专利名称：锂离子二次电池及其电解液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子二次电池，尤其是一种能够改善电池高温存储性能的锂离子二次电池电解液。
背景技术：
锂离子二次电池具有工作电压高、寿命长和充电速度快等优点，但是随着技术的不断发展，人们要求锂离子二次电池具有更高的能量密度。研究发现，提高锂离子二次电池的工作电压是提高其能量密度的有效途径之一，但是，伴随着锂离子二次电池的高电压化，电解液在正极的氧化分解加剧，电池在高温存储时会由于电解液的氧化分解而出现胀气问题。通常，在进行了充电的锂离子二次电池中，作为正极活性物质的金属氧化物在高电位下显示出非常强的氧化性，很容易与电解液发生氧化反应而使其分解，因此，抑制电解液和正极材料之间的氧化反应是解决锂离子二次电池高温存储产气变形的关键。目前，有人用含有酰亚胺官能团的马来酰亚胺来改善电池(电压4.2V)的高温存储性能，但是，马来酰亚胺类添加剂依然满足不了更高电压(4.4V及更高电压)电池的使用要求；另外，单纯的烯烃类添加剂也被用来改善电池的高温存储特性，但是单纯的烯烃会成膜而导致电池的阻抗增大，引起电池的循环性能恶化。有鉴于此，确有必要提供一种在高压高温下具有良好存储性能的锂离子二次电池及其电解液。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种在高压高温下具有良好存储性能的锂离子二次电池电解液，以及使用上述电解液的锂离子二次电池。为了实现上述发明目的，发明人经潜心研究发现:将N-烯烃基酰亚胺和/或N-炔烃基酰亚胺加入到锂离子二次电池电解液中，其中的C=C或C = C在自由基的作用下容易在极片表面形成钝化膜，从而有效减弱非水电解液与正极直接的氧化反应，能够提高锂离子二次电池在高电压高温条件下的存储性能；另一方面，酰亚胺结构的存在使钝化膜具有一定的导离子性，因此并不影响电池的循环特性。基于上述发现，本发明提供一种锂离子二次电池电解液，其含有锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括N-烯烃基酰亚胺、N-炔烃基酰亚胺中的一种或两种。作为本发明锂离子二次电池电解液的一种改进，所述N-烯烃基酰亚胺的优选结构通式如式(I)所示，所述N-炔烃基酰亚胺的优选结构通式如式(II)所示，
权利要求
1.一种锂离子二次电池电解液，其含有锂盐、非水有机溶剂和添加剂，其特征在于:所述添加剂包括N-烯烃基酰亚胺、N-炔烃基酰亚胺中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于:所述N-烯烃基酰亚胺的优选结构通式如式(I)所示，所述N-炔烃基酰亚胺的优选结构通式如式(II)所示，
3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于:所述N-烯烃基酰亚胺为N-烯丙基丁二酰亚胺、3-甲基-N-烯丙基丁二酰亚胺、3，4- 二甲基-N-烯丙基丁二酰亚胺、3，4- 二乙基-N-烯丙基丁二酰亚胺、(3-甲基-4-乙基)-N-烯丙基丁二酰亚胺、N-( 2- 丁烯)-丁二酰亚胺、3-甲基-N- (2- 丁烯)-丁二酰亚胺、3，4- 二甲基-N- (2- 丁烯)-丁二酰亚胺、(3-甲基-4-乙基)-N- (2- 丁烯)-丁二酰亚胺或3-氟代甲基-N-烯丙基丁二酰亚胺中的一种或两种及以上的组合；所述N-炔烃基酰亚胺为N-炔丙基丁二酰亚胺、3-甲基-N-炔丙基丁二酰亚胺、3，4- 二甲基-N-炔丙基丁二酰亚胺、3，4- 二乙基-N-炔丙基丁二酰亚胺、(3-甲基-4-乙基)-N-炔丙基丁二酰亚胺、N- (2- 丁炔)-丁二酰亚胺、3-甲基-N- (2-丁炔)-丁二酰亚胺、3，4-二甲基-N- (2-丁炔)-丁二酰亚胺、(3-甲基-4-乙基)-N- (2- 丁炔)-丁二酰亚 胺或3-氟代甲基-N-炔丙基丁二酰亚胺中的一种或两种及以上的组合。
4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于:所述添加剂N-烯烃基酰亚胺和N-炔烃基酰亚胺在电解液中的质量含量为0.1°/Γ5%。
5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于:所述添加剂N-烯烃基酰亚胺和N-炔烃基酰亚胺中在电解液中的质量含量优选为1°/Γ3%。
6.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于:所述非水有机溶剂同时含有环状碳酸酯和链状碳酸酯，其中环状碳酸酯为碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或两种；链状碳酸酯为碳酸二甲酯、丁基内酯、碳酸丁烯酯、二乙基碳酸酯、二丙基碳酸酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯和碳酸乙丙酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于:所述锂盐选自LiN(CxF2x+1S02) (CyF2y+1S02)、LiPF6' LiBF4' LiBOB、LiAsF6' Li (CF3SO2)2N' LiCF3SO3' LiClO4 中的一种或一种以上的组合，其中，X，y为自然数。
8.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于:所述锂盐的浓度为0.5M 2M。
9.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于:所述添加剂中还含有有机砜类化合物、磺酸酯类化合物、齒代环状碳酸酯类化合物、碳酸亚烯烃基化合物、氰基化合物中的一种或一种以上的组合。
10.一种锂离子二次电池，包括正极片、负极片、间隔于相邻正负极片之间的隔离膜以及电解液，其特征 在于:所述电解液为权利要求1至9中任一项所述的电解液。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子二次电池及其电解液，电解液中含有锂盐﹑非水有机溶剂和添加剂，添加剂包括N-烯烃基酰亚胺、N-炔烃基酰亚胺中的一种或两种。与现有技术相比，本发明锂离子二次电池电解液中的添加剂可有效改善正极/电解液界面，抑制电解液在正极表面的氧化分解，显著改善锂离子二次电池在高温条件下的存储性能。
文档编号H01M10/0567GK103078133SQ20131002178
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者褚春波, 付成华, 赵丰刚, 王阿忠, 韩昌隆 申请人:宁德新能源科技有限公司