專利名稱：一種電解液添加劑和含有該電解液添加劑的高電壓電解液及鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以提高鋰離子電池在3 4.5VLi/Li+下的循環(huán)性能及使用壽命的電解液添加劑和含有該電解液添加劑的高電壓電解液及鋰離子電池。
背景技術(shù)：
近年來隨著便攜式電子設(shè)備的普及、電動(dòng)工具和電動(dòng)汽車的發(fā)展，作為新一代高能電源的鋰離子電池得到了廣泛的關(guān)注。目前，商業(yè)化的鋰離子電池的正極材料主要有錳酸鋰、鈷酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等，其充電截止電壓一般不超過4.2V。但是市場(chǎng)的發(fā)展對(duì)鋰離子電池提出了更高的要求一在保證或提高原有能量密度的基礎(chǔ)上日益要求更輕和更薄化，因此提升鋰離子 電池的使用電壓從而提高電池的能量密度是目前研究的重點(diǎn)。目前已經(jīng)開發(fā)出了多種高電壓的正極材料如尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2_xLix04、LiMn2-xMx04和橄欖石結(jié)構(gòu)的LiMP04等。但是隨著使用電壓的提高，常規(guī)的電解液除了自身氧化分解反應(yīng)發(fā)生外，還會(huì)在正極材料表面上氧化分解，含有過渡金屬元素的正極材料更起到了催化作用從而促進(jìn)了電解液的氧化，最終導(dǎo)致電池內(nèi)阻的升高，循環(huán)性能破壞，減短了電池的使用壽命。電解液的匹配性問題嚴(yán)重的阻礙了高電壓鋰離子電池的開發(fā)，通過在常規(guī)的鋰離子電池電解液中加入少量的電解液添加劑是提高鋰離子電池性能的最方便和經(jīng)濟(jì)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是降低正極材料的表面活性，抑制電解液的氧化分解，提供一種電解液添加劑和含有該電解液添加劑的高電壓電解液及鋰離子電池，該電解液添加劑可以提高高電壓鋰離子電池在常溫下的循環(huán)性能和使用壽命。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下內(nèi)容:
一種電解液添加劑，所述的電解液添加劑為順丁烯二酸酐C4H2O3或者其衍生物中的一種，其結(jié)構(gòu)如下:
權(quán)利要求
1.一種電解液添加劑，其特征在于:所述的電解液添加劑為順丁烯二酸酐C4H2O3或者其衍生物中的一種，其結(jié)構(gòu)如下:
2.一種含有電解液添加劑的高電壓電解液，高電壓是指在3 4.5V，其特征在于:向常規(guī)電解液中加入權(quán)利要求1所述的電解液添加劑制得高電壓電解液；常規(guī)電解液包括非水有機(jī)溶劑和鋰鹽；非水有機(jī)溶劑的含量為總重的80% 85%，電解液添加劑質(zhì)量為總重的0.01% 10%O
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有電解液添加劑的高電壓電解液，其特征在于:所述的電解液添加劑含量為總重的0.2% 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有電解液添加劑的高電壓電解液，其特征在于:所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰、六氟砷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、甲基磺酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰中的任意一種或是其中的幾種的混合物；鋰鹽的濃度為0.5M 1.5M。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有電解液添加劑的高電壓電解液，其特征在于:所述的鋰鹽的濃度為IM的六氟磷酸鋰。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有電解液添加劑的高電壓電解液，其特征在于:所述的非水有機(jī)溶劑是有機(jī)溶劑在氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)下，經(jīng)過減壓蒸餾提純和分子篩脫水制得；所述的非水有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、Y-丁內(nèi)酯、碳酸二丙酯、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基乙酰胺、N-甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、乙腈、丁二腈、己二腈、戊二腈、二甲亞砜、亞硫酸二甲酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸甲丙酯、1，3_ 二氧戊環(huán)、1，2- 二乙氧基乙烷、1，2- 二甲氧基乙烷、1，2- 二丁氧基、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、環(huán)氧丙烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸丙酯及室溫離子液體中任意一種或者幾種組成的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種含有電解液添加劑的高電壓電解液，其特征在于:所述室溫離子液體是由陽離子和陰離子組成的室溫熔融鹽；陽離子包括咪唑類陽離子、哌啶類陽離子、吡咯類陽離子、吡啶類陽離子、季氨類陽離子、季膦類陽離子；陰離子包括四氟硼酸根陰離子、六氟磷酸根陰離子、雙(氟磺酰)亞胺陰離子、雙(全氟烷基磺酰)亞胺陰離子；所述室溫離子液體具體包括:1-乙基，3-甲基咪唑四氟硼酸、1-乙基，3-甲基咪唑六氟磷酸、1-乙基，3-甲基咪唑雙(氟磺酰)亞胺、1-乙基，3-甲基咪唑雙(三氟甲基黃酰)亞胺、1-丙基，3-甲基咪唑四氟硼酸、1-丙基，3-甲基咪唑六氟磷酸、1-丙基，3-甲基咪唑雙(氟磺酰)亞胺、1-丙基，3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)亞胺、1- 丁基，3-甲基咪唑四氟硼酸、1- 丁基，3-甲基咪唑六氟磷酸、1-丁基，3-甲基咪唑雙(氟磺酰)亞胺、1-丁基，3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)亞胺、N-甲基，N-丙基哌啶四氟硼酸、N-甲基，N-丙基哌啶六氟磷酸、N-甲基，N-丙基哌啶雙(氟磺酰)亞胺、N-甲基，N-丙基哌啶雙(三氟甲基磺酰)亞胺、N-甲基，N- 丁基哌啶四氟硼酸、N-甲基，N- 丁基哌啶六氟磷酸、N-甲基，N- 丁基哌啶雙(氟磺酰)亞胺、N-甲基,N-丁基哌啶雙(三氟甲基磺酰)亞胺、N-甲基,N-丙基吡咯四氟硼酸、N-甲基，N-丙基吡咯六氟硼酸、N-甲基，N-丙基吡咯雙(氟磺酰)亞胺、N-甲基，N-丙基吡咯雙(三氟磺酰)亞胺、N-甲基，N- 丁基吡咯四氟硼酸、N-甲基，N- 丁基吡咯六氟磷酸、N-甲基，N- 丁基吡咯雙(氟磺酰)亞 胺、N-甲基，N- 丁基吡咯雙(三氟甲基磺酰)亞胺、N-甲基，N-丙基吡啶四氟硼酸、N-甲基，N-丙基吡啶六氟磷酸、N-甲基，N-丙基吡啶雙(氟磺酰)亞胺、N-甲基，N-丙基吡啶雙(三氟甲基磺酰)亞胺、N-甲基，N- 丁基吡啶四氟硼酸、N-甲基，N- 丁基吡啶六氟硼酸、N-甲基，N- 丁基吡啶雙(氟磺酰)亞胺、N-甲基，N- 丁基吡啶雙(三氟甲基磺酰)亞胺、三甲基丙基季氨四氟硼酸、三甲基丙基季氨六氟磷酸、三甲基丙基季氨雙(氟磺酰)亞胺、三甲基丙基季氨雙(三氟甲基磺酰)亞胺、三甲基丁基季氨四氟硼酸、三甲基丁基季氨六氟磷酸、三甲基丁基季氨雙(氟磺酰)亞胺、三甲基丁基季氨雙(三氟甲基磺酰)亞胺、三乙基戊基季膦四氟硼酸、三乙基戊基季膦六氟硼酸、三乙基戊基季膦雙(氟磺酰)亞胺、三乙基戊基季膦雙(三氟甲基磺酰)亞胺、三乙基己基季膦四氟硼酸、三乙基己基季膦六氟硼酸、三乙基己基季膦雙(氟磺酰)亞胺、三乙基己基雙(三氟甲基磺酰)亞胺。
8.一種含有電解液添加劑的鋰離子電池，其特征在于:采用權(quán)利要求2至7中任一權(quán)利要求所述的含有電解液添加劑的高電壓電解液作為電解液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種含有電解液添加劑的鋰離子電池，其特征在于:該鋰離子電池的正極材料使用LiNixCoyMnzO2體系,其中x+y+z=l。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電解液添加劑和含有該電解液添加劑的高電壓電解液及鋰離子電池。向常規(guī)電解液中加入電解液添加劑制得高電壓電解液；常規(guī)電解液包括非水有機(jī)溶劑和鋰鹽；非水有機(jī)溶劑的含量為總重的80%～85%，電解液添加劑質(zhì)量為總重的0.01%～10%；所述的電解液添加劑為順丁烯二酸酐C4H2O3或者其衍生物中的一種，其結(jié)構(gòu)為；該高電壓電解液可以在正負(fù)極表面形成穩(wěn)定的界面膜，抑制電極表面的反應(yīng)活性，減少電解液的氧化分解，有效地抑制脹氣，從而提高鋰離子電池的安全性能、在常壓和高電壓下的循環(huán)性能和使用壽命。此種電解液制備工藝簡單，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01M10/0525GK103094616SQ20131003554
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者齊愛, 王超, 顏果春, 李雪鋮, 徐斌, 王任衡 申請(qǐng)人:江西優(yōu)鋰新材股份有限公司