一种锂离子二次电池的电解液以及含有该电解液的电池制造技术

技术编号:3243141 阅读:118 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种锂离子二次电池的电解液,该电解液含有非水溶剂和电解质,该电解质为混合锂盐,其特征在于,所述混合锂盐含有锂盐A、锂盐B和锂盐C,所述锂盐A为LiBOB,所述锂盐B为LiCF↓[3]SO↓[3]和/或Li(CF↓[3]SO↓[2])↓[2]N,所述锂盐C选自LiPF↓[6]、LiBF↓[4]、LiClO↓[4]、LiAsF↓[6]和卤化锂中的一种或几种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂离子二次电池的电解液以及含有该电解液的电池
技术介绍
锂离子二次电池的基本组成为,包括电池壳体、电极组和电解液,电极组和电解液密封在电池壳体内,电极组包括依次卷绕或叠置的正极、隔膜和负极,正极中以锂金属复合氧化物作为正极活性物质,负极中以石墨、硅等材料作为负极活性物质,隔膜用于分隔正、负极。其中,电解液是电池的一个重要组成部分,对电池的性能有很大影响。目前,不论是小容量的便携电器用,还是大容量电动工具用的锂离子二次电池,电解液常用的基本配方是由LiPF6与有机溶剂组成,然而,LiPF6极易水解,热稳定性很差。当前锂离子二次电池的电解液常用的电解质还有LiBF4,用LiBF4作为电解质得到的电池在很低的温度下容量衰减很少,电池低温性能很好,但高温性能较差,并且也很易水解。目前,LiBOB的出现是解决上述问题的极佳选择,它具有以下几个优点:(1)优异的高温性能;(2)能够在负极表面形成致密的SEI膜;(3)对正负极有很好的热稳定性;(4)对水相对不敏感,不易水解。这些优点使其成为最有希望替代LiPF6、或LiBF4的新型锂盐,是空间卫星、自动化工业、尤其是电动汽车电源的理想选择。但是,LiBOB在碳酸酯类有机溶剂中的溶解性以及电导率都低于LiPF6,因此会影响电池的大电流放电特性。CN1581563A公开了一种非水电解液和包含非水电解液的锂二次电池,该电解液包含:包括LiPF6和LiBF4的锂盐;包括高沸点有机溶剂的非水有-->机溶剂;和亚乙烯基碳酸酯。使用该电解液可提高锂离子二次电池的循环寿命,并可抑制电池在高温下的膨胀。但使用该电解液使电池的倍率放电性能低且安全性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服含有现有电解液的锂离子二次电池倍率放电性能低且安全性能较差的缺陷,提供一种能提高倍率放电性能和安全性能较好的电解液以及含有该电解液的锂离子二次电池。本专利技术提供了一种锂离子二次电池的电解液,该电解液含有非水溶剂和电解质,该电解质为混合锂盐,其中,所述混合锂盐含有锂盐A、锂盐B和锂盐C,所述锂盐A为LiBOB,所述锂盐B为LiCF3SO3和/或Li(CF3SO2)2N,所述锂盐C选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6和卤化锂中的一种或几种。本专利技术还提供了一种锂离子二次电池,该电池包括电池壳体、电极组和电解液,电极组和电解液密封在电池壳体内,电极组包括依次卷绕或叠置的正极、隔膜和负极,其中,所述电解液为本专利技术提供的电解液。采用本专利技术提供的锂离子二次电池的电解液,能提高由该电解液制成的电池的倍率放电性能并且安全性能较好。可以控制电池厚度的膨胀,同时也可以提高电池的高温循环稳定性,增强了电池的安全性。具体实施方式本专利技术提供的锂离子二次电池的电解液含有,非水溶剂和电解质,该电解质为混合锂盐,其中,所述混合锂盐含有锂盐A、锂盐B和锂盐C,所述锂盐A为LiBOB,所述锂盐B为LiCF3SO3和/或Li(CF3SO2)2N,所述锂盐C选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6和卤化锂中的一种或几种。根据本专利技术提供的电解液,所述锂盐A为LiBOB(双乙二酸硼酸锂),-->LiBOB能有效地提高正负极材料的热稳定性。BOB-阴离子能够在高于PF6-的电位下在Al箔上形成很好的钝化膜,从而不会发生对铝箔的腐蚀;BOB阴离子也能在石墨负极形成有效的SEI膜。此外,在过充电情况下LiBOB使电解液产生的热量低于LiPF6的,增强了电池的安全性。而且,由于LiBOB分解温度比LiPF6高很多,具有良好的热稳定性,而且对水的敏感度大大小于锂盐LiPF6,因此可以大大提高电解液的稳定性,使得电解液在高温下不易分解,大大抑制了高温存贮过程中气体的产生,从而可以控制电池的膨胀,同时也可以提高电池的高温循环稳定性。所述锂盐B为LiCF3SO3和/或Li(CF3SO2)2N,LiCF3SO3和Li(CF3SO2)2N具有良好的电化学稳定性。所述锂盐C选自LiPF6(六氟磷酸锂)、LiBF4(四氟硼酸锂)、LiClO4(高氯酸锂)、LiAsF6(六氟砷酸锂)和卤化锂中的一种或几种。上述锂盐均可以通过商购得到,如上海中锂实业公司提供的各种锂盐,也可以通过任何已知的方法制备得到。上述各种锂盐在电解液中的浓度为,锂盐A为0.05-1摩尔/升,优选0.05-0.8摩尔/升;锂盐B为0.05-0.5摩尔/升,优选0.1-0.5摩尔/升;锂盐C为0.05-1摩尔/升,优选0.1-0.5摩尔/升;且所述混合锂盐在电解液中的总浓度为0.1-1.5摩尔/升,优选0.5-1.5摩尔/升。根据本专利技术提供的电解液,所述非水溶剂可以选自任何本领域技术人员已知的用于电解液的非水溶剂,例如采用乙烯碳酸酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、丙烯碳酸酯(PC)、甲酸甲酯(MF)、丙烯酸甲酯(MA)、丁酸甲酯(MB)乙酸乙酯(EP)、亚硫酸乙烯酯(ES)、亚硫酸丙烯酯(PS)、甲硫醚(DMS)、二乙基亚硫酸酯(DES)和四氢呋喃中的一种或几种。各种溶剂的比例没有特别的限定。根据本专利技术提供的电解液,优选情况下,电解液还可以选择性的含有现-->有技术中常使用的添加剂。所述添加剂的含量和种类为本领域技术人员所公知,例如,可以选用常用的VC作为成膜添加剂或者其他一些联苯类防过充电添加剂等。本专利技术提供的电解液的制备方法为,将所述电解质所含有的锂盐A、锂盐B和锂盐C在干燥环境下混合,将该混合锂盐加入非水溶剂中,然后在50-80℃下加热搅拌使混合锂盐充分溶解,制成电解液。根据本专利技术提供的锂离子二次电池包括,电池壳体、电极组和电解液,电极组和电解液密封在电池壳体内,电极组包括依次卷绕或叠置的正极、隔膜和负极,其中,所述电解液为本专利技术提供的电解液。本专利技术提供的锂离子二次电池包括,电池壳体、电极组和电解液,电极组和电解液密封在电池壳体内,电极组包括依次卷绕或叠置的正极、隔膜和负极,其中,所述电解液为本专利技术提供的电解液。所述电极组的结构为本领域技术人员所公知,一般来说,所述电极组包括依次卷绕或叠置的正极、隔膜和负极,隔膜位于正极和负极之间。卷绕或叠置的方式为本领域技术人员所公知。所述正极的组成为本领域技术人员所公知,一般来说,正极包括集流体以及涂覆和/或填充在集流体上的正极材料。所述集流体为本领域技术人员所公知,例如可以选自铝箔、铜箔、镀镍钢带或冲孔钢带。所述正极活性材料为本领域技术人员所公知,它包括正极活性物质和粘结剂。所述正极活性物质可以选自本领域技术人员已知的任何用于锂离子二次电池的正极活性物质,优选情况下,所述正极活性物质为具有以下分子式的具有橄榄石结构的磷酸金属锂盐:Li1+aLbPO4;式中,-0.1≤a≤0.2,0.9≤b≤1.1,L为铁、铝、锰、钴、镍、镁、锌、钒元素中的至少一种。所述正极活性物质更优选为磷酸亚铁锂(LiFePO4)。-->采用磷酸金属锂盐作为锂离子二次电池正极的正极活性物质,可以使电池在较低的工作电压,如3.8-2.0伏下正常工作,并且可以使电池具有大电流的放电性能,电池的倍率放电性能好。所述正极用粘结剂的种类和含量为本领域技术人员所公知,例如,本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子二次电池的电解液,该电解液含有非水溶剂和电解质,该电解质为混合锂盐,其特征在于,所述混合锂盐含有锂盐A、锂盐B和锂盐C,所述锂盐A为LiBOB,所述锂盐B为LiCF3SO3和/或Li(CF3SO2)2N,所述锂盐C选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6和卤化锂中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的电解液,其中,所述锂盐A在电解液中的浓度为0.05-1摩尔/升,所述锂盐B在电解液中的浓度为0.05-0.5摩尔/升,所述锂盐C在电解液中的浓度为0.05-1摩尔/升,且所述混合锂盐在电解液中的总浓度为0.1-1.5摩尔/升。3.根据权利要求2所述的电解液,其中,所述锂盐A在电解液中的浓度为0.05-0.8摩尔/升,所述锂盐B在电解液中的浓度为0.1-0.5摩尔/升,所述锂盐C在电解液中的浓度为0.1-0.5摩尔/升,且所述混合锂盐在电解液中的...

【专利技术属性】
技术研发人员:万彩敏潘福中沈晞
申请(专利权)人:上海比亚迪有限公司
类型:发明
国别省市:

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