用于4.8v锂离子电池的高电压电解液的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于4.8V锂离子电池的高电压电解液，成分：有机溶剂80~89%，锂盐10~15%，添加剂0.5~5%；添加剂为苯并咪唑酮类衍生物，是2-苯并咪唑酮、1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮、1,3-二氢-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑-2-酮、5-硝基-2-苯并咪唑酮、5,6-二氨基苯并咪唑-2-酮中的一种或两种以上。所用添加剂有效改善锂离子电池高压循环性能，可将普通电解液的电压提高至4.8V，效果明显，电解液在4.8V高电压下不易分解。
【专利说明】用于4.8V锂离子电池的高电压电解液
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于4.8V锂离子电池的高电压电解液，属于锂离子电池【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，锂离子电池作为目前商业化的最高效的储能设备，已经被广泛应用于移动电子设备中，但是其能量密度还有待于进一步提高。近些年，很多课题组都致力于具有高放电容量和高电压平台的正极材料的研发。目前高电压正极材料的研究已经很多，如LiNiMnO4,LiNiCoMnO2,LiCoPO4能够在较高的电压下发生锂离子的脱嵌反应，但是与之相匹配的高电压电解液的研究相对较少。传统基于碳酸酯类溶剂的电解液会在4.5V以上氧化分解，而且材料表面的过度金属离子会加速催化电解液在更低的电位下分解，电解液的持续分解严重影响了高电压 正极材料的电化学性能。因此，对高电压电解液的研究具有重要的理论意义和广泛的实用价值。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于4.8V锂离子电池的高电压电解液。
[0004]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
用于4.8V锂离子电池的高电压电解液，包含以下重量百分比成分:有机溶剂8(Γ89%，锂盐l(Tl5%，添加剂0.5^5% ;所述添加剂为苯并咪唑酮类衍生物，是2-苯并咪唑酮、1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮、1，3- 二氢-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑_2_酮、5-硝基-2-苯并咪唑酮、5，6- 二氨基苯并咪唑-2-酮中的一种或两种以上。
[0005]进一步地，上述的用于4.8V锂离子电池的高电压电解液，所述有机溶剂为碳酸酯类溶剂，是酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的两种或两种以上组合。
[0006]更进一步地，上述的用于4.8V锂离子电池的高电压电解液，所述锂盐为LiC104、LiBF4, LiPF6, LiBOB, LiODFB, LiN (CF3SO2) 2 中的一种，锂盐浓度为 0.8?1.2M。
[0007]本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:
本发明所用添加剂有效改善锂离子电池高压循环性能，可将普通电解液的电压提高至4.8V，效果明显。电解液在4.8V高电压下不易分解，显著提高锂离子电池的循环性能。
【具体实施方式】
[0008]用于4.8V锂离子电池的高电压电解液，成分:有机溶剂80?89%，锂盐10?15%，添加剂0.5^5% ;添加剂为苯并咪唑酮类衍生物，是2-苯并咪唑酮、1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮、1，3-二氢-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑-2-酮、5-硝基-2-苯并咪唑酮、5，6-二氨基苯并咪唑-2-酮中的一种或两种以上。有机溶剂为碳酸酯类溶剂，是酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的两种或两种以上组合。锂盐为LiC104、LiBF4、LiPF6, LiBOB, LiODFB, LiN (CF3SO2) 2 中的一种，锂盐浓度为 0.8?1.2M。
[0009]实施例1
4.8V高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种苯并咪唑酮类衍生物，其为1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮，所述的高电压添加剂在用于锂离子电池电解液中时，在电解液中所占的质量百分比为1.0%。电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)，其中EC,DMC的质量比为30%: 70%ο锂离子电池的电解质分别为1.0 M的LiPF6记为电解液B，未添加添加剂的电解液记为A。
[0010]将A、B两种电解液注入到正极为LiNiCoMnO2,负极为人造石墨的铝壳锂离子电池中(标称容量为650Ah)，在3.(Γ5.0V电压范围内进行IC充放电循环。使用A电解液的电池循环100周之后容量保持率在30%左右，而使用B电解液的电池容量保持率达到90%以上。
[0011]实施例2
4.8V高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种腈类化合物，其为5-硝基-2-苯并咪唑酮，所述的高电压添加剂在用于锂离子电池电解液中时，在电解液中所占的质量百分比为2.0%。电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合物，其中EC、DMC的质量比为30%:70%。锂离子电池的电解质为1.0 M的LiPF6记为电解液C。
[0012]将C电解液注入到正极为LiNiCoMnO2,负极为人造石墨的铝壳锂离子电池中(标称容量为650Ah)，在3.(Γ5.0V电压范围内进行IC充放电循环。电解液的电池循环100周之后电池容量保持率达到85%以上。
[0013]实施例3
4.8V高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种腈类化合物，其为5，6- 二氨基苯并咪唑-2-酮，所述的高电压添加剂在用于锂离子电池电解液中时，在电解液中所占的质量百分比为3.0%。电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)的混合物，其中EC、DMC的质量比为30%:70%。锂离子电池的电解质为1.0 M的LiPF6记为电解液D。
[0014]将D电解液注入到正极为LiNiCoMnO2,负极为人造石墨的铝壳锂离子电池中(标称容量为650Ah)，在3.(Γ5.0V电压范围内进行IC充放电循环，电解液的电池循环100周之后电池容量保持率达到90%以上。
[0015]实施例4
4.8V高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含两种腈类化合物，其为1，3_ 二氢-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑-2-酮和2-苯并咪唑酮，所述的高电压添加剂在用于锂离子电池电解液中时，在电解液中所占的质量百分比分别为1，3-二氢-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑-2-酮2.0%，2-苯并咪唑酮1.0%。电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)的混合物，其中EC、DMC的质量比为30%:70%。锂离子电池的电解质为1.0 M的LiPF6记为电解液E。
[0016]将E电解液注入到正极为LiNiCoMnO2,负极为人造石墨的铝壳锂离子电池中(标称容量为650Ah)，在3.(Γ5.0V电压范围内进行IC充放电循环，电解液的电池循环100周之后电池容量保持率达到90%以上。
[0017]上述实施例1?4的电解液进行测试比较，结果如下表I。[0018]注:表中电解液均采用溶剂EC、DMC质量比为30%:70%%，电解液锂盐浓度为1.0 M。
[0019]表I
【权利要求】
1.用于4.8V锂离子电池的高电压电解液，其特征在于包含以下重量百分比成分:有机溶剂80?89%，锂盐10?15%，添加剂0.5?5% ;所述添加剂为苯并咪唑酮类衍生物，是2-苯并咪唑酮、1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮、1,3-二氢-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑-2-酮、5-硝基-2-苯并咪唑酮、5，6- 二氨基苯并咪唑-2-酮中的一种或两种以上。
2.根据权利要求1所述的用于4.8V锂离子电池的高电压电解液，其特征在于:所述有机溶剂为碳酸酯类溶剂，是酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的两种或两种以上组合。
3.根据权利要求1所述的用于4.8V锂离子电池的高电压电解液，其特征在于:所述锂盐为 LiClO4, LiBF4, LiPF6, LiBOB, LiODFB, LiN(CF3SO2) 2 中的一种，锂盐浓度为 0.8?1.2M。
【文档编号】H01M10/0567GK103427115SQ201310384270
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】刘明贤, 徐海林, 肖军 申请人:嘉德力电源科技（苏州）有限公司