一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种裡离子电池电解液及含有该电解液的裡离子电池，特别设及一种 可燃性较低，能有效防止电池膨胀，改善电池高溫性能的电解液W及含有该电解液的裡离 子电池。
【背景技术】
[0002] 目前商业化应用最广的电解液体系为LiPFe的混合碳酸醋溶液，该体系中的溶质 LiP氏会在75°C时分解，对水敏感，易产生HF,腐蚀集流体、SEI膜和电极活性物质，使电池 性能迅速衰减；溶剂的沸点低、闪点低，易燃烧或爆炸，引发安全问题。新型高热电解质盐， 如LiODFB、LiFSI、LiFNFSI等，或是难燃的讽类等有机溶剂W及离子液体，由于存在价格昂 贵、黏度大、电导率低或与电极兼容性差等问题，离大规模实用化还有较长的距离。因此，使 用多种添加剂对LiPFe的混合碳酸醋电解液体系进行改性是获得综合性能优异的高溫安全 电解液最行之有效的方法。
【发明内容】
[0003] 本发明针对裡离子电池在高溫下易膨胀，容量衰减严重甚至会发生燃烧爆炸等问 题，提供了一种综合性能优异的高溫安全电解液及含有该电解液的裡离子电池。
[0004] 为了实现W上发明目的，本发明所采用的技术方案如下：
[0005] -种裡离子电池电解液，包括LiPFe、非水有机溶剂和添加剂，所述的添加剂包括 氣代憐酸締醋类化合物及LiBOB,其中氣代憐酸締醋类化合物的结构通式为通式I或通式 II：
[0006]
[0007] 在上述通式中，当Ri=碳原子数为1~5的烷基时，R2 =氣代締基；当Ri=氣代 烷基时，Rz=碳原子数为2~5的締基或氣代締基中的任意一种。
[0008] 优选地，所述氣代憐酸締醋类化合物在电解液中的质量百分含量为2~20%。
[0009] 优选地，所述氣代憐酸締醋类化合物在电解液中的质量百分含量优选为5~10%。
[0010] 优选地，所述LiBOB在电解液中的质量百分含量为0. 5~5%。
[0011] 优选地，所述LiBOB在电解液中的质量百分含量优选为0. 5~2%。
[0012] 优选地，所述的添加剂还包括VC、PS、VEC及阳C且其在电解液中总的质量百分含 量为5~20%。
[0013] 优选地，所述的VC、PS、VEC及阳C在电解液中总的质量百分含量优选为10~ 15%。
[0014] 优选地，所述非水有机溶剂为EC、EMC、DEC、DMC及PC中的一种或几种。
[0015] 优选地，所述非水有机溶剂为EC、EMC、DEC及PC的混合物。
[0016] 优选地，一种裡离子电池，所述电解液为权利要求1~9中任一项所述的电解液， 正极材料为含裡的过渡金属氧化物，负极材料为能够可逆的脱嵌裡离子的碳材料，W及置 于正负极之间的多孔隔膜。
[0017] 本发明的有益效果在于：
[001引本发明中裡离子电池电解液包括LiPFe、非水有机溶剂及添加剂，采用线性碳酸 醋、环状碳酸醋作为混合溶剂，保证了电解液体系的黏度较低，同时在较宽的溫度范围内离 子传导性好；采用多种成膜及助膜添加剂，协同作用优化成膜，保护正/负极材料，减少产 气量，抑制电池膨胀，在提升高溫性能的同时抑制对低溫性能的不利影响；本发明电解液中 添加的氣代憐酸締醋类化合物是将憐酸醋类化合物同时締化和氣化后制备而成的，具有低 烙点、高闪点、低粘度等特性，阻燃性进一步增强，因而少量的添加即可大幅度地降低电解 液的可燃性，同时由于含碳双键有助于在正极成膜，含氣基团有助于在负极成膜，能够进一 步保护正/负极材料，保证其添加不会对电池的其它性能造成过大的影响。综上，本发明提 供的裡离子电池电解液可燃性低，安全性好；使用该电解液的裡离子电池产气量少，能够有 效地防止电池膨胀，并且电池的高溫循环性能得到了显著的改善。
【附图说明】
[0019] 图1为实施例1与比较例1高溫55 °C的循环性能图；
[0020] 图2为实施例2与比较例2高溫55 °C的循环性能图；
[0021] 图3为实施例3与比较例3高溫55 °C的循环性能图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不 限于此。
[0023] 实施例1
[0024] 电解液的配制：将裡盐LiP!^容于质量比为40:25:30:5的EC、EMC、DEC及PC的混 合溶剂中得0. 9mol/L的溶液；然后向溶液中加入占电解液总重量1. 5%的VC，2. 5%的PS， 1%的VEC，10%的阳CW及1%的LiBOB;然后再向溶液中加入占电解液总重量5%的氣代 憐酸締醋类添加剂1，其结构式如下所示：
[00巧]
[0026] 混合均匀，上述操作均在&0<1卵m、化<lppm的手套箱中进行。
[0027] 正极的制备：在匀浆设备中，使用N-甲基化咯烧酬NMP作为溶剂，将92. 5wt%的 LiFeP〇4与4wt%的超导碳黑SP及3. 5wt%的聚偏氣乙締PVDF混合成均匀的浆料，使用涂 覆设备将其涂覆于侣锥上，经过漉压、剪切、烘干后得正极片。
[0028]负极的制备：在匀浆设备中，使用蒸馈水作为溶剂，将94. 5wt%的人造石墨与 1. 5wt%的乙烘黑、1. 5wt%的簇甲基纤维素钢CMC及2. 5wt%的下苯橡胶SBR混合成均匀的 浆料，使用涂覆设备将其涂覆于铜锥上，经过漉压、剪切、烘干后得负极片。
[0029] 电池制作：将正极、负极及多孔隔膜转绕成极组，并组装成13. 5Ah1865140(长： 65mm，宽：18mm，高：140mm)方形裡离子电池20只。注入实施例1提供的裡离子电池电解液， 放置24h后用0. 2C恒流充电至3. 65V，然后3. 65V恒压充电直到电流降为20mA截至，老化、 分容，电池制作完毕。
[0030] 电池性能测试：包括自焰时间法测试电解液的可燃性；电池膨胀率测试；高溫 55°C2~3. 65VIC恒流充放电循环性能测试，充放电循环曲线参见图1，其容量保持率相对 于对比例1有了大幅度提升，高溫循环性能得到显著改善；常溫25°C2~3. 65V0. 5C恒流 充放电循环性能测试及低溫-20°C2~3. 65V0. 33C恒流放电容量保持率测试。各项性能 测试之后取平均值，得到的测试结果见表1。
[00引]实施例2
[003引电解液的配制：将裡盐LiP!^容于质量比为30:45:20:5的EC、EMC、DEC及PC的混 合溶剂中得1. 05mol/L的溶液；然后向溶液中加入占电解液总重量3%的VC，0. 5%的PS， 0. 5%的VEC，8%的阳CW及0. 5%的LiBOB;然后再向溶液中加入占电解液总重量10%的 氣代憐酸締醋类添加剂2,其结构式如下所示：
[0033]
[0034] 混合均匀，上述操作均在&0<1卵m、〇2<lppm的手套箱中进行。
[0035] 正极的制备：在匀浆设备中，使用NMP作为溶剂，将92. 5wt%的LiFeP〇4与4wt% 的SP及3. 5wt%的PVDF混合成均匀的浆料，使用涂覆设备将其涂覆于侣锥上，经过漉压、剪 切、烘干后得正极片。
[0036] 负极的制备：在匀浆设备中，使用蒸馈水作为溶剂，将94. 5wt%的人造石墨与 1. 5wt%的乙烘黑、1. 5wt%的CMC及2. 5wt%的SBR混合成均匀的浆料，使用涂覆设备将其 涂覆于铜锥上，经过漉压、剪切、烘干后得负极