一种电解液及其制备方法以及一种高电压锂离子电池的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电解液及其制备方法以及一种高电压锂离子电池，电解液主要包括：有机溶剂、导电锂盐和添加剂，有机溶剂为环状碳酸酯溶剂、芳香烃溶剂和线性溶剂的一种以上组成，导电锂盐在有机溶剂中的浓度为0.8-1.5mol/L，添加剂的用量为有机溶剂重量的0.1-10.0%，添加剂为卤代苯腈类化合物。电解液中添加了上述添加剂后可以在正负极表面形成聚合物膜，降低电极/电解液界面阻抗，同时抑制电解液在电极材料表面的分解，有利于提高电压（高于4.4V）锂离子电池的循环寿命、高低温性能和抑制电池的气胀问题。
【专利说明】-种电解液及其制备方法以及一种高电压锂离子电池
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锂离子电池制备领域，具体涉及一种电解液及其制备方法，和采用该 电解液制备的一种高电压锂离子电池。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池因其比能量高、体积小、质量轻、无记忆效应、循环寿命长等优点广泛 应用于便携式电子设备中。但是，随着便携式电子产品快速发展，对锂离子电池的比能量提 出越来越高的要求。目前为了提高锂离子电池的能量密度，研究者们主要通过开发高容量、 高工作电压（大于4. 2V)的正极材料，如提高锂钴复合氧化物、锂锰复合氧化物的工作电压 (大于4. 2V)，开发高工作电压的锂镍锰复合氧化物等。然而，这些正极材料在高工作电压 条件下容易发生结构改变，过渡金属发生溶解并在负极上沉积，另外常规有机电解液在高 电压下更容易发生分解，这些因素导致了高电压锂离子电池性能的恶化。
[0003] 研究表明，通过对正极材料进行表面包覆或掺杂能够提高高电压锂离子电池的循 环稳定性。但是这些改性方法通常会伴随着电池克容量的损失，而且改性方法复杂、工艺繁 琐，增加生产成本。与此同时，研究人员通过开发新型耐氧化电解液来提高高电压锂离子电 池的电化学性能，如内酯类和砜类溶剂电解液。但是这些新型电解液与电池电极的兼容性 较差，而且离子电导率低于碳酸酯基电解液，因而他们的应用受到了限制。
[0004] 锂离子电池电解液功能添加剂的应用由于方法简单，效果显著，成本低廉等优点 受到了广泛研究者的关注。近些年，人们主要从改善电极/电解液界面性质方向探讨，开发 高电压锂离子电池电解液添加剂，如LiBOB、噻吩、甲烷二磺酸亚甲酯和腈类有机物等。然而 目前高电压锂离子电池电解液添加剂的种类仍较少，效果单一。因此，开发新型电解液功能 添加剂改善高电压锂离子电池的电极/电解液界面性质显得非常必要。
【发明内容】
[0005] 鉴于【背景技术】所存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于锂离子电池的电解 液以及一种高电压锂离子电池，该电解液能改善电池正、负极/电解液界面性质，提高有机 电解液的稳定性，抑制锂离子电池的气胀。这些性质保证了高电压锂离子电池具有良好的 循环寿命和高温性能。
[0006] 本发明的另一目的在于提供上述一种锂离子电池及其制备方法。
[0007] 本发明通过以下技术方案实现：
[0008] 一种电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，其中：所述有机溶剂选自环状碳 酸酯溶剂、芳香烃溶剂和线性溶剂的一种以上，所述添加剂结构式如下：
[0009]
【权利要求】
1. 一种电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，其中：所述有机溶剂选自环状碳酸 酯溶剂、芳香烃溶剂和线性溶剂的一种以上，所述添加剂结构式如下：
其中札的化学式为彡a彡0，b，c，d彡0)，其中C为碳原子，F为氟原子，Η 为氢原子，0为氧原子；R2-R6为氢、齒素、CrC4的烷基及其齒代烷基、C rC3腈基、Q-C；的烯 基、烷氧基、羧基、苯环、卤代苯的任一种。
2.根据权利要求1所述的电解液，其中：所述R2_R6至少有一个为氟原子。
3.根据权利要求1所述的电解液，其中：所述导电锂盐在有机溶剂中的浓度为 0. 8-1. 5mol/L，所述添加剂的用量为有机溶剂重量的0. 1-10. 0%。
4.根据权利要求1所述的电解液，其中：所述添加剂为3-氟苯甲腈、2，6-二氟苯甲腈、 4_三氟甲基苯腈、4-氟苯乙腈和四氟对苯二甲腈一种以上。
5.根据权利要求1所述的电解液，其中：所述环状碳酸酯溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯 酯、氟代碳酸乙烯酯、丁内酯和戊内酯一种以上。
6.根据权利要求1所述的电解液，其中：所述芳香烃溶剂为苯、氟苯、二氟代苯、甲苯、 三氟代苯、二甲苯的一种以上；所述线型溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙酸 乙酯、碳酸甲丙酯、醚类和氟代醚的一种以上。
7.根据权利要求1所述的电解液，其中：所述导电锂盐为LiPF6、LiBF4、LiS0 3CF3、 LiC104、Li (CF3S02) 2N、LiC (CF3S02) 3 中的一种以上。
8.根据权利要求1所述的电解液，其中：还包括常用添加剂，所述常用添加剂为碳酸 亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、丙磺酸内酯、丁磺酸内酯、己二腈、丁二腈、 LiBOB、LiODFB中的一种以上，所述常用添加剂占非水电解液总质量的0. 1-5. 0%。
9. 一种电解液制备方法，电解液的配制方法是： (1)将有机溶剂按比例混合后用5 A分子筛、氢化钙、氢化锂纯化除杂、除水； (2)在室温条件下，将导电锂盐溶解在上述有机溶剂中，并搅拌均匀； (3)加入常用添加剂，并搅拌均匀。 (4)加入添加剂，制得权利要求1-8任一项所述的电解液。
10. 一种高电压锂离子电池，包括正极、负极和隔膜，其中：正极材料为含锂过渡金属 氧化物，负极材料为可嵌入/脱出锂离子的碳材料、锂金属、硅或锡及其氧化物中的一种以 上；隔膜为织布、无纺布、合成树脂微多孔膜的一种；锂离子电池还包括权利要求1-9任一 项所述的电解液。
【文档编号】H01M10/0525GK104051786SQ201410287098
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】仰永军, 李斌, 陈卫 申请人:东莞市凯欣电池材料有限公司