一种防过充电解液及锂电池的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种防过充电解液及锂电池，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，锂盐的浓度为0.001～2mol/L，添加剂包括添加剂A，添加剂A的质量占电解液的质量的0.01～20％，添加剂A的结构式为其中，X、Y、Z、Q四个中的一个为C＝O，一个为O，另外两个分别为CR1R2，R1、R2独立地为氢或碳原子数为1个～10个的烷基，或者当另外两个相邻时，这两个之间形成共价键。本发明通过在电解液中加入添加剂A，添加剂A在对电解液电导率产生微小影响的基础上，提高了电解液的耐过充性能，提高充放电的循环效率。
【专利说明】一种防过充电解液及锂电池
【技术领域】
[0001] 本发明属于电化学【技术领域】，具体涉及一种防过充电解液及锂电池。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池由于具备能量密度高，功率密度大，循环性能好，无记忆效应，绿色环 保等特点，在移动通信设备如移动电话，移动摄像机，笔记本电脑，手机等各种电子产品中 得到广泛应用，同时也是未来电动汽车的供能系统中强有力候选者。锂电池电解液使用的 有机溶剂常有：碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酯亚乙烯酯、碳酸甲丙酯、丁内酯 等以及它们的两种或多种混合物，使用的锂盐通常有：六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、 二草酸合硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂等以及它们的两种或多种混合物。然 而，锂电池电解液的安全性一直成为大型锂离子电池无法商业化的最大阻碍之一。爆炸，起 火等危险都是因为锂离子电池的过充而引起的，这些事故从根本上讲都是因为电池内部电 压控制的失控导致剧烈的放热反应而引起的。为了解决这些安全问题，传统的解决方法是 在电池的安全帽内安装气体压力检测装置、防爆安全阀或通过外加专用的过充保护电路来 防止电池的过充。传统的方法增加电池成本及复杂性，安全效果不理想。通过添加剂实现 电池内部过充保护来解决这些问题，添加剂基本局限于联苯、环己苯、卤苯、呋喃的衍生物 等，这些添加剂能够对电池安全起到一定作用，但会影响到电池的正常电化学性能，特别是 充放电性能及循环性能，同时对电池材料形态有一定的负面影响，电池在充放电的过程中 产生了大量气体，导致电池性能下降。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种对锂电池的电化学性能影响较小且具有 防过充性能的电解液。
[0004] 本发明所要解决的另一技术问题是提供一种采用上述电解液的锂电池。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0006] 一种防过充电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述的锂盐的浓度为0. 001? 2mol/L，所述的添加剂包括添加剂A，所述的添加剂A的质量占所述的电解液的质量的 0.01?20%，所述的添加剂A的结构式为
【权利要求】
1. 一种防过充电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述的锂盐的浓度为0. 001? 2mol/L，其特征在于：所述的添加剂包括添加剂A，所述的添加剂A的质量占所述的电解液 的质量的〇. 01?20%，所述的添加剂A的结构式为
其中，X、Y、Z、Q四个中 的一个为C= 0,-个为0,另外两个分别为CRiRyRi、!^独立地为氢或碳原子数为1个?10 个的烷基，或者当所述的另外两个相邻时，这两个之间形成共价键。
2. 根据权利要求1所述的防过充电解液，其特征在于：所述的添加剂A为色酮、香豆 素、苯并二氢吡喃4-酮、3-异色酮、异薰草素、异色瞒中的一种或多种。
3. 根据权利要求1所述的防过充电解液，其特征在于：所述的添加剂A的质量占所述 的电解液的质量的1?5%。
4. 根据权利要求1所述的防过充电解液，其特征在于：所述的有机溶剂为环状碳酸酯 和/或链状碳酸酯的混合物，所述的环状碳酸酯为选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、Y- 丁内 酯、碳酸亚丁酯中的一种或多种的组合；所述的链状碳酸酯为选自碳酸二甲酯、碳酸二乙 酯、碳酸甲基乙基酯、碳酸二丙酯、碳原子数为3?8个的直链或支链的脂肪单醇与碳酸合 成的碳酸酯的衍生物中的一种或多种的组合。
5. 根据权利要求4所述的防过充电解液，其特征在于：所述的有机溶剂为碳酸乙烯酯 和碳酸二甲酯按体积比为1 :〇. 9?1. 1的混合物，或者，所述的有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳 酸二甲酯、碳酸甲基乙基酯按质量比为1 :〇. 9?1. 1 :0. 9?1. 1的混合物。
6. 根据权利要求1所述的防过充电解液，其特征在于：所述的锂盐为LiBF4、LiPF6、 LiAsF6、LiC104、LiN(S02CF3) 2、LiN(S02C2F5) 2、LiS03CF3、LiC204BC204、LiFC6F5BC204 中的一种或 多种。
7. 根据权利要求6所述的防过充锂电池电解液，其特征在于：所述的锂盐的浓度为 0? 9 ?1.lmol/L。
8. 根据权利要求1所述的防过充电解液，其特征在于：所述的添加剂还包括其他添加 齐U，所述的其他添加剂的质量占所述的电解液的质量的〇. 01?5%。
9. 根据权利要求8所述的防过充电解液，其特征在于：所述的其他添加剂为选自联 苯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸丁烯酯、1， 3-(1_丙烯）磺内酯、亚硫酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、环己基苯、叔丁基苯、丁二腈中的一种或 多种。
10. -种锂电池，其特征在于：其采用权利要求1至9中任一项所述的电解液。
【文档编号】H01M10/056GK104409769SQ201410736195
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】秦虎, 王峰, 吴钦, 陈俊彩, 甘朝伦, 袁翔云, 赵世勇 申请人:张家港市国泰华荣化工新材料有限公司