[发明专利]磷酸亚铁锂高功率锂离子电池电解液的组成物无效

专利信息
申请号: 200710143917.7 申请日: 2007-08-14
公开(公告)号: CN101093900A 公开(公告)日: 2007-12-26
发明(设计)人: 殷振国;郭永兴;陶芝勇;曾坚义 申请(专利权)人: 深圳市海盈科技有限公司
主分类号: H01M10/40 分类号: H01M10/40;H01M10/02;H01M4/58;H01M6/16;H01M6/02
代理公司: 北京兰台恒信知识产权代理有限公司 代理人: 李连生
地址: 518104广东省深圳市宝安*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 磷酸 亚铁 功率 锂离子电池 电解液 组成
【说明书】:

技术领域

发明为一种锂离子电池电解液,其尤指一种磷酸亚铁锂高功率锂离子电池电解液的组成物。

背景技术

目前,3C产业的小容量锂电池——如手机电池、笔记本电脑电池等的生产已基本趋于饱和,但是大容量的动力锂离子电池却依然没有进入市场。电动车及大型移动电源应用领域仍是铅酸体系电池占据着主导地位。锂离子电池的正极材料通常为钴酸锂、锰酸锂或镍酸锂以及各类掺杂有其它元素的过渡金属氧化物。锂离子电池的工作电压为3.0V-4.2V范围,额定电压为3.6V-3.7V,电解液与电极材料的相容性至关重要,直接影响电池的电化学性能。

目前,磷酸亚铁锂作为一种新型材料,具有安全、成本低等优点。由于磷酸亚铁锂导电性较差,作为高功率锂离子电池,需使用支持锂离子电池用的高功率功能电解液,要求电解液具有较高的离子电导率,且电解液粘度要适当,支持大电流充放电;软包装电池容易发生气胀,需要电解液具有较好的稳定性,避免电池在储存及倍率放电时发生气胀,故解决气胀问题是目前所要解决的重大课题。

发明内容

本发明提供一种锂离子电池电解液的组成物,可以更好的支持磷酸亚铁锂高功率锂离子电池进行大电流充放电。并加入成膜添加剂碳酸亚乙烯酯(VC),1,3-丙烷磺酸内酯(1,3-PS),可防止电池在储存或倍率放电时发生气胀。

为实现本发明的目的,该电解液组成为碳酸乙烯酯(EC),碳酸丙烯酯(PC),碳酸二甲酯(DMC),碳酸二乙酯(DEC),碳酸亚乙烯酯(VC),1,3-丙烷磺酸内酯(1,3-PS),六氟磷酸锂(LiPF6)。高功率磷酸亚铁锂锂离子电池,在进行倍率放电时,电池温度升高较快,很容易使电池发生气胀,为了避免电池发生气胀,在电解液中包含防气胀添加剂,可有效防止电池发生气胀,并在具有较高电导率的同时,仍能保持适当粘度,可以更好的支持高功率锂离子电池进行大电流充放电。

相较于现有技术,本发明具有如下的优点:

具有较高的离子电导率,倍率放电性能好,可进行大电流放电,同时具有防气胀功能。

具体实施方式

为提高磷酸亚铁锂高功率锂离子电池的倍率放电性能,本发明提供一种支持高功率锂离子电池的电解液。利用高电导率的溶剂基体与低粘度的溶剂相容,倍率放电性能好;并加入防气胀添加剂,同时具有防气胀功能。

首先,本发明的磷酸亚铁锂高功率锂离子电池电解液的组成物,选择一种电导率高的溶剂碳酸乙烯酯(EC)作为基体组分。选择一种溶剂碳酸二甲酯(DMC)与基体组分相溶,且相溶后仍保持较高电导率。选择一种粘度较低的溶剂碳酸二乙酯(DEC),且与上述组分相溶,使整个溶剂体系保持适当粘度,具有较高电导率。含氟锂盐LiPF6溶于以上溶剂体系,浓度为0.9~1.2mol/L,溶解后组成的电解液保持较高电导率(25±2℃,大于11.0mS/cm)及适当粘度。电解液中包含一种高熔点溶剂碳酸丙烯酯(PC),并加入成膜添加剂碳酸亚乙烯酯(VC),1,3-丙烷磺酸内酯(1,3-PS),提高电池的防气胀性能。

其中,碳酸乙烯酯(EC)含量为35~45w.t.%,碳酸丙烯酯(PC)含量为10~15w.t.%,碳酸二甲酯(DMC)含量为25~35w.t.%,碳酸二乙酯(DEC)含量为15~25%,碳酸亚乙烯酯(VC)含量为0.5~1w.t.%,1,3-PS含量为5~10w.t.%,LiPF6浓度为0.9~1.2mol/L。上述的所有试剂均为电池级试剂,纯度大于99.95%,水分含量小于20ppm。

磷酸亚铁锂锂离子电池用高功率防气胀功能电解液,在室温25±2℃下以10C放电为1C放电容量的97%,15C放电为1C放电容量的95%,具有较好的大电流充放能力;在85℃,储存4小时,厚度变化率小于5%。

总的来讲,磷酸亚铁锂高功率锂离子电池,需要大电流放电,要求所用电解液具有较高的电导率及适当的粘度,从而保证锂离子能够快速迁移。

本发明采用具有较高电导率的基体溶剂与较低粘度溶剂相溶,在保证其具有较高电导率的同时,仍能保持适当粘度,可以更好的支持高功率锂离子电池进行大电流充放电。且进行倍率放电时,电池温度升高较快,很容易使电池发生气胀,为了避免电池发生气胀,在电解液中包含防气胀添加剂,可有效防止电池发生气胀。

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