专利名称：锂离子电池电解液及电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及材料化学领域及高能电池技术，具体是涉及一种锂离子电池电解液及电池。
背景技术：
锂离子电池电解液是电池的重要组成部分，在电池中承担着正负极之间传输电荷的作用，它对电池的比容量、工作温度范围、循环效率及安全性能等至关重要。锂离子电池电解液一般由高纯有机溶剂、电解质锂盐和必要的添加剂组成。有机溶剂是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关，一般由高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用；常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，但从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质；添加剂的使用尚未商品化，但一直是有机电解液的研究热点之一。
自1991年锂离子电解液开发成功，锂离子电池很快进入了笔记本电脑、手机等电子信息产品市场，并且逐步占据主导地位。目前锂离子电池电解液产品技术也正处于进一步发展中。在锂离子电池电解液研究和生产方面，国际上从事锂离子电池专用电解液的研制和开发的公司主要集中在日本、德国、韩国、美国、加拿大等国家，以日本的电解液发展最快，市场份额最大。日本Matsushita公司生产的电池正负极LiCoO2/Li-C，所用电解液是LiPF6/EC(EthyleneCarbonate，碳酸乙烯酯)+DEC(Diethyl Carbonate，碳酸二乙酯)+共溶剂；A&T Battery公司生产的电池正负极是LiCoO2/Li-C，所用电解液是LiBF4/PC(polyester Carbonate，聚碳酸酯)+EC+BLr-丁内酯。国内最常用电解液体系有EC+DMC(Dimethyl Carbonate，碳酸二甲酯)、EC+DEC、EC+DMC+EMC(Ethyl Methyl Carbonate，碳酸甲乙酯)、EC+DMC+DEC等。不同的电解液的使用条件不同，与电池正负极的相容性不同，分解电压也不同。电解液组成为1mol/l LiPF6/EC+DMC+DEC+EMC，在性能上比普通电解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能，能有效减少气体产生，防止电池膨胀。EC/DEC、EC/DMC电解液体系的分解电压是4.25V、5.10V。据Bellcore研究，LiPF6/EC+DMC与碳负极有良好的相容性，例如在LiC6/LiMnO4电池中，以LiPF6/EC+DMC为电解液，室温下可稳定到4.9V，55℃可稳定到4.8V，其液相区为-20℃～130℃，突出优点是使用温度范围广，与碳负极的相容性好，安全指数高，有好的循环寿命与放电性能。目前国内广大电池生产厂商生产的电池正负极是LiCoO2/C，所用的电解液是1mol/l LiPF6/EC+DMC+EMC，其中EC∶DMC∶EMC质量比为1∶1∶1。该体系虽具有较好的安全性能和循环寿命，但是对电池正负极活性材料比容量的发挥有一定的影响。
发明内容本发明的目的在于克服目前广泛使用的电解液的不足，提出一种能有效发挥活性物质性能的电解液及含有该种电解液的锂离子电池。
为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是一种锂离子电池电解液，包括电解质盐和有机溶剂，所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯，其中各成分的重量含量为，碳酸二甲酯5～15份，碳酸甲乙酯55～65份，碳酸乙烯酯25～35份。
优选的是，所述有机溶剂由碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯组成。
优选的是，所述各成分的重量含量为，碳酸二甲酯10份，碳酸甲乙酯60份，碳酸乙烯酯30份。
本发明并提供含有上述电解液的锂离子电池。
上述方案中所用到的EC是一种比较特殊的物质，常温下为无色晶体，它的密度1.41g/cm3，熔点37℃，沸点248℃，闪点160℃，溶于乙醇、水等，性能稳定，碱性条件下能够分解，与甲醇发生酯交换反应生成DMC和乙二醇。EC在石墨负极表面不发生分解，是锂离子电池电解液的基础组分之一。
DMC，常温下为无色液体，密度1.07g/cm3，熔点4℃，沸点90.1℃，闪点18℃，可燃。
EMC，密度1.00g/cm3，熔点-55℃，沸点109℃，闪点23℃，相对于DEC、DMC等，热稳定性差，受热或碱性条件下容易发生酯交换反应，生成DEC和DMC。
与现有技术相比，结合下面将要详述的实施例，本发明有益的技术效果在于针对不同有机溶剂的各自物化特点，对溶剂进行组合，找到其中既能发挥各自优点又能相互抑止各自缺点的配比，使活性物质发挥其最优的电化学性能，特别是活性物质的比容量发挥性能，从而提高电池容量。
具体实施方式以下通过一些说明性实施例来进一步理解本发明。为明确起见，在下述实施例和对比例中所提到的注液电池均指同一批同型号(393048S)的电池，所说的同一批是指该批电池的前序生产工艺都一样，而唯一不同的是注液工序中注入的电解液不同。
实施例1电解液中有机溶剂的重量配比为DMC为5份，EMC为65份，EC为30份在密闭环境中将5gDMC，65gEMC和30gEC均匀混合，然后加入0.091molLiPF6充分混合。任意抽取30个未注液的393048S电池，于手套箱中将30个未注液的电池分别注入一定量上述配置的电解液，然后将已注液的电池老化、化成、封口，最后测定其容量，平均放电容量为547.8mah。
实施例2电解液中有机溶剂的重量配比为DMC为15份，EMC为60份，EC为25份在密闭环境中将15gDMC，60gEMC和25gEC均匀混合，然后加入0.092molLiPF6充分混合。任意抽取30个未注液的393048S电池，于手套箱中将30个未注液的电池分别注入一定量上述配置的电解液，然后将已注液的电池老化、化成、封口，最后测定其容量，平均放电容量为548.6mah。
实施例3电解液中有机溶剂的重量配比为DMC为10份，EMC为55份，EC为35份在密闭环境中将10gDMC，55gEMC和35gEC均匀混合，然后加入0.089molLiPF6充分混合。任意抽取30个未注液的393048S电池，于手套箱中将30个未注液的电池分别注入一定量上述配置的电解液，然后将已注液的电池老化、化成、封口，最后测定其容量，平均放电容量为549.1mah。
实施例4电解液中有机溶剂的重量配比为DMC为10份，EMC为60份，EC为30份在密闭环境中将10gDMC，60gEMC和30gEC均匀混合，然后加入0.090molLiPF6充分混合。任意抽取30个未注液的393048S电池，于手套箱中将30个未注液的电池分别注入一定量上述配置的电解液，然后将已注液的电池老化、化成、封口，最后测定其容量，平均放电容量为549.5mah。
对比例电解液中有机溶剂的重量配比为DMC为33.3份，EMC为33.3份，EC为33.3份在密闭环境中将33.3gDMC，33.3gEMC和33.3gEC均匀混合，然后加入0.088mol LiPF6充分混合。任意抽取30个未注液的393048S电池，于手套箱中将30个未注液的电池分别注入一定量上述配置的电解液，然后将已注液的电池老化、化成、封口，最后测定其容量，平均放电容量为538.4mah。
通过以上具体实施方式
，可以看出，采用本发明提供的电解液对电池的容量提高有较好的效果。以393048S为例来说，使用本发明提供的电解液要比使用目前广泛应用的配比为1∶1∶1的电解液的电池容量要提高10个mah左右，而相应生产成本没有提高，值得推广应用。
权利要求
1.一种锂离子电池电解液，包括电解质盐和有机溶剂，其特征在于所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯，其中各成分的重量含量为碳酸二甲酯5～15份，碳酸甲乙酯55～65份，碳酸乙烯酯25～35份。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于所述有机溶剂由碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯组成。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于所述各成分的重量含量为，碳酸二甲酯10份，碳酸甲乙酯60份，碳酸乙烯酯30份。
4.一种锂离子电池，其特征在于含有上述任意一项权利要求所述的电解液。
全文摘要
本发明提供了一种锂离子电池电解液，包括电解质盐和有机溶剂，所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯，其中各成分的重量含量为，碳酸二甲酯5～15份，碳酸甲乙酯55～65份，碳酸乙烯酯25～35份。本发明并提供含有上述电解液的锂离子电池。本发明有益的技术效果在于针对不同有机溶剂的各自物化特点，对溶剂进行组合，找到其中既能发挥各自优点又能相互抑止各自缺点的配比，使活性物质发挥其最优的电化学性能，特别是活性物质的比容量发挥性能，从而提高电池容量。
文档编号H01M6/16GK1953266SQ200510021949
公开日2007年4月25日 申请日期2005年10月21日 优先权日2005年10月21日
发明者雷叶 申请人:深圳市比克电池有限公司