專利名稱：改善錳酸鋰鋰離子電池性能的電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰電池領(lǐng)域，尤其涉及一種錳酸鋰鋰離子電池電解液。
背景技術(shù)：
鋰電池是目前應(yīng)用最為廣泛的一種能源。目前市場上的鋰離子電池主要
以LiCo02作正極，但是目前鈷資源的日益貧乏，因此尋找另外一種資源豐富 原料來替代LiCo02是鋰離子電池發(fā)展的必然趨勢。
隨著鋰離子動力電池的發(fā)展，這種需求變得更加迫切。由于尖晶石 LiMn204廉價、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此，尖晶石LiMn204是替代LiCo02的
一種理想材料。
但是，尖晶石LiMn204與目前的電解液的相容性較差，其在電解液中會 發(fā)生以下兩種的溶解
第一，由于酸的作用直接溶解。
第二，固體顆粒表面三價錳離子的歧化溶解，發(fā)生以下的反應(yīng) 2Mn3+(solid)—Mn4+(solid)+Mn2+(solution),
而二價錳離子(Mn2+)溶解于電解液中，會在鋰電池的負(fù)極還原生成錳 Mn,而沉積在負(fù)極表面，從而造成尖晶石LiMn204在循環(huán)過程中容量衰減嚴(yán)重。
另外，在高溫時，由于高溫的催化，會導(dǎo)致固體顆粒表面三價錳離子的 歧化溶解更加劇烈，從而造成尖晶石LiMn204在循環(huán)過程中容量衰減更加嚴(yán)重。
用戶對鋰電池進(jìn)行充放電時，特別是在高溫環(huán)境使用時，會使得錳離子
的溶解加速，從而使得鋰電池的容量衰減加快，進(jìn)而加快電池的使用壽命的 縮短。導(dǎo)致電池過充的情況更加容易發(fā)生，而電池過充會進(jìn)一步使電池的溫 度升高，電解液分解加速，容量進(jìn)一步衰減，產(chǎn)生惡性循環(huán)，甚至導(dǎo)致電池 熱失控，發(fā)生起火、爆炸等現(xiàn)象。
另外，目前的鋰離子電解液中常用成分的^友酸丙烯酯在目前的電解液中 還存在與負(fù)極發(fā)生共插的現(xiàn)象，影響鋰離子電池的循環(huán)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種錳酸鋰鋰離子電池電解液，能有效抑制錳酸鋰 鋰離子電池的容量衰減，減緩電池在循環(huán)過程中容量的衰減。
本發(fā)明實(shí)施例提供的錳酸鋰鋰離子電池電解液，包括酸乙烯酯、碳酸 曱乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸鋰、成膜添加劑。
可選地，所述成膜添加劑有以下組分構(gòu)成1, 3-丙烷石黃酸內(nèi)酯、雙草
酸硼酸酯鋰。
可選地，所述l, 3-丙烷磺酸內(nèi)酯配比含量為5~15%。 可選地，所述雙草酸硼酸酯鋰濃度為0.1 ~ 0.5mol/L。 可選地，所述石友酸乙烯酯重量配比含量為20~30%。 可選地，所述碳酸曱乙酯重量配比含量為20 ~ 30% 。 可選地，所述碳酸二乙酯重量配比含量為20~30%。 可選地，所述石炭酸丙烯酯重量配比含量為20 ~ 30% 。 可選地，所述六氟磷酸鋰濃度為0.5~0.9mol/L。
可選地，所述各組份的純度大于99.95%，水分的質(zhì)量百分含量小于百萬
分之二十。
應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，由于在本錳酸鋰鋰離子電池電解液中包
括成膜添加劑，在電池化成時，成膜添加劑在正、負(fù)電極表面形成穩(wěn)定的耐
高溫鈍化膜(SEI膜)，能夠有效地抑制電池正極(主要材料為錳酸鋰)與電
解液的反應(yīng)，減少錳離子的溶解保證電池具有良好的高溫存儲性能，減緩電
池在循環(huán)過程中容量的衰減；
另外，該高溫鈍化膜還能夠抑制碳酸丙烯酯與負(fù)極發(fā)生共插，增強(qiáng)鋰離 子電池的循環(huán)性能。


圖1為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例2的錳酸鋰鋰離子電池液的鋰離子電池在常溫 下的電容循環(huán)實(shí)驗(yàn)分析圖 一一循環(huán)周數(shù)與容量保持率關(guān)系圖2為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例2的錳酸鋰鋰離子電池液的鋰離子電池在3C、 IOV過充下，進(jìn)行過充實(shí)—險得到的過充時間與電池電壓的關(guān)系曲線；
圖3為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例2的錳酸鋰鋰離子電池液的鋰離子電池恒定在 60°C高溫條件下的1C循環(huán)曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意 性實(shí)施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1:
本實(shí)施例提供的改善錳酸鋰鋰離子電池性能的電解液除了包含碳酸乙烯 酯、碳酸曱乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸鋰之外，還包含有成 膜添加劑，該成膜添加劑可以但不限于由1 ， 3 -丙烷石黃酸內(nèi)酯、雙草酸硼酸 酯鋰組成。
由于在本錳酸鋰鋰離子電池電解液中包括成膜添加劑，在電池化成時， 成膜添加劑在電極表面形成穩(wěn)定的耐高溫鈍化膜(SEI膜)，能夠有效地抑制
電池正極(主要材料為錳酸鋰)與電解液的反應(yīng)，減少錳離子的溶解，保證 電池具有良好的高溫存儲性能，減緩電池在循環(huán)過程中容量的衰減。
特別地，在較高的溫度下(比如電池發(fā)生過充時，或者外部存儲、應(yīng)用 環(huán)境溫度較高)，應(yīng)用本實(shí)施例的電解液效果對電池的安全性能的保證更力口明顯。
由于電池在循環(huán)過程中，電池的容量保持較高的穩(wěn)定性，能夠有效減少 由于電池容量與電池的額定容量相差過大，導(dǎo)致用戶的實(shí)際充電時間超過計(jì) 算的充電時間，造成電池過充的情況的發(fā)生，減少過充導(dǎo)致的各種意外發(fā)生，
比如發(fā)生電池?zé)崾Э?，發(fā)生起火、爆炸等現(xiàn)象，提高了電池的安全性。
其中，該成膜添加劑可以但不限于為由1， 3-丙烷石黃酸內(nèi)酯、雙草酸硼 酸酯鋰組成。
實(shí)施例2:
作為一種優(yōu)選實(shí)施方案，本實(shí)施例的錳酸鋰鋰離子電池電解液包括碳 酸乙烯酯、碳酸曱乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸鋰、1， 3-丙 烷磺酸內(nèi)酯、雙草酸硼酸酯鋰。其中各組分的配比如下
碳酸乙烯酯重量配比含量為20~30%,碳酸曱乙酯重量配比含量為20~ 30% ,碳酸二乙酯重量配比含量為20~30% ,碳酸丙烯酯重量配比含量為20 ~ 30%, 1, 3-丙烷磺酸內(nèi)酯配比含量為5~15%，六氟磷酸鋰濃度為0.5~ 0.9mol/L，雙草酸硼酸酯鋰濃度為0.1 ~0.5mol/L。
由于在本實(shí)施例中添加劑的加入，成膜添加劑的成膜作用抑制了與石墨 負(fù)極的作用，因此從而可適當(dāng)提高碳酸丙烯酯含量(提高到20~30% )，可以 進(jìn)一步提高本鋰離子電池的耐高溫性能。
并且在本實(shí)施例中，由于在本實(shí)施例中添加劑的加入，可形成SEI膜， 能夠抑制氟化氬(HF )的產(chǎn)生，因此在本實(shí)施例中降低了六氟磷酸鋰含量(降 低到濃度為0.5~0.9mol/L)，增加無氟鋰鹽雙草酸硼酸酯鋰的含量(其濃度
為0.1 ~0.5mol/L)，增加電解液的耐高溫性。
另夕卜，為了保證鋰電池具有高的穩(wěn)定性，其中各組份的純度大于99.95 % ， 水分的質(zhì)量百分含量小于百萬分之二十，成膜添加劑達(dá)到電池級。
設(shè)鋰離子電池的初始容量為1，圖1為應(yīng)用本實(shí)施例的錳酸鋰鋰離子電池 液的鋰離子電池在常溫下的電容循環(huán)實(shí)驗(yàn)分析圖——循環(huán)周數(shù)與容量保持率 關(guān)系圖。如圖示，在常溫下，本鋰電池在1C循環(huán)580周后，其容量保持率為 80%。實(shí)-險證明應(yīng)用本電解液的鋰電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能。
圖2為應(yīng)用本實(shí)施例的錳酸鋰鋰離子電池液的鋰離子電池在3C、 IOV過 充下，進(jìn)4亍過充實(shí)-驗(yàn)-彈到的過充時間與電池電壓的關(guān)系曲線。如圖2示， 對本鋰離子電池進(jìn)行十分鐘的過充，而無爆炸，無起火，安全性能良好。
設(shè)鋰離子電池的初始容量為1，圖3為應(yīng)用本實(shí)施例的錳酸鋰鋰離子電池 液的鋰離子電池恒定在60°C高溫條件下1C循環(huán)時的循環(huán)次數(shù)與容量保持率 的關(guān)系曲線圖。如圖示，在60。C高溫環(huán)境中，1C循環(huán)165周容量保持率仍然 為80%,其高溫循環(huán)性能優(yōu)良。
以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了
明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人 員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在具體實(shí)施方式
以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處， 綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種錳酸鋰鋰離子電池電解液，包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸鋰，其特征是，還包含成膜添加劑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的錳酸鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所述成 膜添加劑有以下組分構(gòu)成1， 3-丙烷石黃酸內(nèi)酯、雙草酸硼酸酯鋰。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所述l， 3 -丙烷石黃酸內(nèi)酯配比含量為5 ~ 15 % 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所述雙 草酸硼酸酯鋰濃度為0.1 ~0.5mol/L。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所述碳 酸乙烯酯重量配比含量為20~30%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所述碳 酸甲乙酯重量配比含量為20~30%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所述碳 酸二乙酯重量配比含量為20~30%。
8、 沖艮據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所述碳 酸丙烯酯重量配比含量為20~30%。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的錳酸鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所述六 氟磷酸鋰濃度為0.5 ~ 0.9mol/L。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2至9所述的錳酸鋰鋰離子電池電解液，其特征是， 所述各組份的純度大于99.95 % ,水分的質(zhì)量百分含量小于百萬分之二十。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰電池領(lǐng)域，公開了一種改善錳酸鋰鋰離子電池性能的電解液，包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、六氟磷酸鋰，雙草酸硼酸酯鋰。在電池化成時，成膜添加劑在電極表面形成穩(wěn)定的耐高溫鈍化膜(SEI膜)，能夠有效地抑制電池正極(主要材料為錳酸鋰)與電解液的反應(yīng)，減少錳離子的溶解，減緩電池在循環(huán)過程中容量的衰減。
文檔編號H01M10/40GK101350430SQ200810030369
公開日2009年1月21日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者曾堅(jiān)義, 殷振國, 郭永興, 陶芝勇 申請人:深圳市海盈科技有限公司