專利名稱：一種動(dòng)力鋰離子電池的電解液的制作方法
一種動(dòng)力鋰離子電池的電解液方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于動(dòng)力鋰離子二次電池的電解液，更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有良好浸潤(rùn)性、傾倒性，并具有優(yōu)異循環(huán)壽命的動(dòng)力鋰離子電池的電解液。背景技術(shù)：
鋰離子電池作為一種能量轉(zhuǎn)換裝置，具有以下優(yōu)勢(shì)
(1)工作電壓高，商業(yè)化的鈷酸鋰-碳電池的工作電壓為3. 6V 3. 7V ；
(2)能量密度大，鋰離子電池的比能量隨電極材料的不同有所差別，但基本都能達(dá)到 150 200ffh/kg ；
(3)循環(huán)壽命長(zhǎng)，鋰離子電池具有大于2000次的循環(huán)壽命，在低放電深度下可以達(dá)到幾萬次；
(4)無污染，鋰離子電池所用的正、負(fù)極、電解液等材料均無毒；電池工作不產(chǎn)生廢氣，對(duì)環(huán)境無污染；
(5)自放電率低，目前鋰離子電池的自放電率可做到低于每月2% ；
(6)具有快速充電能力。由于以上特點(diǎn)，鋰離子電池已替代Ni-Cd，Ni-H電池，廣泛用于手機(jī)、筆記本電腦等便攜式電池產(chǎn)品。
鋰離子電池作為一種綠色能源裝置，符合當(dāng)今社會(huì)綠色環(huán)保的要求；隨著技術(shù)的不斷成熟，動(dòng)力鋰離子電池在電動(dòng)汽車、大巴等交通工具上具有廣闊的應(yīng)用前景。
鋰離子二次電池通常采用石墨、中間相碳微球等碳材料，或鈦酸鋰，硅合金材料作為陽極活性物質(zhì)，用LiCoO2, LiFePO4, LiMn2O4等材料為陰極活性物質(zhì)；另外，在陰極和陽極之間插入多孔聚乙烯PE、聚丙烯PP隔膜，然后注入含有鋰鹽的電解液來完成電池的制造。
電解液是鋰離子電池的重要組成部分，在電池正負(fù)極之間起著輸送和傳導(dǎo)電流的作用。按電解質(zhì)種類的不同，分為液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池。
目前，液態(tài)鋰離子電池電解液采用環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯混合溶劑；此類質(zhì)子惰性溶劑粘度偏高，表面張力偏大；注液時(shí)，傾倒性不太好。另一方面，PE、PP隔膜材料與電解液的親和作用小，導(dǎo)致電解液對(duì)隔膜的浸潤(rùn)性較差；由于電池容量的增加，電機(jī)組件密度增大，組件與殼體之間的空間很小，使得灌注電解液十分困難。
質(zhì)子惰性溶劑對(duì)高比表面的正、負(fù)極活性材料的潤(rùn)濕性不太好，這樣會(huì)導(dǎo)致電極材料與電解液的接觸電阻偏大，很難滿足動(dòng)力鋰離子電池內(nèi)阻小的要求；電解液對(duì)電極活性材料的浸潤(rùn)性差，會(huì)影響正負(fù)極材料的利用率，不利于電池容量的發(fā)揮。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就在于提供一種用于動(dòng)力鋰離子二次電池的電解液， 該電解液對(duì)鋰離子電池的隔膜和正、負(fù)極活性材料具有良好的浸潤(rùn)性，可減小電解液與正、 負(fù)極活性材料的接觸電阻，提高材料的利用率；同時(shí)，電解液的傾倒性和注液情況也得到改口 ο
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，該電解液包含潤(rùn)濕性添加劑、 鋰鹽、非水有機(jī)溶劑、其他添加劑，所述的潤(rùn)濕性添加劑為非離子表面活性劑，并且其在電解液中質(zhì)量的百分比為0. 001 5% ；所述的非水溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、Y-丁內(nèi)酯中的一種或多種混合物；非水溶劑在電解液中的質(zhì)量百分比為50 90%% ；所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、三氟甲基磺酸鋰中的至少一種，鋰鹽濃度為0.6 1.5摩爾；所述的其他添加劑在電解液中的質(zhì)量百分比為0.5 8%。
進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的潤(rùn)濕性添加劑為下列物質(zhì)中的至少一種 (1)脂肪酸聚氧乙烯醚；( 長(zhǎng)鏈脂肪醇聚氧乙烯醚；C3)有機(jī)硅烷化合物。
進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的潤(rùn)濕性添加劑在電解液中質(zhì)量的百分比為 0. 01 2%。
進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的其他添加劑為VC碳酸亞乙烯酯、VEC乙烯基碳酸乙烯酯、FEC氟代碳酸乙烯酯、1，3丙烷磺酸內(nèi)酯1，3-PS、CHB環(huán)己基苯中的至少一種，其在電解液中的質(zhì)量百分比為0. 5 8%。
進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的非水溶劑在電解液中的質(zhì)量百分比為60 90% ；
進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的鋰鹽濃度為0.8 1.4摩爾；
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，潤(rùn)濕性添加劑在電解液中的使用量占總質(zhì)量的百分比為0. 001 5%，優(yōu)選用量為0. 01 2% ；當(dāng)潤(rùn)濕性添加劑的加入量小于0. OOlw. t. % 時(shí)，不能有效改善電解液的傾倒性和浸潤(rùn)性；當(dāng)潤(rùn)濕性添加劑的含量超過5w. t. %時(shí)，添加劑含量的繼續(xù)增大對(duì)電解液浸潤(rùn)性的進(jìn)一步改善并沒有明顯效果。由于非離子表面活性劑的加入，降低了非水電解液的表面張力，增強(qiáng)了注液時(shí)電解液對(duì)PE、PP材料隔膜的浸潤(rùn)性和滲透速率，極大地改善電池注液困難的狀況。同時(shí)，上述潤(rùn)濕型活性劑也提高了電解液對(duì)高比表面的正、負(fù)極活性材料的潤(rùn)濕性，減小了電極材料與電解液的接觸電阻；提高了正、 負(fù)極活性材料的利用率。另外，浸潤(rùn)性活化劑在鋰離子電池工作電壓范圍內(nèi)電化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性好，不發(fā)生分解反應(yīng)；對(duì)電池性能不產(chǎn)生負(fù)面影響。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明中電解液包含潤(rùn)濕性添加劑、鋰鹽、非水有機(jī)溶劑、其他添加劑。
所述的潤(rùn)濕性添加劑為非離子表面活性劑，并且其在電解液中質(zhì)量的百分比為 0. 001 5%。本發(fā)明中，潤(rùn)濕性添加劑為下列物質(zhì)中的至少一種
(1)脂肪酸聚氧乙烯醚，其結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力鋰離子電池的電解液，該電解液包含潤(rùn)濕性添加劑、鋰鹽、非水有機(jī)溶劑、其他添加劑，其特征在于所述的潤(rùn)濕性添加劑為非離子表面活性劑，并且其在電解液中質(zhì)量的百分比為 0. 001 5% ；所述的非水溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、 Y-丁內(nèi)酯中的一種或多種混合物；非水溶劑在電解液中的質(zhì)量百分比為50 90%% ；所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、三氟甲基磺酸鋰中的至少一種，鋰鹽濃度為0.6 1.5摩爾；所述的其他添加劑在電解液中的質(zhì)量百分比為0. 5 8%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力鋰離子電池的電解液，其特征在于所述的潤(rùn)濕性添加劑為下列物質(zhì)中的至少一種(1)脂肪酸聚氧乙烯醚，其結(jié)構(gòu)式為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種動(dòng)力鋰離子電池的電解液，其特征在于所述的潤(rùn)濕性添加劑在電解液中質(zhì)量的百分比為0. 01 2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種動(dòng)力鋰離子電池的電解液，其特征在于 所述的其他添加劑為碳酸亞乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1，3丙烷磺酸內(nèi)酯、環(huán)己基苯中的至少一種，其在電解液中的質(zhì)量百分比為0. 5 8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種動(dòng)力鋰離子電池的電解液，其特征在于所述的非水溶劑在電解液中的質(zhì)量百分比為60 90% ；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種動(dòng)力鋰離子電池的電解液，其特征在于所述的鋰鹽濃度為0. 8 1. 4摩爾。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有良好浸潤(rùn)性、傾倒性的動(dòng)力鋰離子電池的電解液。該電解液包含潤(rùn)濕性添加劑、鋰鹽、非水有機(jī)溶劑、其他添加劑，所述的潤(rùn)濕性添加劑為非離子表面活性劑，并且其在電解液中質(zhì)量的百分比為0.001～5％；所述的非水溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁內(nèi)酯中的一種或多種混合物；非水溶劑在電解液中的質(zhì)量百分比為50～90％％；所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、三氟甲基磺酸鋰中的至少一種，鋰鹽濃度為0.6～1.5摩爾；所述的其他添加劑在電解液中的質(zhì)量百分比為0.5～8％。本發(fā)明對(duì)聚烯烴隔膜和電極活性材料具有良好的浸潤(rùn)性，并具有優(yōu)良的循環(huán)壽命。
文檔編號(hào)H01M10/0567GK102544582SQ20101061293
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者侯濤, 湯敏敏, 陳晴川, 陳柏源 申請(qǐng)人:東莞市杉杉電池材料有限公司