一种含有苯三腈的电解液及含有该电解液的锂离子二次电池的制作方法

一种含有苯三腈的电解液及含有该电解液的锂离子二次电池的制作方法
【专利说明】一种含有苯三腈的电解液及含有该电解液的锂离子二次电池 技术领域 本发明设计锂离子电池制备领域，具体涉及一种含有苯三腈的电解液及含有该电解液 的锂离子二次电池。 【背景技术】 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的快速发展，对锂离子的比能量提出越来 越高的要求。 但是在充满电状态下，锂离子二次电池的整个化学体系具有极高的化学活性。当电子 产品持续使用或环境温度升高时，都可能使锂离子二次电池处于高温状态，这时作为正极 活性材料的金属氧化物显示出非常强的氧化性，容易与电解液发生氧化反应，导致电解液 分解。此外，随着锂离子二次电池的高电压话，电解液在正极表面的氧化分解会加剧，导致 锂离子二次电池的储存性能下降。因此，抑制电解液和正极活性材料之前的氧化反应是防 止锂离子二次电池高温储存性能恶化的关键。 目前为了提高锂离子二次电池的能量密度，主要采用一些镍元素含量加高的正极活性 材料，如镍钴铝氧化物、锂镍钴锰氧化物等。但是高镍含量的正极活性材料在充电截止电压 较高时，会提高正极片的氧化嗯呢管理，造成电解液的氧化问题更严重。因此对于这种高能 量的正极活性材料或当锂离子二次电池在高电压使用时，解决电解液的分解尤为迫切。
【发明内容】
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， 其工作电压在4.2V以上时，能够有效地抑制电解液的氧化并改善锂离子二次电池的高温储 存性能，解决锂离子二次电池在高压高温储存是造成的电解液的分解及由此导致的锂离子 二次电池气胀的问题。 本发明通过以下技术方案实现： 一种含有苯三腈的电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，其中：所述有机溶剂选 为环状碳酸酯和线性碳酸酯的一种以上，所述的添加剂结构式(1)如下：
所述添加剂的使用质量相当于所述锂盐和所述有机溶剂总质量的0.1%~10%。 所述有机溶剂包括环状碳酸酯溶剂和线型碳酸酯溶剂，环状碳酸酯溶剂和线型碳酸酯 溶剂的配比为质量比为1:1~3:2,导电锂盐的终浓度为0.8~1.5mol/L。 所述的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、γ-丁内酯和γ-戊内酯中的一种以上。 所述的线型碳酸酯溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯或碳酸甲丙酯中的至 少一种。 所述的导电锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、 二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、三氟甲基磺酸锂（LiSO3CF3)、高氯酸锂（LiCKk)、六氟砷酸锂 (LiAsF 6)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(Li (CF3SO2)2N)中的至少一种。 所述电解液还包含常用的添加剂，所述的常用添加剂为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙 酯、丙磺酸内酯、丁磺酸内酯、硫酸乙烯酯、己二腈、丁二腈、LiB0B、LiDF0B、中的一种以上， 所述的常用添加剂占非水电解液总质量的0.1-5.0%。 本发明的另一目的在于提供所述用于锂离子二次电池的含有苯三腈的电解液的制备 方法。 一种电解液的制备方法： (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;加入添加剂，制得本发明的含有苯三腈的电解液。 一种锂离子二次电池，包括包括正极活性材料、负极活性材料和隔膜，还包括本发明的 含有苯三腈的电解液。 所述正极活性材料为一种含锂过渡金属氧化物，正极活性材料为以下物质的一种以 上：LiCo〇2、LiNi〇2、LiMn〇2、LiMn2〇4、Li(NiaC〇bMnc)〇2(0〈a〈l，0〈b〈l，0〈C〈l，a+b+C=l)、 LiNii-yMny〇2、LiNii-yMny〇2(〇SzS2)、LiM x(P04)y(]\C%Ni、Co、Mn、Ti、V，〇SxS5,〇SyS5); 负极活性材料为可嵌入/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； 隔膜为自织布、无纺布、合成树脂微多孔膜的任一种。 本发明的优点在于： 所述的苯三腈与过渡金属有较强的络合作用，能够有效地抑制正极片过渡金属的溶 出，能够在正极片表面富集，形成一层保护膜，抑制电解液组分在正极片表面的催化分解， 从而改善二次电池的高温储存性能。
【具体实施方式】 以下实施例进一步详细的说明本发明，但本发明并不局限于这种实施例。 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。 实施例1 (1) 将环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯(EC)和线型碳酸酯溶剂碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙 酯(DEC)按质量比EC: EMC: DEC = 3:5:2混合，并采用分子筛、氢化钙、氢化锂纯化除杂、除水； (2) 在室温条件下，将导电锂盐LiPF6溶解在步骤（1)得到的溶剂中，终浓度为I.Omol/ L，搅拌均匀，得到普通电解液； (3) 在步骤(2)制备的普通电解液中添加入三氟甲磺酸三氟乙酯，用量为电解液质量的 1.5% ;得到用于锂离子电池的高压电解液。 实施例2 (1) 将环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯(EC)和线型碳酸酯溶剂碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙 酯(DEC)按质量比EC: EMC: DEC = 3:5:2混合，采用分子筛、氢化钙、氢化锂纯化除杂、除水； (2) 在室温条件下，将导电锂盐LiPF6溶解在步骤（1)得到的溶剂中，终浓度为lmol/L， 搅拌均匀，配成普通电解液； (3) 在步骤（2)制备的普通电解液中添加三氟甲磺酸三氟乙酯，用量为电解液质量的 0.5%;得到用于锂离子电池的高压功能电解液。 实施例3 (1) 将环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯(EC)和线型碳酸酯溶剂碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙 酯(DEC)按质量比EC: EMC: DEC = 3:5:2混合，采用分子筛、氢化钙、氢化锂纯化除杂、除水； (2) 在室温条件下，将导电锂盐LiPF6溶解在步骤（1)得到的溶剂中，终浓度为I.Omol/ L，搅拌均匀，配成普通电解液； (3) 在步骤（2)制备的普通电解液中添加三氟甲磺酸三氟乙酯，用量为电解液质量的 1% ;得到用于锂离子电池的含硼成膜功能电解液。 实施例4 (1) 将环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯(EC)和线型碳酸酯溶剂碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙