專利名稱：抗過充鋰離子電池電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二次鋰離子電池電解液，尤其涉及一種適用于鋰 離子電池過充條件下使用的電池電解液。
背景技術(shù)：
鋰離子電池在使用過程中的安全問題依然沒有完全消除，尤其是 電池在超過設(shè)計(jì)電壓時(shí)，發(fā)生電池的過充現(xiàn)象，這會改變電池的內(nèi)部 正負(fù)極材料的微觀結(jié)構(gòu)，影響電池的正常使用。情況嚴(yán)重時(shí)，電池的 負(fù)極生成鋰枝晶，會刺穿隔膜導(dǎo)致電池內(nèi)部形成短路，同時(shí)產(chǎn)生大量 的熱，引起有機(jī)電解液的熱分解和燃燒，造成電池的安全問題。
當(dāng)前的過充添加劑依照其作用機(jī)理主要分為三類，分別是氧化還 原飛梭、電聚合、氣體發(fā)生，它們單獨(dú)做為過充添加劑使用時(shí)各有利 弊。因此，在實(shí)際的用途中多為三種機(jī)理中兩種或者兩種以上來共同 發(fā)揮作用。本專利中所采用的過充添加劑能夠發(fā)揮以上機(jī)理中的兩種 或者兩種以上，能夠使得電池在抗過充安全性能方面得到大大的提 咼。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供 一種電池在過充條件下的安全型液體電解液，能夠承受過充測試，克 服常規(guī)液體電解液的上述問題。本發(fā)明的抗過充鋰離子電池電解液主 要由鋰離子電池電解液和添加劑構(gòu)成，其添加劑是烷基芳香烴類有機(jī)
化合物，對環(huán)境沒有污染，且質(zhì)量比是鋰離子電池電解液重量的3% 8%。
本發(fā)明的基于抗過充鋰離子電池電解液，各組分重量比為
鋰離子電池電解液有機(jī)溶劑92% 97%， 烷基芳香烴類有機(jī)化合物3% 8% 。 進(jìn)一步地，所述的鋰離子電池電解液有機(jī)溶劑為乙烯碳酸酯 (EC)、 二乙基碳酸酯(DEC)、 二甲基碳酸酯(DMC)、甲基乙基 碳酸酯(EMC)、丙烯碳酸酯(PC)、甲基丙基碳酸酯(MPC)之間 的三種及三種以上組合，它們組合之一的用量定為重量比1% 60
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進(jìn)一步地，所述的烷基芳香烴類有機(jī)化合物是環(huán)己基苯(CHB)、 氟代苯基(FB)、聯(lián)苯(BP)及其氟代和氯代的苯基化合物之間的一 種及一種以上組合，它們組合之一的用量定為重量比0.1% 5%;
進(jìn)一步地，所述的垸基芳香烴類有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)簡式為<formula>formula see original document page 4</formula>上式中R和R2是氫原子、苯基、烷基、鹵代苯基、鹵代烷基或 雜原子官能團(tuán)，其中鹵代的原子是氟(F)、氯(Cl)或溴(Br)。
本發(fā)明的新型抗過充鋰離子電池電解液，是在鋰離子電池電解液 中添加烷基芳香烴，并且烷基芳香烴的加入量為鋰離子電池電解液重 量的3% 8。％。使用本發(fā)明所述的鋰離子電池電解液，電池在充電 過程中不會出現(xiàn)冒煙和爆炸的現(xiàn)象，更重要的是電池能夠承受1C、 10V的過充測試，電池的安全性能得到大大提高。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的過充時(shí)間一電壓曲線圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的過充時(shí)間一電流曲線圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的過充時(shí)間一容量曲線圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的過充時(shí)間_電壓曲線圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的過充時(shí)間一容量曲線圖。
具體實(shí)施例方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目 的、功能，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
在鋰離子電池電解液中添加烷基芳香烴，并且烷基芳香烴的加入
量為鋰離子電池電解液重量的3% 8%。本發(fā)明所述的鋰離子電池電 解液，所使用的有機(jī)溶劑為碳酸乙烯碳酸酯(EC)、 二乙基碳酸酯
(DEC)、 二甲基碳酸酯(DMC)、甲基乙基碳酸酯(EMC)、丙烯碳 酸酯(PC)、甲基丙基碳酸酯(MPC)之間的三種及三種以上組合， 它們的用量都可以定為重量比1% 60%。
本發(fā)明所說的垸基芳香烴添加劑可以是環(huán)己基苯(CHB)、氟代 苯基(FB)、聯(lián)苯(BP)之間的一種及一種以上組合，它們可以單獨(dú) 使用也可以共同使用，用量可以定為重量比0.1% 5%。這些有機(jī)溶 劑和添加劑在實(shí)際的使用過程應(yīng)該嚴(yán)格控制雜質(zhì)的含量以及它們具 體的使用量。
上述烷基芳香烴類有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)簡式可以表示為上式中R和R2可以是氫原子、苯基、烷基、鹵代苯基、卣代
垸基或雜原子官能團(tuán)，其中鹵代的原子可以是氟(F)、氯(Cl)或溴 (Br)。
實(shí)施例1 :
在充氬氣的手套箱中(H2O<10ppm)中配制鋰離子電池電解液， 其中各有機(jī)溶劑的比例是碳酸乙烯碳酸酯(EC): 二乙基碳酸酯
(DEC): 二甲基碳酸酯(DMC) =2: 2: 1，鋰鹽LiPF6的為1M， 各稱100克置于兩個(gè)氟化瓶中，其中一個(gè)為不加添加劑的對比樣， 一個(gè)為添加3%的烷基芳香烴添加劑，分別用兩種電解液制備稱圓柱 形電池，用1C、 10V恒壓測試過充性能，結(jié)果不加添加劑的電池變 形、爆炸、起火，而加添加劑的電池不爆炸、不起火，測試數(shù)據(jù)圖參 見附圖1(過充時(shí)間一電壓曲線圖)、附圖2(過充時(shí)間一電流曲線圖)、 附圖3 (過充時(shí)間一容量曲線圖)。 實(shí)施項(xiàng)2:
在充氬氣的手套箱中(H2O<10ppm)中配制鋰離子電池電解液， 其中各有機(jī)溶劑的比例是碳酸乙烯碳酸酯(EC):甲基乙基碳酸酯 (EMC): 二甲基碳酸酯(DMC) =1: 1: 1(wt%)，鋰鹽LiPF6的為
1M，各稱100克置于兩個(gè)氟化瓶中，其中一個(gè)為不加添加劑的對比 樣， 一個(gè)為添加3%的烷基芳香烴添加劑，分別用兩種電解液制備稱 圓柱形電池，用1C、 10V恒壓測試過充性能，結(jié)果不加添加劑的電池變形、爆炸、起火，而加添加劑的電池不爆炸、不起火，測試數(shù)據(jù)
圖參見附圖4 (過充時(shí)間一電壓曲線圖)、附圖5 (過充時(shí)間一容量曲
線圖)。
以上所舉實(shí)施例僅用為方便舉例說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明作任 何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離 本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局 部更動或修飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均 仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種基于抗過充鋰離子電池電解液，其特征是，各組分重量比為鋰離子電池電解液有機(jī)溶劑92％～97％，烷基芳香烴類有機(jī)化合物3％～8％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗過充鋰離子電池電解液，其特征在于 所述的鋰離子電池電解液有機(jī)溶劑為碳酸乙烯碳酸酯(EC)、 二乙 基碳酸酯(DEC)、二甲基碳酸酯(DMC)、甲基乙基碳酸酯(EMC)、 丙烯碳酸酯(PC)、甲基丙基碳酸酯(MPC)之間的三種及三種以 上組合，它們組合之一的用量定為重量比1% 60%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗過充鋰離子電池電解液，其特征在于 所述的烷基芳香烴類有機(jī)化合物是環(huán)己基苯(CHB)、氟代苯基(FB)、聯(lián)苯(BP)之間的一種及一種以上組合，它們組合之一的 用量定為重量比0.1% 5%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗過充鋰離子電池電解液，其特征在于 所述的烷基芳香烴類有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)式為上式中R和R2是氫原子、苯基、垸基、鹵代苯基、鹵代烷基 或雜原子官能團(tuán)，其中鹵代的原子是氟(F)、氯(Cl)或溴(Br)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗過充鋰離子電池電解液，提供一種電池在過充條件下的安全型液體電解液，能夠承受過充測試，其添加劑是烷基芳香烴類有機(jī)化合物，對環(huán)境沒有污染。本發(fā)明的基于抗過充鋰離子電池電解液，各組分重量比為鋰離子電池電解液有機(jī)溶劑92％～97％，烷基芳香烴類有機(jī)化合物3％～8％。本發(fā)明的新型抗過充鋰離子電池電解液，是在鋰離子電池電解液中加入烷基芳香烴類有機(jī)化合物，使本發(fā)明的電池在充電過程中不會出現(xiàn)冒煙和爆炸的現(xiàn)象，更重要的是電池能夠承受1C、10V的過充測試，電池的安全性能得到大大提高。
文檔編號H01M10/26GK101308939SQ200810026160
公開日2008年11月19日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者濤 侯, 姜寧林, 湯敏敏, 陳柏源 申請人:東莞市杉杉電池材料有限公司