专利名称：一种改善锂锰电池安全性的电解质溶液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂电池电解质溶液，具体的说是一种适用于一次扣式圆柱锂二氧化锰电池或者一次软包锂二氧化锰电池的改善锂锰电池安全性的电解质溶液。
背景技术：
锂二氧化锰电池，以下简称锂锰电池，属于一次锂电池。锂锰电池具有高的放电电流、脉冲放电能力、没有电压滞后情况等优势占一次锂电池中近50%的产品，广泛应用于智能电表、电子安防和RFID领域。此类电池存在以下几个缺憾1.在短路的条件下，电池的内压及温度同时升高，不仅使电池容易提前失效而且有极大的安全隐患，例如爆炸；2.在外电路电流突然过大的情况下，电池的内压及温度同时升高，也存在有很大的安全隐患，例如爆炸；3.在过放电的条件下，电池的内压过高，电池有鼓底甚至爆炸的可能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种改善锂锰电池安全性的电解质溶液，可大降低锂锰电池的安全隐患，防止爆炸事故的产突出改善锂锰电池的安全性问题。本发明解决以上技术问题的技术方案是一种改善锂锰电池安全性的电解质溶液，该电解质溶液由两类成份组成⑴由组分A和组分B组成的复合锂盐；⑵碳酸酯类和 /或醚类有机溶剂；复合锂盐在此电解质溶液中的摩尔浓度范围是0. 01-2摩尔/升，余量为碳酸酯类和/或醚类有机溶剂；复合锂盐组分A为以下物质中的至少一种LiAsF6、 LiPF6, LiBF4, LiClO4 LiCF3S03、LiN(CF3SO2)2, LiC4F9SO3^ LiN(CxF2x+1S02) (CyF2y+1S02)，式中 χ和y为自然数；复合锂盐组分B为以下物质中的至少一种=LiB(C2O4)2或LiBF2C2O4 ；组分 A占复合锂盐的摩尔浓度百分比为0.01-99. 99%，组分B占复合锂盐的摩尔浓度百分比为 0. 01-99. 99%ο本发明中的通过引入复合锂盐，其中的复合锂盐组分之一(组分B)是以下物质中的至少一种=LiB(C2O4)2或LiBF2C204。LiB(C2O4)2或LiBF2C2O4现有技术中主要用于二次锂离子电池(一次锂离子电池一般不使用)，用作添加剂用于改善二次锂离子电池的高低温性能，所起的作用为改善二次锂离子电池的高低温性能；而在本发明中，通过LiB(C2O4)2或 LiBF2C2O4盐的协同效应降低了复合盐中另一组分(组分A)，特别是盐LiClO4在高温下分解引发爆炸的机率；同时，LiB(C2O4)2或LiBF2C2O4热分解温度高，安全性好；另外，LiB(C2O4)2 或LiBF2C2O4在Li负极上形成保护膜，可减少加热时电解液和Li负极的反应；因此，本发明中LiB(C2O4)2或LiBF2C2O4用于一次锂离子电池所起的作用为降低锂锰电池的安全隐患，防止爆炸事故的产生。本发明进一步限定的技术方案是
前述的改善锂锰电池安全性的电解质溶液，碳酸酯类有机溶剂为环状的碳酸酯类和/ 或链状碳酸酯类化合物；的醚类有机溶剂选自四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，3_ 二氧环戊
3烷、二甲氧甲烷、1，2-二甲氧乙烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、缩二乙二醇二甲醚；缩三乙二醇二甲醚和缩四乙二醇二甲醚中的一种或几种共存。前述的改善锂锰电池安全性的电解质溶液，环状的碳酸酯类化合物选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、Y-丁内酯中的一种或几种共存；链状碳酸酯类化合物选自碳酸乙丁酯、碳酸甲丁酯、碳酸二丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、碳酸二正丙酯、碳酸二异丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙异丙酯和碳酸甲丙酯中的一种或几种并存。本发明的有益效果是本发明的锂锰电池电解质溶液体系采用复合盐，其组分之一采用LiB(C2O4)2或LiBF2C2O4，其优点有以下几点⑴由于盐的协同效应降低了复合盐中另一组分在高温下分解引发爆炸的机率；⑵LiB(C2O4)2或LiBF2C2O4热分解温度高，安全性好；⑶LiB(C2O4)2或LiBF2C2O4在Li负极上形成保护膜，减少加热时电解液和Li负极的反应。由此可见，本发明从锂锰电池中主要构造之一的电解质溶液着手，通过采用复合盐，其组分之一采用LiB(C2O4)2或LiBF2C2O4，可大降低锂锰电池的安全隐患，防止爆炸事故的产生，突出改善此电池的安全性问题。
具体实施例方式实施例一
采用正极电解二氧化锰，负极金属锂，隔膜为PP材质电解液1M(A:B)/ PC-DME-DXL(1:1:1, vol)，组成的CR2032扣式电池，安全性评估方式采用电池短路温度方式。下表为以上扣式一次锂锰电池的4个实施例。
权利要求
1.一种改善锂锰电池安全性的电解质溶液，其特征在于该电解质溶液由两类成份组成⑴由组分A和组分B组成的复合锂盐；⑵碳酸酯类和/ 或醚类有机溶剂；所述复合锂盐在此电解质溶液中的摩尔浓度范围是0. 01-2摩尔/升，余量为碳酸酯类和/或醚类有机溶剂；所述复合锂盐组分A为以下物质中的至少一种LiAsF6、LiPF6, LiBF4, LiClO4 LiCF3SO3^ LiN(CF3SO2)2, LiC4F9SO3^ LiN(CxF2x+1S02) (CyF2y+1S02)，式中 χ 禾Π y 为自然数；所述复合锂盐组分B为以下物质中的至少一种=LiB(C2O4)2或LiBF2C2O4 ；所述组分A占复合锂盐的摩尔浓度百分比为0. 01-99. 99%，所述组分B占复合锂盐的摩尔浓度百分比为0. 01-99. 99%ο
2.如权利要求1所述的改善锂锰电池安全性的电解质溶液，其特征在于所述碳酸酯类有机溶剂为环状的碳酸酯类和/或链状碳酸酯类化合物；所述的醚类有机溶剂选自四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，3-二氧环戊烷、二甲氧甲烷、1，2-二甲氧乙烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、缩二乙二醇二甲醚；缩三乙二醇二甲醚和缩四乙二醇二甲醚中的一种或几种共存。
3.如权利要求2所述的改善锂锰电池安全性的电解质溶液，其特征在于所述的环状的碳酸酯类化合物选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、Y-丁内酯中的一种或几种共存；所述的链状碳酸酯类化合物选自碳酸乙丁酯、碳酸甲丁酯、碳酸二丁酯、碳酸二乙酯、 碳酸二甲酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、碳酸二正丙酯、碳酸二异丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙异丙酯和碳酸甲丙酯中的一种或几种并存。
全文摘要
本发明涉及一种锂电池电解质溶液，是一种改善锂锰电池安全性的电解质溶液，该电解质溶液由两类成份组成⑴由组分A和组分B组成的复合锂盐；⑵碳酸酯类和/或醚类有机溶剂；复合锂盐在此电解质溶液中的摩尔浓度范围是0.01-2摩尔/升，余量为碳酸酯类和/或醚类有机溶剂；复合锂盐组分A为以下物质中的至少一种LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiClO4LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiC4F9SO3、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)，式中x和y为自然数；复合锂盐组分B为以下物质中的至少一种LiB(C2O4)2或LiBF2C2O4；组分A占复合锂盐的摩尔浓度百分比为0.01-99.99%，组分B占复合锂盐的摩尔浓度百分比为0.01-99.99%。本发明可大大降低锂锰电池的安全隐患，防止爆炸事故的产生，突出改善此电池的安全性问题。
文档编号H01M10/0568GK102263291SQ201110193878
公开日2011年11月30日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者周小进, 胡学山, 袁芳, 顾红健 申请人:诺莱特科技(苏州)有限公司