锂离子电池用电解液的制作方法
【专利摘要】本发明属于锂离子电池【技术领域】，尤其涉及一种锂离子电池用电解液，包括锂盐、溶剂及添加剂，添加剂包括铝硅酸盐，铝硅酸盐的结构式为RxO-SiO2-Al2O3，其中，R为碱金属元素或碱土金属，x等于1或2，并且所述铝硅酸盐在电解液中的重量比为0.1～2%。相对于现有技术，本发明通过在电解液中添加铝硅酸盐，由于其能和HF发生反应，从而使电解液中HF的含量减少，减少HF对正极材料的侵蚀，提高了电解液的热稳定性以及使用该电解液的电池的循环性能和高温存储性能。而且硅铝酸盐与HF反应后得到的产物（如AlF3和LiF等）还能附着在正极或负极表面，对正极或负极表面的SEI膜进行修复，从而提高电池的循环性能。
【专利说明】锂离子电池用电解液
【技术领域】
[0001]本发明属于锂离子电池【技术领域】，尤其涉及一种HF含量低、储存稳定性和热稳定性高的锂离子电池用电解液。
【背景技术】
[0002]锂离子电池作为一种环保的二次电池，已经在便携式设备如手机、摄像机、笔记本电脑等领域得到了广泛应用。锂离子电池主要包括正极、负极、电解液和隔离膜。其中，电解液为锂离子提供了运输载体，使得锂离子能够在正极和负极之间自由穿梭，因此，电解液是一个不可或缺的组成部分。
[0003]但是，电解液很容易在储存和运输过程中变色，并且由于高温、微量杂质和水分等的影响会使得HF含量升高，使得电解液的热稳定性变差；例如，电解液的溶质一般采用LiPF6, LiPF6和H2O反应会生成LiF和POF3和HF，从而导致HF含量的升高；而HF又会对正极材料造成侵蚀，使得正极材料的结构坍塌，导致电池的循环性能和存储性能(尤其是高温存储性能)变差，进而影响电池的使用寿命。[0004]有鉴于此，确有必要提供一种锂离子电池用电解液，其能够有效的提高电解液的储存稳定性和热稳定性，降低电解液中HF的含量，从而提高电池的循环性能和存储性能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于:针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池用电解液，其能够有效的提高电解液的储存稳定性和热稳定性，降低电解液中HF的含量，从而提高电池的循环性能和存储性能。
[0006]为了达到上述目的，本发明中采用如下技术方案:锂离子电池用电解液，包括锂盐、溶剂及添加剂，所述添加剂包括铝硅酸盐，所述铝硅酸盐的结构式为RxO-SiO2-Al2O3，其中，R为碱金属元素或碱土金属，X等于I或2，并且所述铝硅酸盐在电解液中的重量比为
0.1~2%.铝硅酸盐含量太高会使电解液电导率变差，不利于电池的放电倍率及低温性能，太低又起不到改善效果。
[0007]作为本发明锂离子电池用电解液的一种改进，所述铝硅酸盐在电解液中的重量比为0.5^1.5%，这是优选的范围。
[0008]作为本发明锂离子电池用电解液的一种改进，所述铝硅酸盐在电解液中的重量比为1%，这是较佳的选择。
[0009]作为本发明锂离子电池用电解液的一种改进，所述铝硅酸盐的结构式为Li2O-SiO2-Al2O3^ Na2O-SiO2-Al2O3^ K2O-SiO2-Al2O3^ CaO-SiO2-Al2O3 或 Mg0-Si02_Al203。
[0010]作为本发明锂离子电池用电解液的一种改进，所述添加剂还包括六甲基二硅胺烷。当铝硅酸盐选用的是含有结晶水的矿物时，六甲基二硅胺烷可与水反应，避免向电池体系中引入较多的水分；并且六甲基二硅胺烷还可以降低电解液中的水分，减少水分与Li20、Na20、K20和CaO等的反应，提闻体系稳定性，这是因为TK甲基二娃胺烧中含有可以和水反应的S1-N键。此外，其含有的S1-N键还可以和HF发生反应，生成的NH3又能与HF继续反应，从而抑制了 LiPF6与水的反应，使电解液中HF的含量进一步减少；而且，对于以LiFP6为溶质的电解液来说，六甲基二硅胺烷的加入还可以与PF5形成弱结合而降低PF5的反应活性，从而起到稳定电解液的作用。
[0011]其中，六甲基二硅胺烷降低电解液中HF含量的原理如下所示:
【权利要求】
1.锂离子电池用电解液，包括锂盐、溶剂及添加剂，其特征在于:所述添加剂包括铝硅酸盐，所述铝硅酸盐的结构式为RxO-SiO2-Al2O3，其中，R为碱金属元素或碱土金属，X等于I或2，并且所述铝硅酸盐在电解液中的重量比为0.广2%。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池用电解液，其特征在于:所述铝硅酸盐在电解液中的重量比为0.5~1.5%。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池用电解液，其特征在于:所述铝硅酸盐在电解液中的重量比为1%。
4.根据权利要求1至3任一项所述的锂离子电池用电解液，其特征在于:所述铝硅酸盐的结构式为 Li20-Si02-Al203、Na2O-SiO2-Al2O3^ K2O-SiO2-Al2O3^ CaO-SiO2-Al2O3 或MgO-SiO2-Al2O3。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池用电解液，其特征在于:所述添加剂还包括六甲基二硅胺烷。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池用电解液，其特征在于:所述六甲基二硅胺烷在电解液中的重量比为0.f 2%。
7.根据权利要求5所述的锂离子电池用电解液，其特征在于:所述添加剂还包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和1，3_丙烷磺内酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池用电解液，其特征在于:所述的溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丁酸甲酯、丙烯酸甲酯、乙烯亚硫酸酯、丙烯亚硫酸酯、亚硫酸二甲酯、二乙基亚硫酸酯、酸酐、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、乙腈、N，N-二甲基甲酰胺、环丁砜、二甲亚砜、甲硫醚、Y-丁内酯和四氢呋喃中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池用电解液，其特征在于:所述锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)和四氟硼酸锂(LiBF4)中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池用电解液，其特征在于:所述锂盐的浓度为.0.8 ~1.2mol/L。
【文档编号】H01M10/056GK103618104SQ201310589617
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】骆军 申请人:骆军