一種能夠改善鋰離子電池安全性能的有機電解液的製作方法

2023-05-08 04:26:26

專利名稱：一種能夠改善鋰離子電池安全性能的有機電解液的製作方法
技術領域：
本發明涉及鋰離子電池技術領域，特別是涉及一種能夠改善電池安全性能的有機電解液，通過對電液組分和功能添加的的優化實驗，提高電池安全特性。
背景技術：
目前，鋰離子電池具有比能量高、高電壓、循環使用次數多、存儲時間長等優點，不僅在可攜式電子設備上如行動電話、數碼攝像機和手提電腦得到廣泛應用，而且也廣泛應用於電動汽車、儲能、電動自行車以及電動工具等大中型電動設備方面。其中，有機電解液作為鋰離子電池內離子運動的載體，其成分基本穩定，主要為LiBOB、碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙酯EMC等，隨著鋰離子電池市場的不斷擴大，安全性問題是鋰離子電池市場創新的重要前提。對於鋰離子二次電池，其在高溫加熱、過度充放電、短路和大電流長時間工作的情況下放出大量的熱量，這些熱量成為易燃電解液的安全隱患，可能造成電池發生災難性熱擊穿(熱崩潰)、燃燒等問題，甚至引起電池發生爆破。因此，目前迫切需要開發出一種電解液，其可以增加自身的熱穩定性，避免電池在過熱條件下的燃燒和爆炸等問題，有效改善電池的安全性能，提高電池的使用安全。

發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種能夠改善電池安全性能的有機電解液，其可以通過添加添加劑，增加自身的熱穩定性，在保證電池循環性能的前提下有效改善電池的安全性能，避免電池在過熱條件下的燃燒和爆炸等問題，大大提高電池的使用安全性，進而提聞了電池的質量合格率，有利於提聞電池生廣廠家廣品的市場應用如景，具有重大的生產實踐意義。

為此，本發明提供了一種能夠改善電池安全性能的有機電解液，包括有電解質鹽、有機溶劑和添加劑；所述電解質鹽包括有固體溶質LiBOB ;所述有機有機溶劑包括有酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC和碳酸甲乙酯EMC ；所述添加劑包括有碳酸亞乙烯酯VC、碳酸乙烯亞乙酯VEC、亞硫酸丙烯脂PS和磷酸三丁脂TBP。其中，按重量百分比包括有固體溶質LiB0B5% 50% ；酸乙烯酯EC5-55%，所述碳酸丙烯酯PC0-50%，所述碳酸甲乙酯EMC10-80% ；碳酸亞乙烯酯VC0. 1-10 %，碳酸乙烯亞乙酯VEC0. 1-10 %，亞硫酸丙烯脂PS0. 1-10%，磷酸三丁脂 ΤΒΡ0. 1-10%。其中，按重量百分比包括有LiB0B12. 5% ；酸乙烯酯EC29. 9%，碳酸丙烯酯PC5%，碳酸甲乙酯EMC44% ；碳酸亞乙烯酯VCl. 1%，碳酸乙烯亞乙酯VEC0. 5%，亞硫酸丙烯脂PS，3%，磷酸三丁脂 TBP4%。其中，按重量百分比包括有LiB0B12. 5% ；酸乙烯酯EC24. 4%，碳酸丙烯酯PC9. 5%，碳酸甲乙酯EMC45% ；碳酸亞乙烯酯VCl. 1%，碳酸乙烯亞乙酯VEC0. 5%，亞硫酸丙烯脂PS，3%，磷酸三丁脂 TBP4%。其中，按重量百分比包括有LiB0B15% ;酸乙烯酯EC26%，碳酸丙烯酯PC9. 5%，碳酸甲乙酯EMC42. 5% ；碳酸亞乙烯酯VCl. 1%，碳酸乙烯亞乙酯VEC0. 5%，亞硫酸丙烯脂PS，3%，磷酸三丁脂 TBP4%。其中，按重量百分比包括有LiB0B15. 5% ；酸乙烯酯EC26%，碳酸丙烯酯PC9. 5%，碳酸甲乙酯EMC42. 4% ；碳酸亞乙烯酯VCl. 1%，碳酸乙烯亞乙酯VEC0.5%亞硫酸丙烯脂PS，3%，磷酸三丁脂 TBP4%。其中，按重量百分比包括有LiB0B16. 5% ；酸乙烯酯EC26%，碳酸丙烯酯PC9. 5%，碳酸甲乙酯EMC41.9% ；碳酸亞乙烯酯VCl. 1%，碳酸乙烯亞乙酯VEC0. 5%，亞硫酸丙烯脂PS，3%，磷酸三丁脂 TBP4%。`由以上本發明提供的技術方案可見，與現有技術相比較，本發明提供了一種能夠改善電池安全性能的有機電解液，其可以通過組分優化、添加添加劑，增加自身的熱穩定性，在保證電池循環性能的前提下有效改善電池的安全性能，避免電池在過熱條件下的燃燒和爆炸等問題，大大提高電池的使用安全性，進而提高了電池的質量合格率，有利於提高電池生產廠家產品的市場應用前景，具有重大的生產實踐意義。


圖1為本發明提供的一種能夠改善電池安全性能的有機電解液在實施例1至實施例5中的各組成部分分別佔全部電解液的重量百分比的表格示意圖；圖2為兩個電池電解液比較例(即比較例I和比較例2)中各組成部分分別佔全部電解液的重量百分比的表格示意圖；圖3為本發明提供的一種能夠改善電池安全性能的有機電解液在實施例1至實施例5時具有的電導率和比較例1、比較例2具有的電導率的對比表格示意圖；圖4為本發明提供的一種能夠改善電池安全性能的有機電解液在實施例1至實施例5時具有的粘度和比較例1、比較例2具有的粘度的對比表格示意圖；圖5為本發明提供的一種能夠改善電池安全性能的有機電解液的實施例1至實施例5在進行常溫循環性能測試時的電池容量變化數據，以及比較例1、比較例2在進行常溫循環性能測試時的電池容量變化數據的表格示意圖；圖6為本發明提供的一種能夠改善電池安全性能的有機電解液的實施例1至實施例5在進行250°C鐵板測試的測試結果，以及比較例1、比較例2在進行鐵板測試的測試結果的表格不意圖；圖7為本發明提供的一種能夠改善電池安全性能的有機電解液的實施例1至實施例5在進行過充安全性能測試時的測試結果，以及比較例1、比較例2在進過充安全性能測試的測試結果的表格示意圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本發明，下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。本發明提供了一種改善電池安全性能的有機電解液，包括有電解質鹽、有機有機溶劑和添加劑；在本發明中，所述電解質鹽包括有固體溶質LiBOB ;具體實現上，所述固體溶質LiBOB，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為5% 50%。在本發明中，所述有機溶劑包括有酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC和碳酸甲乙酯EMC ；其中，所述酸乙烯酯EC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為5-55%;所述碳酸丙烯酯PC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為0-50% ;所述碳酸甲乙酯EMC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為10-80%。在本發明中，所述添加劑包括有碳酸亞乙烯酯VC、碳酸乙烯亞乙酯VEC、亞硫酸丙烯脂PS和阻燃添加劑磷酸三丁脂TBP ；其中，所述碳酸亞乙烯酯VC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為O . 1-10%；所述碳酸乙烯亞乙酯VEC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為O. 1-10%;所述亞硫酸丙烯脂PS，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為O. 1-10% ;所述阻燃添加劑磷酸三丁脂TBP，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為O. 1-10%。其中，LiBOB為溶質，提供游離離子作為鋰離子遷移與電荷傳遞的介質；有酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙酯EMC為電解液溶質，不僅能溶解固體溶質LiBOB，且共混後能形成穩定的電化學體系，在各種環境中保證電解液體系的電化學穩定性；有酸乙烯酯EC能形成有效的SEI膜，因而，儘管熔點高，會影響電池的低溫性能，仍是電解液中必不可少的成分；碳酸丙烯酯PC能夠提高電池的低溫使用性能，但會導致負極的剝落；碳酸亞乙烯酯VC是有機成膜添加劑與過充電保護添加劑，具有良好的高低溫性能，降低產氣量防氣脹，提升電池容量和壽命；碳酸乙烯亞乙酯VEC化學性質穩定，是高反應活性的成膜添加齊U，在1. 35V開始分解，在負極形成穩定緻密的SEI膜，有效組織溶劑中的碳酸丙烯酯PC分子和溶劑化鋰離子共同嵌入石墨層間，將電解液的分解抑制到最小程度，進而提高鋰離子電池的充放電效率和循環特性；亞硫酸丙烯脂PS可以提高電解液的低溫性能，還能防止溶劑中的碳酸丙烯酯PC分子嵌入石墨電極，對負極材料產生保護作用，使材料結構不容易坍塌，增加電極材料的循環壽命；磷酸三丁脂TBP為阻燃添加劑，可以使電解液產生難燃性或不可燃性的效果，具有很好的氧化穩定性，且不影響電池本身的電化學性能。對於本發明提供的一種改善電池安全性能的有機電解液，其不僅可以有效保證了電池的安全性，又不對電池的電性能產生影響，可以很好的滿足消費者對電池高安全性的需求。本發明可以適用於所有的鋰離子電池和鋰電池體系中。例如，可以適用於方型鋰離子電池、圓柱型鋰離子電池、聚合物鋰離子電池、動力電池、儲能電池等多種形式的鋰離子二次電池中。
需要說明的是，本發明通過優化溶劑組分、添加阻燃添加劑、改善電解液各成分的含量比例，從而可以使得易燃的有機電解液變成難燃或不可燃的電解液，降低電池的放熱值和電池自熱率，同時也增加了電解液自身的熱穩定性，避免電池在過熱條件下的燃燒或爆炸。對於本發明提供的能夠改善電池安全性能的有機電解液，鑑於鋰鹽、溶劑、阻燃添加劑對電池的電導率、粘度等有較大影響，從而直接影響電池的循環性能。因此，本發明通過添加阻燃添加劑，同時調整電解液的各組分成分的重量百分比，從而提升電池的安全性能和熱穩定性能。基於上述本發明提供的改善電池安全性能的有機電解液的各個組分，下面通過五個具體實施例來說明本發明電解液的具體性能和效果，參見圖1所示。實施例1參見圖1，在本發明提供的有機電解液的實施例1中，所述固體溶質LiBOB，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為12.5% ；所述酸乙烯酯EC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為29. 9% ；所述碳酸丙烯酯PC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為5% ；

所述碳酸甲乙酯EMC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為44%所述碳酸亞乙烯酯VC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為1. 1% ；所述碳酸乙烯亞乙酯VEC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為O. 5% ；所述亞硫酸丙烯脂PS，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為3% ；所述阻燃添加劑磷酸三丁脂TBP，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為4%。實施例2參見圖1，在本發明提供的有機電解液的實施例2中，所述固體溶質LiBOB，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為12.5% ;所述酸乙烯酯EC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為24.4% ;所述碳酸丙烯酯PC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為
9.5%;所述碳酸甲乙酯EMC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為45%;所述碳酸亞乙烯酯VC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為1. 1% ;所述碳酸乙烯亞乙酯VEC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為O. 5%;所述亞硫酸丙烯脂PS，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為3% ;所述阻燃添加劑磷酸三丁脂TBP，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為4%。實施例3參見圖1，在本發明提供的有機電解液的實施例3中，所述固體溶質LiBOB，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為15% ;所述酸乙烯酯EC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為26% ;所述碳酸丙烯酯PC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為9. 5% ;所述碳酸甲乙酯EMC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為42. 5%所述碳酸亞乙烯酯VC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為1.1所述碳酸乙烯亞乙酯VEC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為O. 5所述亞硫酸丙烯脂PS，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為3% ;所述阻燃添加劑磷酸三丁脂TBP，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為4%。實施例4
參見圖1，在本發明提供的有機電解液的實施例4中，所述固體溶質LiBOB，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為15.5% ;所述酸乙烯酯EC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為26% ;所述碳酸丙烯酯PC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為9. 5% ；所述碳酸甲乙酯EMC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為42. 4%;所述碳酸亞乙烯酯VC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為1.1 所述碳酸乙烯亞乙酯VEC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為O. 5%;所述亞硫酸丙烯脂PS，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為3% ;所述阻燃添加劑磷酸三丁脂TBP，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為4%。實施例5參見圖1，在本發明提供的有機電解液的實施例5中，所述固體溶質LiBOB，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為16.5% ;所述酸乙烯酯EC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為26% ;所述碳酸丙烯酯PC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為9. 5% ;所述碳酸甲乙酯EMC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為41. 9%;所述碳酸亞乙烯酯VC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為1.1所述碳酸乙烯亞乙酯VEC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為O. 5所述亞硫酸丙烯脂PS，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為3% ;所述阻燃添加劑磷酸三丁脂TBP，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為4%。為了對比驗證本發明中各種添加劑對電池具體性能和效果的影響，結合圖2所示兩個比較例(比較例I和比較例2)，來考察添加劑對電池安全、循環性能的影響。具體兩個比較例如下比較例I在電池的有機電解液中，包括有固體溶質LiBOB、酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸亞乙烯酯 VC、碳酸乙烯亞乙酯VEC和亞硫酸丙烯脂PS，並且不添加阻燃添加劑磷酸三丁脂TBP。其中，所述固體溶質LiBOB，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為14% ;所述酸乙烯酯EC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為34% ;所述碳酸丙烯酯PC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為4. 5% ;所述碳酸甲乙酯EMC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為44. 5% ;所述碳酸亞乙烯酯VC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為1. 1% ;所述碳酸乙烯亞乙酯VEC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為O. 5% ;所述亞硫酸丙烯脂PS，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為3%。比較例2在電池的有機電解液中，包括有固體溶質LiBOB、酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸亞乙烯酯VC、碳酸乙烯亞乙酯VEC、亞硫酸丙烯脂PS以及聯苯BP，並且不添加阻燃添加劑磷酸三丁脂TBP。其中，所述固體溶質LiBOB，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為14% ;所述酸乙烯酯EC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為32% ;所述碳酸丙烯酯PC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為4. 5% ;所述碳酸甲乙酯EMC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為44. 5% ;所述碳酸亞乙烯酯VC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為1.1% ;所述碳酸乙烯亞乙酯VEC，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為0.5% ;所述亞硫酸丙烯脂PS，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為3% ；所述聯苯BP，其在所述有機電解液中所佔重量百分比為2. 4%。在本發明中，為清楚地了解本發明提供的電解液的性能，將針對電池的性能，通過進行以下比較例和實施例的實驗，對比分析各實施例的有機電解液的導電率、粘度、250°C鐵板測試、3C/12V過充安全性能測試和循環性能。需要說明的是，實驗所使用的電池，其正極材料為鈷酸鋰，負極材料為改性石墨IGC，隔膜為16um厚度的隔膜，極耳為2mm寬的極耳，包裝為鋁塑封裝袋。按照聚合物電池的製作工藝，裝配成電池進行性能測試。對於該實驗用的電池，其充電條件為使用O. 5C恆流充電到4. 2V，4. 2V為實驗電池的額定電壓，恆壓充電到6mAh ;靜置休眠時間為10分鐘，其放電制式為使用O. 5C恆流放電到3. 0V。1、電解液電導率測試。根據比較例I和2，以及實施例1至5中的組分比例來分別配置一份樣品電解液，分別測試它們在25攝氏度下的電導率，圖3為電導率的詳細數據。測試設備KEM公司製造的AT-510型號電導率測試儀。測試方法使用參比電極校正電導率測試儀至標準狀態，從封閉容器中取出各實施例電解液，顯示值即為各實施率電解液的電導率。由圖3所示可以看出，實施例1、3和4的電解液與比較例I和2的電解液的電導率更為接近；其原理在於 固體可溶添加劑酸乙烯酯EC的比例降低，從而使得電解液的電導率降低；而溶劑碳酸丙烯酯PC和碳酸甲乙酯EMC的比例增加，會提升電解液的電導率；溶質LiBOB的含量增加，7也會提升電池電解液的電導率，在碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙酯EMC和LiBOB這三種因素的共同作用下，實施例1、3和4的電解液電導率相對更高。2、電解液粘度測試。根據比較例I和2，以及實施例1至5中的組分比例來分別配置一份樣品電解液，分別測試它們在溫度25攝氏度下的粘度，圖4為粘度的詳細數據。測試設備BrookfieldEngineering Laboratory.1NC 公司生產的 DV-1II 型號ULTRA PROGRAMMABLE RHEOMETER 粘度測試儀。測試方法在測試儀中加入少量各實施例電解液，通過測量各自的剪切應力，可以計算出各實施例電解液的粘度。由圖4所示可以看出，實施例2和3的電解液的粘度低於比較例I和2的電解液的粘度；其原理在於固體可溶添加劑酸乙烯酯EC的比例降低，從而使得電解液的粘度降低；溶質LiBOB的含量增加，對電解液粘度的作用呈拋物線分布，在比例超過一定量(例如實施例所示的14. 0% )時，會增加電解液的粘度，在酸乙烯酯EC和LiBOB這兩種因素的共同作用下，實施例2和3電解液的粘度相對更低。3、常溫循環性能測試。根據比較例I和2，以及實施例1至5中的組分比例來分別配置電解液，然後注入到上述實驗使用的電池中，然後將該實驗使用的電池充滿電後，在25攝氏度的常溫下，對該電池進行循環性能測試，循環倍率為進行O. 5C電流的充放電，在每100次充放電循環後，實時測量和記錄電池在循環過程中的容量變化和電壓數據。詳細數據如圖5所示。測試設備Arbin Instruments公司製造的LB7型號Arbin測試儀。測試方法用鱷魚夾夾住實驗用電池的極耳，確認極耳與鱷魚夾接觸充分後，打開電腦Arbin主程序菜單，編輯O. 5C充放電循環流程。編輯完成後，確認溫度為常溫，之後發送流程，對電池進行常溫性能測試。由圖5所示可以看出，實施例1至5的電解液注入的電池中，僅有實施例3的電解液注入的電池與比較例I和2電解液注入的電池循環性能接近，實施例3的電解液注入的電池在進行200次充放電循環後，其剩餘容量比所述比較例I和2的電池低不到1%，在考慮電池個體差異的情況下，可以判定只有實施例3電解液的使用不會對電池的循環性能產生影響。其原理在於電解液的電導率越高，對電池的循環性能越有利；電解液的粘度越低，對電池循環性能也越有利；在兩種因素的共同作用下，實施例3電解液所注入的電池具有的循環性能表現最好，可以一併參見圖3和圖4所顯示的電導率數據和粘度數據。4、鐵板安全性能測試。根據比較例I和2，以及實施例1至5中的組分比例來分別配置電解液，然後注入到上述實驗使用的電池中，然後將該實驗使用的電池充至滿電狀態後(例如當所述實驗電池的容量為IOOOmAh時，半電狀態為500mAh)，對該電池進行250°C下的鐵板安全性能測試，測試結果對比參見圖6所示。測試設備標準器用表面溫度計測試方法開啟設備，將溫度設定為250°C .等待溫度升至設定溫度±3°C後，打開封閉裝置，保證測試環境為封閉恆溫環境。將電池置於設備表面平臺，觀測電池變化。若電池不燃燒、不爆炸，即為通過測試要求。由圖6可以看出，進行250°C的鐵板安全性能測試(即耐高溫性能測試)和3C/12V過充兩項安全測試時，實施例1至5五種不同配比的電解液均可以通過測試；而比較例I和
2配置的電解液均無法通過測試。其原理在於，阻燃添加劑磷酸三丁脂TBP的加入，使得本是易燃的有機電解液變成難燃的有機電解液，磷酸類添加劑通過捕獲游離自由基，從而使電池安全風險降低。5、過充安全性能測試。根據比較例I和2，以及實施例1至5中的組分比例來分別配置電解液，然後注入到上述實驗`使用的電池中，然後將該實驗使用的電池放電至低電狀態後(例如當所述實驗電池的容量為IOOOmAh時，低電狀態為OmAh)，進行3C恆定電流充電，直至12V的電壓(即電池的3C/12V過充安全性能測試)，執行過充安全測試，具體測試結果參見圖7所示。測試設備Arbin Instruments公司製造的LB7型號Arbin測試儀。測試方法使用保溫棉將電池包裹至封閉狀態，將熱導線附著於電池表面，然後用膠帶將保溫棉纏緊，固定住電池，保證電池在升溫時不會迅速散失熱量。用鱷魚夾夾住實驗用電池的極耳，確認極耳與鱷魚夾接觸充分後，打開電腦Arbin主程序菜單，編輯3C過充流程。編輯完成後發送流程，對電池進行3C過充安全測試。由圖7可以看出，進行3C/12V過充安全測試時，實施例1至5五種不同配比的電解液均可以通過測試；而比較例I和2配置的電解液均無法通過測試。其原理在於，阻燃添加劑磷酸三丁脂TBP的加入，使得本是易燃的有機電解液變成難燃的有機電解液，增強了電池的熱穩定性，從而使電池通過安全測試。因此，綜上所述，從實施例1至5以及比較例I和2的比較分析表明，本發明提供的能夠改善電池安全性能的有機電解液(例如實施例3所配置的電解液)中添加有阻燃添加劑，從而明顯提升了電池的安全性能；同時還通過調整電解液中溶質、溶劑、各種添加劑的比例，可以在提升安全性能的同時並不影響電池的循環等性能。本發明提供的這種新型安全電液，能有效解決目前的電池安全性問題。綜上所述，與現有技術相比較，本發明提供的一種能夠改善電池安全性能的有機電解液，其可以通過添加添加劑，增加自身的熱穩定性，在保證電池循環性能的前提下有效改善電池的安全性能，避免電池在過熱條件下的燃燒和爆炸等問題，大大提高電池的使用安全性，進而提高了電池的質量合格率，有利於提高電池生產廠家產品的市場應用前景，具有重大的生產實踐意義。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明 的保護範圍。
權利要求
1.一種能夠改善鋰離子電池安全性能含磷酸酯類功能添加劑的電解液，主要成分包括有電解質鹽、有機溶劑和磷酸酯類功能添加劑； 所述電解質鹽包括有固體溶質LiBOB ； 所述電解液有機溶劑包括有酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC和碳酸甲乙酯EMC ； 所述添加劑包括有碳酸亞乙烯酯VC、碳酸乙烯亞乙酯VEC、亞硫酸丙烯脂PS和磷酸三丁脂 TBP。
2.如權利要求1所述的有機電解液，其特徵在於，按重量百分比包括有固體溶質LiB0B5% 50% ； 酸乙烯酯EC5-55 %，所述碳酸丙烯酯PC0-50 %，所述碳酸甲乙酯EMC10-80 % ； 碳酸亞乙烯酯VC0. 1-10%，碳酸乙烯亞乙酯VEC0. 1_10%，亞硫酸丙烯脂PS0. 1-10%,磷酸三丁脂ΤΒΡ0. 1-10%。
3.如權利要求2所述的有機電解液，其特徵在於，按重量百分比包括有LiB0B12.5% ； 酸乙烯酯EC29. 9 %，碳酸丙烯酯PC5 %，碳酸甲乙酯EMC44% ； 碳酸亞乙烯酯VCl.1 %，碳酸乙烯亞乙酯VEC0. 5%,亞硫酸丙烯脂PS，3%，磷酸三丁脂TBP4%。
4.如權利要求2所述的有機電解液，其特徵在於，按重量百分比包括有LiB0B12.5% ； 酸乙烯酯EC24. 4%，碳酸丙烯酯PC9. 5 %，碳酸甲乙酯EMC45 % ； 碳酸亞乙烯酯VCl.1 %，碳酸乙烯亞乙酯VEC0. 5%,亞硫酸丙烯脂PS，3%，磷酸三丁脂TBP4%。
5.如權利要求2所述的有機電解液，其特徵在於，按重量百分比包括有LiB0B13.0% ； 酸乙烯酯EC26 %，碳酸丙烯酯PC9. 5 %，碳酸甲乙酯EMC42. 5 % ； 碳酸亞乙烯酯VCl.1 %，碳酸乙烯亞乙酯VEC0. 5%,亞硫酸丙烯脂PS，3%，磷酸三丁脂TBP4%。
6.如權利要求2所述的有機電解液，其特徵在於，按重量百分比包括有LiB0B13.5% ； 酸乙烯酯EC26確碳酸丙烯酯PC9. 5%碳酸甲乙酯EMC42. 4% ； 碳酸亞乙烯酯VCl.1 %，碳酸乙烯亞乙酯VEC0. 5%,亞硫酸丙烯脂PS，3%，磷酸三丁脂TBP4%。
7.如權利要求2所述的有機電解液，其特徵在於，按重量百分比包括有LiB0B14.0% ； 酸乙烯酯EC26 %，碳酸丙烯酯PC9. 5 %，碳酸甲乙酯EMC41. 9 % ； 碳酸亞乙烯酯VCl.1 %，碳酸乙烯亞乙酯VEC0. 5%,亞硫酸丙烯脂PS，3%，磷酸三丁脂TBP4%。
全文摘要
本發明公開的一種能夠改善鋰離子電池安全性能含有磷酸脂類功能添加劑的電解液，包括有電解質鹽、有機溶劑和功能添加劑；所述電解質鹽是固體溶質LiBOB；所述有機有機溶劑包括有酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC和碳酸甲乙酯EMC；所述添加劑包括有碳酸亞乙烯酯VC、碳酸乙烯亞乙酯VEC、亞硫酸丙烯脂PS和磷酸三丁脂TBP。本發明公開的一種能夠改善鋰離子電池安全性能的電解液，其可以通過添加功能性磷酸酯類阻燃添加劑，增加鋰離子電池自身的熱穩定性，在保證電池循環性能的前提下有效改善電池的安全性能，避免電池在過熱條件下的燃燒和爆炸等問題，大大提高電池的使用安全性，進而提高電池的質量，有利於提高商業鋰離子電池產品的市場應用前景。本發明是鋰離子電池重大質量提升，提高鋰離子電池可靠性和安全性。
文檔編號H01M10/0566GK103066325SQ20131001826
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者賈曉川, 李晶, 丁宇, 於智睿, 周磊, 張彬, 王娜 申請人:天津出入境檢驗檢疫局工業產品安全技術中心