專利名稱：鋰離子電池電解液及含有該電解液的鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池電解液及含有該電解液的鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池主要有正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜四部分組成。其中，電解液是在電池正、負(fù)極之間起傳導(dǎo)作用的離子導(dǎo)體，一般由電解質(zhì)鋰鹽和有機(jī)溶劑兩部分組成，電解液的性能在很大程度上影響鋰離子電池的性能。影響電解液優(yōu)劣性質(zhì)的因素主要有兩個(gè)方面有機(jī)電解液的組成及電解液中雜質(zhì)的含量。其中，電解液中所含的HF雜質(zhì)對(duì)電解液自身的穩(wěn)定性和電池性能都有著巨大的影響。HF雜質(zhì)對(duì)電解液自身的穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面催化鋰鹽如LiPF6的水解，從而加速電解液的變質(zhì)；催化有機(jī)溶劑的聚合，從而導(dǎo)致電解液黏度增加，電導(dǎo)率降低。HF雜質(zhì)對(duì)電池性能的影響主要表現(xiàn)在三個(gè)方面首先，HF雜質(zhì)會(huì)在電池首次充放電過(guò)程中，在碳負(fù)極上與電池中的鋰離子發(fā)生如下電化學(xué)還原反應(yīng)HF+e>Li+ — LiF J, +1/2 上述反應(yīng)不僅會(huì)消耗電池中有限的鋰離子，增加電池內(nèi)壓，而且生成的LiF導(dǎo)電能力較差，碳負(fù)極表面SEI膜組分中LiF含量增多，會(huì)導(dǎo)致電極/有機(jī)電解液界面阻抗增大，從而增加電池內(nèi)阻。其次，HF雜質(zhì)會(huì)與電極表面上的SEI膜發(fā)生反應(yīng)，生成水或醇等。Aurbach等認(rèn)為在EC基的有機(jī)電解液中，HF與SEI膜組分主要發(fā)生如下反應(yīng)Li2C03+2HF — 2LiF+H20+C02上述反應(yīng)中生成的LiF同樣會(huì)導(dǎo)致電極/有機(jī)電解液界面阻抗的增大，此外，反應(yīng)中生成的水和乙二醇又會(huì)和LiPF6K應(yīng)生成HF，該過(guò)程不斷循環(huán)，導(dǎo)致電池比容量、循環(huán)效率等不斷減小，直至整個(gè)電池被破壞。最后，HF雜質(zhì)會(huì)和正極活性材料如LiMn2O4發(fā)生反應(yīng)，引起部分錳的溶解，這是引起LiMn204容量衰減的主要原因之一，反應(yīng)原理如下LiMn204+H+ — Li++ λ -Μη02+Μη2++2Η20針對(duì)上述HF雜質(zhì)對(duì)電池性能的影響，現(xiàn)有技術(shù)中采用鋅、鋁、鎂、鈣的氧化物中的一種或一種以上的混合物或鋁或鎂作為添加劑加入到電解液中，它們將與電解液中微量的 HF發(fā)生反應(yīng)，降低HF的含量，阻止其對(duì)電極的破壞和對(duì)LiPF6分解的催化作用，提高電解液的穩(wěn)定性，改善電池性能。但是上述方法去除HF雜質(zhì)的速度較慢，因此很難做到阻止HF雜質(zhì)對(duì)電池性能的破壞；并且用金屬氧化物處理電解液容易引入金屬雜質(zhì)。這些金屬雜質(zhì)的引入不利于電池的充放電，從而影響電池的容量。此外，現(xiàn)有技術(shù)中還可采用六甲基二氮硅烷(化學(xué)式為(CH3)3SiNHSi(CH3)3)作為添加劑加入至電解液中，其作用機(jī)理為(CH3) 3SiNHSi (CH3) 3+H20 — (CH3) 3SiOSi (CH3) 3+NH3NH3+HF —NH4F六甲基二氮硅烷與水反應(yīng)生成的NH3, NH3繼而可以與HF雜質(zhì)反應(yīng)生成NH4F,降低了電解液中HF雜質(zhì)的含量，從而提高鋰離子電池的性能。然而，該方法中，六甲基二硅氮烷本身不穩(wěn)定，在空氣中易分解，不易保存；并且生成的NH4F不穩(wěn)定，在高溫條件下容易分解， 影響鋰離子電池的高溫性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種鋰離子電池電解液及含有該電解液的鋰離子電池，能夠有效控制電解液的酸度，進(jìn)而提高鋰離子電池的循環(huán)壽命和高溫存儲(chǔ)性能。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案一種鋰離子電池電解液，包括鋰鹽、非水有機(jī)溶劑、成膜添加劑、穩(wěn)定添加劑，所述穩(wěn)定添加劑為式(1)所示的氮硅烷衍生物
權(quán)利要求
1. 一種鋰離子電池電解液，其特征在于，包括鋰鹽、非水有機(jī)溶劑、成膜添加劑、穩(wěn)定添加劑，所述穩(wěn)定添加劑為式(1)所示的氮硅烷衍生物
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述含鹵基團(tuán)包括鹵素原子、碳原子數(shù)為1-20的鹵代烷基、碳原子數(shù)為1-20的鹵代苯基或碳原子數(shù)為1-20的鹵代聯(lián)苯基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述氮硅烷衍生物的含量為電解液總重量的0. 1% -50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述鋰鹽選自LiPF6、LiBF4、 LiClO4, LiPF3 (CF2CF3) 3、LiCF3SO3 和 LiBOB 中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述非水有機(jī)溶劑選自碳酸酯、碳酸酯鹵代衍生物、酯、醚或酮中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述成膜添加劑選自碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、1，3-磺酸丙內(nèi)酯和1，4_磺酸丁內(nèi)酯中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述成膜添加劑含量為電解液總重量的0. -50%。
8.—種鋰離子電池，包括電解液，其特征在于，所述電解液為權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的鋰離子電池電解液。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池電解液及含有該電解液的鋰離子電池，涉及電池領(lǐng)域，能夠有效控制電解液的酸度，進(jìn)而顯著提高鋰離子電池的循環(huán)性能和高溫存儲(chǔ)性能。所述鋰離子電池電解液包括一種鋰離子電池電解液，其特征在于，包括鋰鹽、非水有機(jī)溶劑、成膜添加劑、穩(wěn)定添加劑，所述穩(wěn)定添加劑為式(1)所示的氮硅烷衍生物式(1)，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自獨(dú)立地為碳原子數(shù)1-20的直鏈或支鏈烷基；R7、R8、R9各自獨(dú)立地為原子數(shù)為1-20的直鏈或支鏈烷基或含鹵基團(tuán)。本發(fā)明可用于電池領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01M10/0525GK102437372SQ201110374399
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者劉軍賢 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司