一种用于锂离子电池的电解液的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于锂离子电池的电解液，该电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂为添加剂（Ⅰ）含氟磺酰亚胺锂，添加剂（Ⅱ）碳酸酯类化合物或磺酸酯类化合物和添加剂（Ⅲ）磷酸酯类化合物；其中，添加剂（Ⅰ）：添加剂（Ⅱ）：添加剂（Ⅲ）在电解液中所占重量比为1：0.2～6：0.01～5，所述电解液中添加剂（Ⅰ）占所有电解液的重量百分比为0.01%-10%。本发明对电解液中所含添加剂进行了合理的质量配比优化，满足了锂离子电池在低温放电和高温循环过程中的性能需求；该电解液能在锂电池碳负极表面形成稳定致密的钝化膜（SEI膜），阻止了溶剂和锂盐的进一步分解，显著的提升了电池的性能。
【专利说明】—种用于锂离子电池的电解液
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂离子电池【技术领域】，特别涉及一种锂离子电池用添加含氟磺酰亚胺锂，碳酸酯类或磺酸酯类化合物和磷酸酯类化合物的电解液。
【背景技术】
[0002]锂离子电池主要由正极、负极、电解液及隔膜组成。作为关键材料的电解液，在锂离子电池中起到传输锂离子和传导电流的作用，是连接正负极电极材料的桥梁，它的性能好坏决定着锂离子电池性能的发挥。目前，锂离子电池电解液主要由有机溶剂，锂盐和添加剂三部分组成。有机溶剂通常为环状碳酸酯溶剂(如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯)和线性碳酸酯溶剂(如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯)的混合物；锂盐一般采用已经商业化的LiPF6为导电盐；而添加剂的种类繁多，通常根据不同使用用途来进行选择，它在电解液中所占的比例很小，但是由于功能明显而被广泛地研究开发。
[0003]锂离子电池在首次充电过程中，会在负极表面形成一层SEI膜。在低温环境下，若形成的SEI膜太厚，膜阻抗较高，则锂离子无法迁移透过，就会发生析锂；高温循环过程中，若形成的SEI膜不够致密稳定，则SEI膜会逐渐溶解或破裂，导致暴露的负极继续与电解液发生反应，消耗电解液的同时，使得电池容量降低。由此可知，SEI膜的质量对锂离子电池的性能至关重要。由于电解液中不同的添加剂或不同量的同一添加剂，都会导致形成的SEI膜质量不一样，膜阻抗也不同。因此，通过调控添加剂及量来改善SEI膜的质量对实现高性能锂离子电池显得十分必要。
[0004]针对这个问题，人们进行了大量的研究。一种锂离子电池用非水电解液及其相应的锂离子电池(CN103151559A)中公开了一种含LiN(SO2F)2作为锂盐，氟代碳酸乙烯酯(FEC)和磷酸三烯丙酯为添加剂的电解液。LiN(SO2F)2作为锂盐用时，用量较多，则不可避免地会出现电解液中HF含量偏高的情况，同时也会不利于电池的高温循环性能。若将LiN(SO2F)2作为添加剂用，则在改善电池高温循环性能的同时，也可以避免HF含量偏高的情况发生。此外，此专利中没有研究添加剂量对电池性能的影响。更为重要的是，通过我们的研究发现，磷酸三烯丙酯的低温性能很差。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的在于解决上述技术问题，提供一种可以在锂电池碳负极表面形成一层稳定致密的钝化膜的电解液。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为:
[0007]—种用于锂离子电池的电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括添加剂(I )、添加剂(II )和添加剂(III);
[0008]所述添加剂(I )为含氟磺酰亚胺锂，结构式为:
[0009]
【权利要求】
1.一种用于锂离子电池的电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂包括添加剂(I )、添加剂(II)和添加剂(III); 所述添加剂(I)为含氟磺酰亚胺锂，结构式为:
2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的电解液，其特征在于，所述添加剂(I):添加剂(II):添加剂(III)在电解液中所占重量比为1:0.5~4:0.02~3。
3.根据权利要求2所述的用于锂离子电池的电解液，其特征在于，所述添加剂(I):添加剂(II):添加剂(III)在电解液中所占重量比为1:1~3:0.05~2。
4.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的电解液，其特征在于，所述添加剂(I)中Rl和R2均为氟。
5.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的电解液，其特征在于，所述添加剂(II)为碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙乙烯酯、丙烷磺酸内酯或丁烷磺酸内酯。
6.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的电解液，其特征在于，所述添加剂(III)中Rl, R2和R3均为丙烯基。
7.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的电解液，其特征在于，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯中的ー种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的电解液，其特征在于，所述电解液中锂盐为六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、双氟草酸硼酸锂或六氟砷酸锂中的ー种或多种组合。
【文档编号】H01M10/0567GK103594729SQ201310624603
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】石桥, 谌谷春 申请人:深圳新宙邦科技股份有限公司