專利名稱：磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用低溫型電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池電解液。
背景技術(shù)：
由于技術(shù)與成本等問題，鋰離子電池一直停留在小型電池的使用領(lǐng)域中， 隨著鋰離子電池的關(guān)鍵材料技術(shù)以及電池技術(shù)迅速進(jìn)展，用于交通工具、電 工工具、電工^元具、照明用電'池、電動4&4貞i或的大型電;也、電池《且開始向日
常生活中普及。
目前，可以用作電動車電池領(lǐng)域的大型電池主要有閥控鉛酸電池、鎳 氫電池、鎳鎘電池和鋰離子二次電池，并且在實(shí)際應(yīng)用中，鉛酸電池、鎳氫 電池應(yīng)用更為廣泛。
但是，從電化學(xué)性能來看鋰離子二次電池具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢，二次電 池質(zhì)量比能量達(dá)到120Wh/kg以上，循環(huán)壽命在1000次以上，能量密度是鉛 酸和鎳氫電池的2到3倍，循環(huán)壽命也是現(xiàn)行二次電池體系中壽命最長的。 更重要的是，鋰離子電池不含有毒重金屬元素，且回收簡單，是綠色環(huán)保電 池，因此，其正一皮逐步開發(fā)為電動汽車的動力電源。
在目前的鋰離子電池中，由于磷酸亞鐵鋰(LiFeP04)具有價格低廉、 無毒、環(huán)境相容性好、礦藏豐富、較高的比容量(理i侖容量為170mAh/g,能 量密度為550Wh/kg)、以及較高的工作電壓(3.2V)、充力文電電壓變化平緩、優(yōu) 良的循環(huán)性能、高溫性能以及安全性能良好等優(yōu)點(diǎn)，其是一種理想的鋰離子 電池正才及才才泮+。
但是，磷酸亞鐵鋰LiFeP04的電子傳導(dǎo)率較低，尤其在低溫下，其電子傳
導(dǎo)率更低，電性能受到影響。
因此，如果能提高磷酸亞鐵鋰LiFeP04離子電池在低溫環(huán)境的電性能，將
能大大拓寬其應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種鋰離子電池電解液，應(yīng)用本電解液能顯著改善 磷酸亞鐵鋰鋰離子電池在低溫下的電性能，使電池具有較好的循環(huán)性能。
本發(fā)明實(shí)施例提供的鋰離子電池電解液，包含六氟磷酸鋰、碳酸乙烯 酯、丁酸乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯。
可選地，本電解液還包括成膜添加劑。
可選地，所述成膜添加劑包括氟代碳酸乙烯酯、雙草酸硼酸酯鋰。 可選地，所述氟代碳酸乙烯酯的重量配比含量為1~5%。 可選地，所述雙草酸硼酸酯鋰的重量配比含量為1~5%。 可選地，所述丁酸乙酯的重量配比含量為30~40%。 可選地，所述碳酸丙烯酯的重量配比含量為5 ~ 10% 。 可選地，所述碳酸乙烯酯的重量配比含量為25~35%。 可選地，所述碳酸二曱酯的重量配比含量為15~30%,和/或， 可選地，所述六氟^l酸鋰濃度為0.7~ 1.0mol/L。
可選地，所述各組分的純度大于99.95%，水分質(zhì)量百分含量小于百萬分
之二十。
由于本電解液還包含熔點(diǎn)較低的碳酸丙烯酯、丁酸乙酯，能有效改善電 解液在低溫時的導(dǎo)電性能。
在以磷酸亞《失鋰作為正極電極的鋰離子電池中應(yīng)用本電解液，能夠保證 電池在較低溫度環(huán)境下，仍然具有較好的導(dǎo)電性能。
另外，由于本電解液包含有成膜添加劑，比如但不限于氟代碳酸乙烯酯、 雙草酸硼酸酯鋰。在電池化成的過程中，成膜添加劑分別在鋰電池的正、負(fù)
極表面形成鈍化膜(SEI膜)，該鈍化膜能有效緩減甚至防止以下情況的發(fā)生
正極電極中的三價鐵離子溶解于電解質(zhì)而在石墨負(fù)極的表面還原成零價 鐵而產(chǎn)生沉淀，造成正極LiFeP04在循環(huán)過程中容量衰減嚴(yán)重，影響鋰電池的
循環(huán)性能。
另外，該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。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合具體實(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:
本磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用低溫型電解液包含碳酸乙烯酯、碳酸二曱 酯、六氟磷酸鋰、丁酸乙酯、碳酸丙烯酯、氟代石友酸乙烯酯、雙草酸硼酸酯鋰。
由于該電解液中包含熔點(diǎn)較低的碳酸丙烯酯、丁酸乙酯，能有效改善電 解液在低溫時的導(dǎo)電性 能。
實(shí)驗(yàn)證明該電解液在低于-3(TC時，仍具有較高的電導(dǎo)率，保證磷酸 亞鐵鋰鋰離子電池在-30。C放電容量大于常溫25。C》文電容量的80%，在-40。C放電容量大于常溫25。C放電容量的60% 。
另外，還可以在本電解液中添加成膜添加劑，比如但不限于氟代碳酸 乙烯酯、雙草酸硼酸酯4里。
在電池化成的過程中，成膜添加劑可以分別在4里電池的正、負(fù)極表面形 成鈍化膜(SEI膜)，該鈍化膜能有效緩減，甚至防止以下情況的發(fā)生正極
電極中的三價鐵離子溶解于電解質(zhì)，而在石墨負(fù)極的表面還原成零價鐵而產(chǎn)
生沉淀，造成正極LiFeP04在循環(huán)過程中容量衰減嚴(yán)重，影響鋰電池的循環(huán)性 能。特別地，在電池發(fā)生過充時，或者外部存儲、應(yīng)用環(huán)境溫度較高等較高 的溫度下，保證電池的安全性能。
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 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兀l(fā)生起火、爆炸等現(xiàn)象，^提高了電池的安全性。
綜上，在以磷酸亞鐵鋰作為正極電極的鋰離子電池中應(yīng)用本實(shí)施例的電 解液，能夠保證電池在較低溫度環(huán)境下，仍然具有較好的導(dǎo)電性能，并在循 環(huán)中具有較好的循環(huán)性能，安全性能好。
實(shí)施例2:
作為一種優(yōu)選實(shí)施方案，本實(shí)施例的磷酸亞《失4里一統(tǒng)離子電池電解液，包 括六氟磷酸鋰，碳酸乙烯酯、丁酸乙酯、碳酸丙烯酯、-友酸二曱酯、氟代 碳酸乙烯酯、雙草酸硼酸酯鋰。其中各組分的配比如下
碳酸乙烯酯的含量為25 ~ 35w丄％ ,碳酸丙烯酯的含量為5 ~ 10 w.t. % , 碳酸二曱酯的含量為15~30w.t.%, 丁酸乙酯的含量為30~40w.t.%,氟代石灰 酸乙烯酯的含量為l~5w.t.%,雙草酸硼酸酯鋰的含量為l~5w.t.%,六氟磷 酸4里濃度為0.7- 1.0mol/L。
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，各組分均達(dá)到電池試劑級。
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低溫放電性能。
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，
能夠抑制氟化氫(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0.7~ 1.0mol/L)，增加無氟鋰鹽雙草酸硼酸酯鋰的含量(其濃度 為重量配比含量為1~5% )，有利于提高電池的循環(huán)性能。
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、一種磷酸亞鐵鋰鋰離子電池電解液，其特征是，包含六氟磷酸鋰、碳酸乙烯酯、丁酸乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池電解液，其特征是，還 包括成膜添加劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所 述成膜添加劑包括氟代碳酸乙烯酯、雙草酸硼酸酯鋰。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所 述氟代碳酸乙烯酯的重量配比含量為1~5%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所 述雙草酸硼酸酯鋰的重量配比含量為l ~ 5 % 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所 述丁酸乙酯的重量配比含量為30 ~ 40 % 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所 述碳酸丙烯酯的重量配比含量為5~ 10%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所 述碳酸乙烯酯的重量配比含量為25~35%。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池電解液，其特征是，所 述碳酸二曱酯的重量配比含量為15~30%,和/或，所述六氟磷酸鋰濃度為0.7~ 1.0mol/L。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3至10之任一所述的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池電解液， 其特征是，所述各組分的純度大于99.95%，水分質(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，公開了一種磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用低溫型電解液。本電解液包含碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、丁酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯、雙草酸硼酸酯鋰、六氟磷酸鋰。應(yīng)用本電解液能顯著改善磷酸亞鐵鋰鋰離子電池在低溫下的電性能，使電池具有較好的循環(huán)性能。
文檔編號H01M10/40GK101350431SQ200810030370
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)明者曾堅義, 殷振國, 郭永興, 陶芝勇 申請人:深圳市海盈科技有限公司