專利名稱：用于鋰離子電池的高壓電解液及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋰電池電解液，更具體地，本發(fā)明涉及高電壓并提高電池電化學性能的鋰電池電解液。
背景技術：
由于高技術電子工業(yè)的發(fā)展，電子設備變得更小和更輕，從而導致便攜式電子儀器使用的增加。對鋰二次電池的研究正在積極地進行，以便滿足日益增加的對高能量密度電池的需要，所述電池用作這些便攜式電子儀器的電源。目前所使用的鋰離子電池正極材料如LiCo02、LiMn204以及新型的鎳鈷錳三元材料的電壓大約為4V，限制了電池的功率，而且鋰離子電池用鈷系正極材料由于鈷資源稀少導致價格昂貴，不可能廣泛用于大型動力工具上。錳酸鋰雖然因錳資源豐富而價格相對便宜，且安全無污染，但其高溫循環(huán)穩(wěn)定性差容量衰減嚴重的問題還沒有得到很好的解決，使其商品化受到限制。在對LiMn2O4改性研究中發(fā)現(xiàn)由過渡金屬取代的錳酸鋰LiMn2_xMx04 (Μ = Cr，Co，Ni，Cu, Fe, Mo, V)的循環(huán)性能明顯優(yōu)于LiMn2O4，而且隨著過渡金屬摻雜量的增加，材料在5V附近出現(xiàn)另一個放電平臺。在這些尖晶石LiMrvxMxO4材料中，LiMni.5NiQ.504因具有較好的循環(huán)性能和相對較高的容量而受到廣泛關注。其理論容量為147mAh/g，能量密度為690Wh/Kg。作為開發(fā)中的正極材料，鎳錳酸鋰存在的核心問題主要是需要有能在高電壓下穩(wěn)定工作的電解液。由于歷史的原因，現(xiàn)在廣泛使用的LiPF6電解液的主要應用領域是以鈷酸鋰為正極，以石墨為負極的鋰離子電池，這類電池的工作電壓最高也只能達到4. 2V，所以電解液體系的設計也一般只能保證在4. 5V以下的范圍內穩(wěn)定使用，而鎳錳酸鋰的最高充電截止電壓可達5. 2V，因此常規(guī)電解液在此條件下的氧化分解問題變得明顯起來。正極電位的提高也意味著負極區(qū)域的還原性環(huán)境增強，這也導致了鎳錳酸鋰匹配傳統(tǒng)的石墨負極后表面SEI膜形成的動力學發(fā)生變化，而不能形成有效的SEI膜隔離電解液和碳材料，則負極材料的循環(huán)壽命也大大降低。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于高電壓鋰離子電池的電解液，其可以改進以鎳錳酸鋰為主的高電壓鋰離子電池的安全性和電化學性能。另一方面，本發(fā)明提供用于配制高電壓鋰離子電池電解液的制備方法。為了實現(xiàn)上述方面，本發(fā)明提供一種高電壓鋰離子電池電解液，其中該電解液包括鋰鹽，非水有機溶劑，及添加劑，該添加劑包括a)下面式(1)所示的化合物，及b)選自下列的化合物砜基化合物，氟代化合物，酸酐以及醚內化合物，及其混合物
權利要求
1. 一種高電壓鋰離子電池電解液，包括非水有機溶劑；鋰鹽；及添加劑，該添加劑包括a)下面式(1)所示的化合物，及b)選自下列的化合物砜基化合物，氟代化合物，酸酐以及醚內化合物，及其混合物
2.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其中添加劑a)式(1)的化合物選自2-氟代聯(lián)苯，2-氯代聯(lián)苯，2，5- 二氯甲苯和環(huán)己基苯中一種或兩種以上混合物。
3.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其中所述砜基化合物如下面式⑵ (4)所示
4.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其中該砜基化合物為二甲砜，乙烯基砜，苯基砜，四亞甲基砜，丁二烯基砜和環(huán)丁砜中一種或兩種以上混合物。
5.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其中(1)所示的化合物添加劑為0. 1 50質量分數。
6.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其中該砜基化合物為0.01 10質量分數。
7.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其中該氟代化合物為0.1 50質量分數。
8.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其中該酸酐以及醚內化合物為0. 1 50質量分數。
全文摘要
一種高電壓鋰離子電池電解液，包括非水有機溶劑、鋰鹽、及添加劑，所述添加劑包括添加劑包括a)下面式(1)所示的化合物，及b)選自下列的化合物砜基化合物，氟代化合物，酸酐以及酯內化合物，及其混合物其中R為C1～C10烷基，C1～C10烷氧基，或C6～C10芳基，優(yōu)選甲基、乙基或甲氧基，X為鹵素，且m和n為1～5的整數，其中m+n小于等于5。
文檔編號H01M10/0567GK102569888SQ20121000391
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權日2012年1月6日
發(fā)明者張鎖江, 汪志華, 蔡迎軍 申請人:中國科學院過程工程研究所