一種提高鋰電池循環壽命電解質溶液的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鋰電池材料技術領域，具體涉及一種提高鋰電池循環壽命的電解液。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的不斷發展，便攜式電子設備需求也越來越多，對高比能電池（電子設備 動力源)的需求也逐漸增大。鋰電池具有高電壓、低自放電率、高能量密度、無污染等顯著優 點，正逐步取代傳統電池不斷擴展應用領域和市場份額。
[0003] 盡管相比傳統電池，鋰電池循環壽命有較大改善，但是在一些特殊環境(高溫)，鋰 電池的壽命依然沒有達到所需要求。目前鋰電池主要使用的電解液為六氟磷酸鋰與碳酸酯 (醚）的混合體系，但該電解液處于較高溫度的條件下，電池中的電解液組分六氟磷酸鋰易 分解，產生酸腐蝕電池SEI膜及電極材料，導致電池壽命下降。為了改善鋰電池的循環壽 命，通過在電解液中添加長壽命添加劑，抑制酸的產生，減少酸對材料及電極的腐蝕，從而 大大提高電池的循環性能是目前行業內的主要研宄方向。然而，目前常用的電池長壽命添 加劑對電池SEI膜及電極材料的保護效果任然不理想，嚴重制約著鋰離子電池向大型化、 高能化的發展。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題，就是針對以上現有技術所存在的不足，而提出了一 種提高鋰電池安全性能的電解質溶液，該電解液使鋰離子電池具有良好的循環壽命、倍率 性能，且安全性大幅提升，使其具有廣闊的應用前景。
[0005] 為了達到以上目的，本發明通過以下技術方案來實現的： 一種提高鋰電池循環壽命的電解液，其特征在于：該電解液包括（A)鋰鹽，（B)碳酸酯 類和/或醚類有機溶劑，（C)長壽命添加劑和（D)其他功能添加劑；其中（A)鋰鹽在此電解 液中的摩爾濃度范圍是：〇. 001-2摩爾/升，（C)長壽命添加劑在此電解液中所占的質量 比例范圍為0. 001-0. 1摩爾/升，組分（D)其他功能添加劑在此電解液中的摩爾濃度范圍 為〇-〇. 5摩爾/升；其中上述的（C)長壽命添加劑為二異丙基碳酰亞胺(簡稱DIC)，其化 學結構式如下：
【主權項】
1. 一種提高鋰電池循環壽命的電解液，其特征在于：該電解液包括（A)鋰鹽，（B)碳酸 酯類和/或醚類有機溶劑，（C)長壽命添加劑和（D)其他功能添加劑；其中（A)鋰鹽在此電 解液中的摩爾濃度范圍是：0.001-2摩爾/升，（C)長壽命添加劑在此電解液中所占的質 量比例范圍為0. 001-0. 1摩爾/升，組分（D)其他功能添加劑在此電解液中的摩爾濃度范 圍為0-0. 5摩爾/升；其中上述的（C)長壽命添加劑為二異丙基碳酰亞胺，其化學結構式
2. 根據權利要求1所述的一種提高鋰電池循環壽命的電解液，其特征在于：所述的（A) 鋰鹽為四氟硼酸鋰（LiBF4)、六氟磷酸鋰（LiPF 6)、雙三氟磺酰胺鋰（LiN(SO2CF3)2X雙氟磺 酰胺鋰（LiFSI)、三氟甲磺酸鋰（LiSO 3CF3)中的至少一種。
3. 根據權利要求1所述的一種提高鋰電池循環壽命的電解液，其特征在于：所述的（B) 碳酸酯類有機溶劑為環狀碳酸酯類和/或鏈狀碳酸酯類化合物。
4. 根據權利要求1所述的一種提高鋰電池循環壽命的電解液，其特征在于：所述的（B) 醚類有機溶劑選自四氫呋喃、乙二醇二甲醚、2-甲基四氫呋喃、1，3-二氧環戊烷、二甲氧甲 烷、1，2-二甲氧乙烷和二甘醇二甲醚中的至少一種。
5. 根據權利要求3所述的一種提高鋰電池循環壽命的電解液，其特征在于：所述的環 狀的碳酸酯類化合物選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ - 丁內酯和碳酸亞丁酯中的至少一 種。
6. 根據權利要求3所述的一種提高鋰電池循環壽命的電解液，其特征在于：所述的鏈 狀碳酸酯類化合物選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲基乙基酯、以及碳數 為3-8的直鏈或支鏈脂肪單醇與碳酸合成的碳酸酯衍生物中的至少一種。
7. 根據權利要求1所述的一種提高鋰電池循環壽命的電解液，其特征在于：所述的（D) 其他功能添加劑為乙腈、聯苯、碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、氟代碳酸乙烯酯、亞硫酸丙 烯酯、1，3-(1-丙烯）磺內酯、亞硫酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、環己基苯、叔丁基苯、叔戊基苯和 丁二氰中的至少一種。
8. 根據權利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一種提高鋰電池循環壽命的電解 液，其特征在于：該電解液應用于鋰一次電池，鋰二次電池及鋰離子電池中。
【專利摘要】本發明公開了一種提高鋰電池循環壽命電解液，包括(A)0.001-2摩爾/升的鋰鹽，(B)碳酸酯類和/或醚類有機溶劑，0.001-0.1摩爾/升的(C)長壽命添加劑二異丙基碳酰亞胺和0-0.5摩爾/升的(D)其他功能添加劑。該電解液中的長壽命添加劑二異丙基碳酰亞胺可以通過分子間氫鍵作用降低電解液體系鋰鹽水解，減少酸的產生，減弱酸對SEI膜及電極材料腐蝕，進而提升鋰離子電池的循環壽命、倍率性能電池壽命，并且該長壽命添加劑(C)具有較好的安全性能，確保應用的充分安全，在鋰一次電池、鋰二次電池以及鋰離子電池中具有較高的推廣應用價值。
【IPC分類】H01M10-056
【公開號】CN104733776
【申請號】CN201510139820
【發明人】劉永, 任海, 王吉峰, 任加興, 趙志華, 劉志輝
【申請人】山東海容電源材料有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月27日