專利名稱：鋰離子二次電池及其電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子二次電池，尤其是一種能夠改善電池高溫存儲(chǔ)性能的鋰離子二次電池電解液。
背景技術(shù)：
鋰離子二次電池具有工作電壓高、壽命長(zhǎng)和充電速度快等優(yōu)點(diǎn)，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，人們要求鋰離子二次電池具有更高的能量密度。研究發(fā)現(xiàn)，提高鋰離子二次電池的工作電壓是提高其能量密度的有效途徑之一，但是，伴隨著鋰離子二次電池的高電壓化，電解液在正極的氧化分解加劇，電池在高溫存儲(chǔ)時(shí)會(huì)由于電解液的氧化分解而出現(xiàn)脹氣問題。通常，在進(jìn)行了充電的鋰離子二次電池中，作為正極活性物質(zhì)的金屬氧化物在高電位下顯示出非常強(qiáng)的氧化性，很容易與電解液發(fā)生氧化反應(yīng)而使其分解，因此，抑制電解液和正極材料之間的氧化反應(yīng)是解決鋰離子二次電池高溫存儲(chǔ)產(chǎn)氣變形的關(guān)鍵。目前，有人用含有酰亞胺官能團(tuán)的馬來酰亞胺來改善電池(電壓4.2V)的高溫存儲(chǔ)性能，但是，馬來酰亞胺類添加劑依然滿足不了更高電壓(4.4V及更高電壓)電池的使用要求；另外，單純的烯烴類添加劑也被用來改善電池的高溫存儲(chǔ)特性，但是單純的烯烴會(huì)成膜而導(dǎo)致電池的阻抗增大，引起電池的循環(huán)性能惡化。有鑒于此，確有必要提供一種在高壓高溫下具有良好存儲(chǔ)性能的鋰離子二次電池及其電解液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:提供一種在高壓高溫下具有良好存儲(chǔ)性能的鋰離子二次電池電解液，以及使用上述電解液的鋰離子二次電池。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，發(fā)明人經(jīng)潛心研究發(fā)現(xiàn):將N-烯烴基酰亞胺和/或N-炔烴基酰亞胺加入到鋰離子二次電池電解液中，其中的C=C或C = C在自由基的作用下容易在極片表面形成鈍化膜，從而有效減弱非水電解液與正極直接的氧化反應(yīng)，能夠提高鋰離子二次電池在高電壓高溫條件下的存儲(chǔ)性能；另一方面，酰亞胺結(jié)構(gòu)的存在使鈍化膜具有一定的導(dǎo)離子性，因此并不影響電池的循環(huán)特性?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供一種鋰離子二次電池電解液，其含有鋰鹽、非水有機(jī)溶劑和添加劑，所述添加劑包括N-烯烴基酰亞胺、N-炔烴基酰亞胺中的一種或兩種。作為本發(fā)明鋰離子二次電池電解液的一種改進(jìn)，所述N-烯烴基酰亞胺的優(yōu)選結(jié)構(gòu)通式如式(I)所示，所述N-炔烴基酰亞胺的優(yōu)選結(jié)構(gòu)通式如式(II)所示，
權(quán)利要求
1.一種鋰離子二次電池電解液，其含有鋰鹽、非水有機(jī)溶劑和添加劑，其特征在于:所述添加劑包括N-烯烴基酰亞胺、N-炔烴基酰亞胺中的一種或兩種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于:所述N-烯烴基酰亞胺的優(yōu)選結(jié)構(gòu)通式如式(I)所示，所述N-炔烴基酰亞胺的優(yōu)選結(jié)構(gòu)通式如式(II)所示，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于:所述N-烯烴基酰亞胺為N-烯丙基丁二酰亞胺、3-甲基-N-烯丙基丁二酰亞胺、3，4- 二甲基-N-烯丙基丁二酰亞胺、3，4- 二乙基-N-烯丙基丁二酰亞胺、(3-甲基-4-乙基)-N-烯丙基丁二酰亞胺、N-( 2- 丁烯)-丁二酰亞胺、3-甲基-N- (2- 丁烯)-丁二酰亞胺、3，4- 二甲基-N- (2- 丁烯)-丁二酰亞胺、(3-甲基-4-乙基)-N- (2- 丁烯)-丁二酰亞胺或3-氟代甲基-N-烯丙基丁二酰亞胺中的一種或兩種及以上的組合；所述N-炔烴基酰亞胺為N-炔丙基丁二酰亞胺、3-甲基-N-炔丙基丁二酰亞胺、3，4- 二甲基-N-炔丙基丁二酰亞胺、3，4- 二乙基-N-炔丙基丁二酰亞胺、(3-甲基-4-乙基)-N-炔丙基丁二酰亞胺、N- (2- 丁炔)-丁二酰亞胺、3-甲基-N- (2-丁炔)-丁二酰亞胺、3，4-二甲基-N- (2-丁炔)-丁二酰亞胺、(3-甲基-4-乙基)-N- (2- 丁炔)-丁二酰亞 胺或3-氟代甲基-N-炔丙基丁二酰亞胺中的一種或兩種及以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于:所述添加劑N-烯烴基酰亞胺和N-炔烴基酰亞胺在電解液中的質(zhì)量含量為0.1°/Γ5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于:所述添加劑N-烯烴基酰亞胺和N-炔烴基酰亞胺中在電解液中的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為1°/Γ3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于:所述非水有機(jī)溶劑同時(shí)含有環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯，其中環(huán)狀碳酸酯為碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一種或兩種；鏈狀碳酸酯為碳酸二甲酯、丁基內(nèi)酯、碳酸丁烯酯、二乙基碳酸酯、二丙基碳酸酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯和碳酸乙丙酯中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于:所述鋰鹽選自LiN(CxF2x+1S02) (CyF2y+1S02)、LiPF6' LiBF4' LiBOB、LiAsF6' Li (CF3SO2)2N' LiCF3SO3' LiClO4 中的一種或一種以上的組合，其中，X，y為自然數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于:所述鋰鹽的濃度為0.5M 2M。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于:所述添加劑中還含有有機(jī)砜類化合物、磺酸酯類化合物、齒代環(huán)狀碳酸酯類化合物、碳酸亞烯烴基化合物、氰基化合物中的一種或一種以上的組合。
10.一種鋰離子二次電池，包括正極片、負(fù)極片、間隔于相鄰正負(fù)極片之間的隔離膜以及電解液，其特征 在于:所述電解液為權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的電解液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子二次電池及其電解液，電解液中含有鋰鹽﹑非水有機(jī)溶劑和添加劑，添加劑包括N-烯烴基酰亞胺、N-炔烴基酰亞胺中的一種或兩種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明鋰離子二次電池電解液中的添加劑可有效改善正極/電解液界面，抑制電解液在正極表面的氧化分解，顯著改善鋰離子二次電池在高溫條件下的存儲(chǔ)性能。
文檔編號(hào)H01M10/0567GK103078133SQ20131002178
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者褚春波, 付成華, 趙豐剛, 王阿忠, 韓昌隆 申請(qǐng)人:寧德新能源科技有限公司