一種鈦酸鋰電池用電解液及其鈦酸鋰電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，具體涉及一種鈦酸鋰電池用電解液及其鈦酸鋰電池。
【背景技術(shù)】
[0002]目前商品化的鋰離子電池負極材料大多是嵌鋰碳材料，由于嵌鋰后碳電極的電位與金屬鋰的電位很接近，當電池過充時，碳電極表面易析出金屬鋰，它與電解液反應(yīng)產(chǎn)生可燃氣體混合物，因而給電池、特別是動力電池造成很大的安全隱患。同時，石墨電極還存在電解液的共嵌入問題，這也將影響電極的循環(huán)穩(wěn)定性。因此，尋找比碳負極在稍正的電位下嵌入鋰、廉價易得、安全可靠的新型負極材料是必要的。其中低電位過渡金屬氧化物及復(fù)合氧化物作為鋰離子電池的負極材料引起了人們的廣泛注意，鈦酸鋰(Li4Ti5012)是其中廣受關(guān)注的材料之一。Li4Ti5012相對于鋰電極的電位為1.55V，理論比容量為175mAh/g，實際比容量150?160mAh/g。在Li嵌入或脫出過程中，晶型不發(fā)生變化，體積變化小于1%，因此被稱為“零應(yīng)變材料”，這具有重要意義，能夠避免充放電循環(huán)中由于電極材料的來回伸縮而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞，從而提高電極的循環(huán)性能和使用壽命，減少了隨循環(huán)次數(shù)增加而帶來比容量大幅度的衰減，使Li4Ti5012具有比碳負極更優(yōu)良的循環(huán)性能。在25°C下，Li4Ti5012的化學(xué)擴散系數(shù)為2X10-8cm2/s，比碳負極材料中的擴散系數(shù)大一個數(shù)量級，高的擴散系數(shù)使得該負極材料可以快速、多循環(huán)充放電。但是，在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，以鈦酸鋰為負極的電池在高溫時容易脹氣，此種現(xiàn)象針對軟包裝電池尤為明顯，同時高低溫性能差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種鈦酸鋰電池用電解液及其鈦酸鋰電池。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0005]一種鈦酸鋰電池用電解液，它包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，所述添加劑由以下以電解液總重量為基準的成分組成:1.5-3.5 %的碳酸二甲酯，0.05-0.25 %的碳酸乙烯酯，0.15-0.35 %的LiBOB,0.1-0.45 %的碳酸亞乙烯酯(VO)，0.07-0.35 %的冠醚，0.04-0.06%的LiF,0.05-0.065 %的一氟代碳酸乙烯酯，0.05-0.25 %的環(huán)己基苯，
0.1-0.45%的聯(lián)苯和0.1-0.45%的I，3-丙烷磺酸內(nèi)酯。
[0006]優(yōu)選的，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)和雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiN(CF3SO2)2)的混合物，所述鋰鹽的濃度為0.7M-1.7M。
[0007]優(yōu)選的，所述六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)和雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiN(CF3SO2)2)的質(zhì)量比為:5:1:1。
[0008]優(yōu)選的，所述有機溶劑為鏈狀碳酸酯類有機溶劑和環(huán)狀碳酸酯類有機溶劑、羧酸酯類有機溶劑的混合物。
[0009]優(yōu)選的，所述有機溶劑為鏈狀碳酸酯類有機溶劑和環(huán)狀碳酸酯類有機溶劑、羧酸酯類有機溶劑的質(zhì)量比為1:1: 1.
[0010]為解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種鈦酸鋰電池，包含上述的的鈦酸鋰電池用電解液。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0012]改善了高溫SEI膜在高溫下的穩(wěn)定性，提高了電解液的耐高溫性能；循環(huán)性能優(yōu)良，提高了其使用壽命，同時提高了其高低溫性能和阻燃性能；1，3_丙烷磺酸內(nèi)酯的添加，提高了電解液的潤濕性和傾倒性能。
【具體實施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]實施例1
[0015]本發(fā)明所述鈦酸鋰電池包括正極材料、負極材料以及電解液，所述負極材料為鈦酸鋰，所述電解液包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)和雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiN(CF3SO2)2)按5:1:1的比例混合的混合物，有機溶劑為鏈狀碳酸酯類有機溶劑和環(huán)狀碳酸酯類有機溶劑、羧酸酯類有機溶劑按1:1:1的比例混合的混合物，所述添加劑由以下以電解液總重量為基準的成分組成:1.5%的碳酸二甲酯，0.05%的碳酸乙烯酯，0.15-%的LiB0B，0.1 %的碳酸亞乙烯酯(VO)，0.07 %的冠醚，0.04 %的LiF，0.05 %的一氟代碳酸乙烯酯，0.05 %的環(huán)己基苯，0.1 %的聯(lián)苯和0.1 %的I，3-丙烷磺酸內(nèi)酯。
[0016]實施例2
[0017]本發(fā)明所述鈦酸鋰電池包括正極材料、負極材料以及電解液，所述負極材料為鈦酸鋰，所述電解液包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)和雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiN(CF3SO2)2)按5:1:1的比例混合的混合物，有機溶劑為鏈狀碳酸酯類有機溶劑和環(huán)狀碳酸酯類有機溶劑、羧酸酯類有機溶劑按1:1:1的比例混合的混合物，所述添加劑由以下以電解液總重量為基準的成分組成:3.5%的碳酸二甲酯，0.25%的碳酸乙烯酯，0.35%的LiBOB, 0.45%的碳酸亞乙烯酯(VO)，0.35 %的冠醚，0.06 %的LiF，0.065 %的一氟代碳酸乙烯酯，0.25 %的環(huán)己基苯，0.45 %的聯(lián)苯和0.45%的I，3-丙烷磺酸內(nèi)酯。
[0018]實施例3
[0019]本發(fā)明所述鈦酸鋰電池包括正極材料、負極材料以及電解液，所述負極材料為鈦酸鋰，所述電解液包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)和雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiN(CF3SO2)2)按5:1:1的比例混合的混合物，有機溶劑為鏈狀碳酸酯類有機溶劑和環(huán)狀碳酸酯類有機溶劑、羧酸酯類有機溶劑按1:1:1的比例混合的混合物，所述添加劑由以下以電解液總重量為基準的成分組成:2.5 %的碳酸二甲酯，0.15 %的碳酸乙烯酯，0.25 %的LiBOB，0.275 %的碳酸亞乙烯酯(VO)，0.21 %的冠醚，0.05%的LiF，0.035 %的一氟代碳酸乙烯酯，0.015%的環(huán)己基苯，0.275 %的聯(lián)苯和0.275 %的I，3-丙烷磺酸內(nèi)酯。
[0020]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種鈦酸鋰電池用電解液，它包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，其特征在于:所述添加劑由以下以電解液總重量為基準的成分組成:1.5-3.5%的碳酸二甲酯，0.05-0.25%的碳酸乙烯酯，0.15-0.35 %的LiBOB, 0.1-0.45 %的碳酸亞乙烯酯，0.07-0.35 %的冠醚，0.04-0.06%的LiF,0.05-0.065 %的一氟代碳酸乙烯酯，0.05-0.25 %的環(huán)已基苯，0.1-0.45%的聯(lián)苯和0.1-0.45%的I，3-丙烷磺酸內(nèi)酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰電池用電解液，其特征在于:所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰和雙三氟甲基磺酰亞胺鋰的混合物，所述鋰鹽的濃度為0.7M-1.7M。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈦酸鋰電池用電解液，其特征在于:所述六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰和雙三氟甲基磺酰亞胺鋰的質(zhì)量比為:5:1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰電池用電解液，其特征在于:所述有機溶劑為鏈狀碳酸酯類有機溶劑和環(huán)狀碳酸酯類有機溶劑、羧酸酯類有機溶劑的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈦酸鋰電池用電解液，其特征在于:所述有機溶劑為鏈狀碳酸酯類有機溶劑和環(huán)狀碳酸酯類有機溶劑、羧酸酯類有機溶劑的質(zhì)量比為1:1:1。
6.一種鈦酸鋰電池，其特征在于:包含權(quán)利要求1-5任一項所述的鈦酸鋰電池用電解液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鈦酸鋰電池用電解液及其鈦酸鋰電池，它包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，所述添加劑由以下以電解液總重量為基準的成分組成：1.5-3.5％的碳酸二甲酯，0.05-0.25％的碳酸乙烯酯，0.15-0.35％的LiBOB，0.1-0.45％的碳酸亞乙烯酯，0.07-0.35％的冠醚，0.04-0.06％的LiF，0.05-0.065％的一氟代碳酸乙烯酯，0.05-0.25％的環(huán)已基苯，0.1-0.45％的聯(lián)苯和0.1-0.45％的1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯。本發(fā)明改善了高溫SEI膜在高溫下的穩(wěn)定性，提高了電解液的耐高溫性能；循環(huán)性能優(yōu)良，提高了其使用壽命，同時提高了其高低溫性能和阻燃性能。
【IPC分類】H01M10-0525, H01M10-0567
【公開號】CN104752768
【申請?zhí)枴緾N201510193424
【發(fā)明人】顏雪冬, 曹長河, 馬偉華
【申請人】寧波維科電池股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月21日