、羧酸酯、醚或酮的一种或几种；所述的碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯的一种或几种；所述羧酸酯为甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯或丁酸乙酯的一种或几种；所述的醚为二甲氧基甲烷、1，2_ 二甲氧基乙烷、四氢呋喃或1，3_ 二氧戊环的一种或几种；所述的酮为Y-丁内酯。9.根据权利要求I所述的电解液，其特征在于所述的锂盐为LiPF6、LiBF4,LiAsF6,LiClO4, LiCF3S03、Li (CF3SO3)2N、双乙二酸硼酸锂中的一种或几种，在电解液中锂盐的浓度按锂离子计为O. 7 I. 5mol/L。10.根据权利要求I所述的电解液，其特征在于所述的负极成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯或1，3_丙烷磺酸内酯或亚硫酸乙酯中的一种或几种，负极成膜添加剂占电解液总质量的O. 5% 5%。全文摘要本专利技术公开了属于锂离子二次电池用电解液
的一种改善锰酸锂电池高温性能的电解液。该电解液包含非水有机溶剂、锂盐和负极成膜添加剂，其特征在于还包括氟化苯腈添加剂，还可以包括氟碳表面活性剂。氟化苯腈在首次充电过程中，在正极表面形成一层保护膜，减少电解液在正极表面分解产气，并在随后的充放电过程中，能够抑制来自正极活性物质中的Mn2+离子的溶解，改善锰酸锂电池的高温性能；氟碳表面活性剂的加入降低锂离子二次电池电解液的表面张力，有效的提高正、负极片和隔膜对电解液的吸附浸润，使电解液在电池中快速达到稳定均匀的状态，可以提高电池的循环寿命。氟化苯腈添加剂和氟碳表面活性剂的加入使锰酸锂电池具有优良的高温循环性能。文档编号H01M10/0567GK102956918SQ20111024969公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日专利技术者杨道均, 唐宏武, 吴宁宁, 刘建红, 王雅和 申请人:中信国安盟固利动力科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善锰酸锂电池高温性能的电解液，该电解液包含：非水有机溶剂、锂盐和负极成膜添加剂，其特征在于：还包括氟化苯腈添加剂，所述的氟化苯腈添加剂包括如下结构通式1、通式2或者通式3中的一种或者几种：R1～R4为H或F，其中R1～R4中至少有一个基团为F。FDA0000086635430000011.tif

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨道均，唐宏武，吴宁宁，刘建红，王雅和，
申请(专利权)人：中信国安盟固利动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：