专利名称：阻燃型锂离子电池电解液的制作方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池中的锂离子电解液。
背景技术：
锂离子电池由于具有高比能量、高电压、体积小、重量轻等优点，近十年获得巨大 发展，已成为通讯类电子产品的主要电源之一。然而，目前锂离子电池的电解液是由易燃的 有机溶剂和锂盐组成，且由于电池在使用时会放出大量的热量，使这些有机溶剂及其蒸汽 容易着火引发火灾甚至爆炸，直接导致锂离子电池的安全问题，影响了锂离子电池的广泛 使用。虽然研究者们在电池上加装安全阀，但这些附加装置增加了电池的复杂性和生产成 本，也不能彻底解决电池安全性问题。因此，有必要建立一种内在的安全保护机制，而在电 解液中添加功能性添加剂具有针对性强、用量少的特点，且在不增加或基本不增加电池成 本、不改变生产工艺的情况下，能显著改善电池的某些宏观性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是将提供一种具有阻燃甚至完全不燃烧功能的阻燃 型锂离子电池电解液。
为解决上述问题，本发明的主要技术原理是使用乙撑双邻苯二甲酰亚胺衍生物
作为锂离子电池电解液的阻燃添加剂，以制备阻燃甚至完全不燃烧的电解液。 本发明采用的具体技术方案是在所述的电解液中含有乙撑双邻苯二甲酰亚胺衍
生物为添加剂，所述的乙撑双邻苯二甲酰亚胺衍生物的结构式如下
N—CH2—CH2- 上式中，R为卤素、烷基、苯基、联苯基、苯醚基、卤代烷基、卤代苯基、卤代联苯基， 其中卤素为F、C1或Br，卤代为一取代、二取代或三取代。 所述的锂离子电池电解液中添加剂的加入量为锂离子电解液质量的0% 20%， 但不为0;更优选为1% 5%。 在实际生产中，可选用碳酸乙烯酯(EC)，碳酸丙烯酯(PC)，碳酸二甲酯(DMC)，碳 酸二乙酯(DEC)，碳酸甲乙酯(EMC)中的一种或几种混合作为锂电池电解液的溶剂，作为溶 质的锂盐可以是LiPFe， LiBF4， LiC104， LiPF3(CF2CF3)3， LiCF3S03等中的一种或几种的混合 物。 本发明对锂电池电解液燃烧性能的评价采用自熄时间测试(SET)的方法对电解 液的燃烧性能进行评价，具体方法如下取直径为6mm左右的玻璃纤维棉球，称重，然后将棉球浸入电解液，取出再称重。前后棉球质量之差即为电解液的质量，而后点燃该玻璃纤维 棉，记录燃烧时间为自熄时间，以单位质量电解液的自熄时间为标准，评价电解液的燃烧性 能，时间越短表示电解液的可燃性越差，添加剂的阻燃性越好。
本发明对锂电池电解液充放电性能的评价将所配置的锂离子电池电解液注入到 650mAh的铝壳电池中，电压区间在2. 75 4. 2V，在1C条件下进行充放电循环测试。
本发明的有益效果是通过在锂离子电池电解液中添加阻燃添加剂，能大大提高 电解液的阻燃性能，并且对锂电池的其它性能如容量、循环性能等影响较小。
图1是实施例一所配制的电解液中添加剂的质量百分含量与自熄时间的关系图。
图2是用实施例一所得电解液制备的锂离子电池的充放电循环性能曲线图，图中 參表示电解液为A样品得到的锂离子电池，女表示电解液为D样品得到的锂离子电池。
图3是实施例二所配制的电解液中添加剂的质量百分含量与自熄时间的关系图。
图4是用实施例二所得电解液制备的锂离子电池的充放电循环性能曲线图，图中 參表示电解液为E样品得到的锂离子电池，女表示电解液为H样品得到的锂离子电池。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的描述，但这些实施例不构成对本
发明的任何限制。 实施例一 在充氩气的手套箱(H20 < 10卯m)中分别配制4份100g锂离子电池电解液EC/ EMC/DMC = 1 : 1 : l(wt%)lmol/L LiPF6，记为A、B、C、D样，然后在B、C、D样中分别添加 质量百分数为1、3、5的乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺；
<formula>formula see original document page 4</formula> 如图1可见，随着添加剂的质量百分含量的增加，自熄时间不断下降，证明用于锂 离子电池电解液的乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺添加剂的阻燃性较好。 图2为注入电解液A、D样的铝壳锂电池的充放电循环性能曲线图，由图可见，锂离
子电池电解液中添加剂的加入对锂电池的循环性能和放电容量几乎没有影响。 实施例二 在充氩气的手套箱(H20 < 10卯m)中分别配置4份100g锂离子电池电解液EC/ EMC/DMC = 1 : 1 : l(wt%)lmol/L LiPF6，记为E、F、G、H样，然后在F、G、H样中分别添加 质量百分数为1、3、5的乙撑双四氯甲基邻苯二甲酰亚胺；
<formula>formula see original document page 5</formula> 如图3可见，当添加剂的加入量从0wt^上升到5wt^时，自熄时间可从88s/g下 降到39s/g，证明用于锂离子电池电解液的乙撑双四氯甲基邻苯二甲酰亚胺添加剂的阻燃 性较好。 图4为注入电解液E、H样的铝壳锂电池的充放电循环性能曲线图，由图可见，锂离 子电池电解液中添加剂的加入对锂离子电池的循环性能和放电容量几乎没有影响。
权利要求
阻燃型锂离子电池电解液，其特征在于在所述的电解液中含有乙撑双邻苯二甲酰亚胺衍生物为添加剂，所述的乙撑双邻苯二甲酰亚胺衍生物的结构式如下上式中，R为卤素、烷基、苯基、联苯基、苯醚基、卤代烷基、卤代苯基、卤代联苯基，其中卤素为F、Cl或Br，卤代为一取代、二取代或三取代。
2. 如权利要求1所述的阻燃型锂离子电池电解液，其特征在于电解液中添加剂的加 入量为锂离子电解液质量的0% 20%，但不为0。
3. 如权利要求1所述的阻燃型锂离子电池电解液，其特征在于电解液中添加剂的加 入量为锂离子电解液质量的1% 5%。
全文摘要
本发明公开了一种具有阻燃甚至完全不燃烧功能的阻燃型锂离子电池电解液，在所述的电解液中含有乙撑双邻苯二甲酰亚胺衍生物为添加剂，所述的乙撑双邻苯二甲酰亚胺衍生物的结构式如下上式中，R为卤素、烷基、苯基、联苯基、苯醚基、卤代烷基、卤代苯基、卤代联苯基，其中卤素为F、Cl或Br，卤代为一取代、二取代或三取代。通过在锂离子电池电解液中添加阻燃添加剂，能大大提高电解液的阻燃性能，并且对锂电池的其它性能如容量、循环性能等影响较小。
文档编号H01M10/056GK101694885SQ20091023293
公开日2010年4月14日 申请日期2009年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者陈黎, 骆宏钧 申请人:张家港市国泰华荣化工新材料有限公司;