低溫型鋰離子電池電解液的組成物的製作方法
2023-05-31 06:45:56 3
專利名稱：低溫型鋰離子電池電解液的組成物的製作方法
技術領域：
本發明為一種鋰離子電池電解液，其尤指使用於低溫的一種鋰離子電池電解液的組成物。
背景技術：
目前，3C產業的小容量鋰電池——如手機電池、筆記本電腦電池等的生產已基本趨於飽和，但是大容量的動力鋰離子電池卻依然沒有進入市場。電動車及大型移動電源應用領域仍是鉛酸體系電池佔據著主導地位。鋰離子電池的正極材料通常為鈷酸鋰、錳酸鋰或鎳酸鋰以及各類摻雜有其它元素的過渡金屬氧化物。鋰離子電池的工作電壓為3.0V-4.2V範圍，額定電壓為3.6V-3.7V。它採用碳酸酯類混合溶劑(如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等)作為電解液溶劑，常用的電解質鹽為六氟磷酸鋰(LiPF6)或四氟硼酸鋰(LiBF4)。電解液在鋰離子原材料組合中佔了一個重要的位置，它直接影響電池的電性能。
鋰離子電池有電壓高、無記憶效應等的優點。但是以目前技術來講，仍然存在一些不足，應用範圍仍受某些因素的限制，應用的環境溫度即是重要因素之一。
電池在低溫的時候，非常忌諱大電流充電。原因是當電池尚未進入工作溫度的時候，電池的化學變化會集中在極板附近，這時候如果通過大電流，會造成極板的損壞。
因此，本發明是針對鋰離子電池在低溫環境應用時，其電性能會受影響，如果能提高鋰離子電池在低溫環境的電性能，將大大拓寬鋰離子電池的應用範圍。
電解液作為液態鋰離子電池的重要組成部分之一，在不影響電池電性能的條件下，如果能夠提高熔點較低的溶劑的含量，則電池在低溫環境的性能將得到顯著改善。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，利用熔點較低的溶劑以及提高其含量，以提高鋰離子電池在低溫時的電性能。
為實現本發明的目的，本發明是一種低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，該電解液組成為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、1，2-二甲氧基乙烷(DME)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、1，3-丙烷磺酸內酯(1，3-PS)、，六氟磷酸鋰(LiPF6)；其為一種低溫功能電解液，能顯著改善電池在低溫下的電性能。
與現有技術相比較，本發明具有如下優點1.該電解液在低於-20℃時，仍具有較高的電導率，電池以0.2C放電，在-20℃放電容量為常溫25℃放電容量的85％以上，在-30℃放電容量為常溫25℃放電容量的80％以上。
2.使用成膜添加劑，防止溶劑破壞極片，保證電池具有良好的電性能。
具體實施例方式
為解決熟知的鋰離子電池在低溫下使用的問題，本發明在於包含防止溶劑破壞機片的成膜添加劑，提高熔點較低的溶劑的含量，電解液在低溫時仍具有較高的電導率，以提高鋰離子電池在低溫時的電性能。
本發明的低溫型鋰離子電池電解液的組成物，選擇一種電導率高的溶劑碳酸乙烯酯(EC)作為基體組分。選擇熔點較低溶劑，且具有較高電導率的碳酸丙烯酯(PC)、1，2-二甲氧基乙烷(DME)作為溶劑體系組分，改善低溫導電性能。選擇粘度較低的溶劑碳酸甲乙酯(EMC)，碳酸二乙酯(DEC)，使整個溶劑體系保持適當粘度，具有較高電導率。加入一種成膜添加劑1，3-丙烷磺酸內酯(1，3-PS)，防止PC共插入石墨負極，提高電解液中PC含量。含氟鋰鹽LiPF6溶於以上溶劑體系，濃度為0.9～1.2mol/L，溶解後組成的電解液在-30℃環境下仍保持較高電導率(25±2℃，大於9.0mS/cm)及適當粘度。
其中，碳酸乙烯酯(EC)含量為25～35w.t.％，碳酸丙烯酯(PC)含量為5～15w.t.％，1，2-二甲氧基乙烷(DME)含量15～35w.t.％，碳酸甲乙酯(EMC)含量25～35w.t.％，碳酸二乙酯(DEC)含量15～30w.t.％，1，3-丙烷磺酸內酯(1，3-PS)含量為3～8w.t.％，六氟磷酸鋰(LiPF6)濃度為0.9～1.2mol/L。上述的所有試劑均為電池級試劑，純度大於99.95％，水分含量小於20ppm。
總的來講，鋰離子電池在低溫環境應用時，其電性能會受影響，如果能提高鋰離子電池在低溫環境的電性能，將大大拓寬鋰離子電池的應用範圍。本發明的低溫型電解液，通過使用熔點較低的溶劑並提高其含量，使電池在低溫環境的電性能得到顯著改善。
權利要求
1.一種低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，其特徵在於該電解液組成為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、1，2-二甲氧基乙烷、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、1，3-丙烷磺酸內酯、六氟磷酸鋰。
2.根據權利要求1所述的低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，其特徵在於碳酸乙烯酯含量為25～35w.t.％。
3.根據權利要求1所述的低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，其特徵在於碳酸丙烯酯含量為5～15w.t.％。
4.根據權利要求1所述的低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，其特徵在於1，2-二甲氧基乙烷含量為15～35w.t.％。
5.根據權利要求1所述的低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，其特徵在於碳酸甲乙酯含量為25～35w.t.％。
6.根據權利要求1所述的低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，其特徵在於碳酸二乙酯含量為15～30w.t.％。
7.根據權利要求1所述的低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，其特徵在於1，3-丙烷磺酸內酯含量為3～8w.t.％。
8.根據權利要求1所述的低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，其特徵在於六氟磷酸鋰濃度為0.9～1.2mol/L。
9.根據權利要求1所述的低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，其特徵在於上述的所有組成物皆為電池級試劑，純度大於99.95％，水分含量小於20ppm。
全文摘要
一種低溫型的鋰離子電池電解液的組成物，該電解液組成為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、1，2－二甲氧基乙烷(DME)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、1，3－丙烷磺酸內酯(1，3－PS)、六氟磷酸鋰(LiPF
文檔編號H01B1/00GK101090166SQ200710143920
公開日2007年12月19日 申請日期2007年8月14日 優先權日2007年8月14日
發明者殷振國, 郭永興, 陶芝勇, 曾堅義 申請人:深圳市海盈科技有限公司