鋰離子電池的高電壓電解液添加劑、電解液及其制備方法、鋰離子二次電池的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種鋰離子電池高電壓電解液的添加劑以及含有該添加劑的鋰離子電池高電壓電解液，添加劑為有機(jī)膦類(lèi)。本發(fā)明還公開(kāi)了含有上述添加劑的鋰離子電池高電壓電解液的制備。本發(fā)明的鋰離子電池電解液添加劑能夠先于電解液被氧化，在正極材料表面形成幾納米厚的固體電解質(zhì)(Solidelectrolytelnterface,SEI)層，該SEI層能夠有效地阻止高電壓下電解液在正極的氧化分解以及電解液對(duì)正極材料的腐蝕，從而有效地提高了鋰離子電池在高電壓下的電池容量和循環(huán)壽命o
【專(zhuān)利說(shuō)明】鋰離子電池的高電壓電解液添加劑、電解液及其制備方法、 鋰離子二次電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池的高電壓電解液添加劑、鋰離子 電池高電壓電解液及其制備方法、鋰離子二次電池。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，人類(lèi)正面臨著資源估計(jì)和生存環(huán)境惡化的雙重挑戰(zhàn)。為此，世界各國(guó)正在 努力研發(fā)新材料，推進(jìn)低碳生活的新理念，促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)由目前的高能耗、高消耗生活生產(chǎn) 方式轉(zhuǎn)向節(jié)能型、可循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展方式。具體為大力推廣清潔能源的應(yīng)用，如太陽(yáng)能、 風(fēng)能在發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用，以及使用混合動(dòng)力汽車(chē)或純電動(dòng)汽車(chē)代替目前使用汽油的傳統(tǒng)汽 車(chē)。
[0003]清潔能源和^型汽車(chē)的應(yīng)用均離不開(kāi)中大型儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池。在眾多儲(chǔ)能電 池和動(dòng)力電池中，鋰離子二次電池由于具有較高的能量密度和較長(zhǎng)的使用壽命，已經(jīng)逐漸 取代傳統(tǒng)的鎳氫/鎳鎘二次電池，其在新能源汽車(chē)、風(fēng)電儲(chǔ)能和太陽(yáng)能儲(chǔ)能等新興領(lǐng)域擁 有巨大發(fā)展前景。隨著電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)、無(wú)繩電動(dòng)工具及軍事上的應(yīng)用的增多，對(duì)鋰 離子電池的能量密度提出了更高的要求。為了提高電池的能量密度，提高正極材料的工作 電位是必由之路。具有高電壓和大容量的新的正極材料如富鋰層狀正極材料、尖晶石氧化 物L(fēng)iNi a5Mni.504,它們的工作電壓都比較高，電壓的上限已經(jīng)接近5V。目前商品化鋰離子電 池的液體電解液主要是基于碳酸乙烯酯（EC)的碳酸酯基電解液，當(dāng)充電電壓高于4. 5V時(shí)， 常規(guī)的碳酸酯基電解液溶劑會(huì)發(fā)生氧化分解，從而造成整個(gè)電池性能的下降。電解液的問(wèn) 題成為制約鋰離子電池在高電壓下工作的關(guān)鍵。因此，有必要提供一種新型的應(yīng)用于高電 壓鋰電池的電解液。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種用于鋰離子電池的高電壓電解液的添加劑、 高電壓電解液的制備方法以及應(yīng)用該電解液的鋰離子電池，本發(fā)明的添加劑應(yīng)用于鋰離子 電池中，能夠有效地提高鋰離子電池高電壓下的電池容量和循環(huán)壽命。
[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種鋰離子電池的高電壓電解液添加劑，所述的添加劑為 有機(jī)膦類(lèi)，其結(jié)構(gòu)式表示為：

【權(quán)利要求】
1. 一種鋰離子電池的高電壓電解液的添加劑，其特征在于：所述的添加劑為有機(jī)膦 類(lèi)，其結(jié)構(gòu)式表示為：
其中，Rp R2、R3選自烷烴基或氟代的烷烴基、烯烴基或氟代的烯烴基、炔烴基或氟代的 炔烴基、芳烴基或氟代的芳烴基中的一種或幾種。
2. -種鋰離子電池的高電壓電解液，其特征在于：包括溶劑、電解質(zhì)和權(quán)利要求1所述 的添加劑。
3· -種鋰離子電池的高電壓電解液的制備方法，其特征在于，包括： 1) 將環(huán)狀碳酸酯溶劑和鏈狀碳酸酯溶劑混合，其中環(huán)狀碳酸酯溶劑與鏈狀碳酸酯溶劑 的體積比為1: 1?1:3; 2) 將導(dǎo)電鋰鹽添加到上述混合溶劑中，使鋰鹽濃度為0. 5-1. 5mol/L; 3) 向步驟2)的混合物體系中添加權(quán)利要求1所述的添加劑，使其質(zhì)量占電解液總質(zhì)量 的0. 5?2%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池的高電壓電解液的制備方法，其特征在于：所述 的環(huán)狀碳酸酯為碳酸乙烯酯，所述的鏈狀碳酸酯選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯 中的一種或兩種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池的高電壓電解液的制備方法，其特征在于：所述 的導(dǎo)電鋰鹽選自 LiPF6、LiC104、LiAsF6、LiBF4、LiCF 3S03 或 Li (CF3S02) 2N。
6. -種鋰離子二次電池，其特征在于，包括：正極、負(fù)極、設(shè)置在正極和負(fù)極之間的隔 膜和權(quán)利要求2所述的高電壓的電解液。
【文檔編號(hào)】H01M10/0525GK104218256SQ201310205174
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月29日
【發(fā)明者】許晶晶, 吳曉東, 胡園園, 劉濤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所