[发明专利]锂离子电池非水电解液及含有该电解液的锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池非水电解液及含有该电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池作为新一代绿色环保电池，已日渐成为便携式电源和动力电池的主导。这些领域对锂离子电池的要求主要体现在高电导率、大比容量及长循环寿命等性能上，而锂离子电池电解液的组成是决定这些性能的关键因素之一。

锂离子电池有机电解液一般由电解质锂盐和有机溶剂两部分组成，其中有机溶剂一般都是由两种以上的有机溶剂组成的混合溶剂，在商品化的锂离子电池得到应用的电解质锂盐一般为六氟磷酸锂，有机溶剂主要有EC(碳酸乙烯酯)、PC(碳酸丙烯酯)、DMC(碳酸二甲酯)、DEC(碳酸二乙酯)、EMC(碳酸甲乙酯)等链状和环状碳酸酯。此外，添加剂也是锂离子电池有机电解液的重要组成部分，在锂离子电池有机电解液中添加少量某些物质，就能显著地改善电池的某些性能，如：电解液的电导率和电池的循环效率。目前，对提高电解液导电能力的添加剂的研究主要着眼于提高导电锂盐的溶解和电离同时希望对电池循环性能及比容量能够有显著的促进提高作用。文献中公开了一些能够提高电解液导电能力的添加剂，例如乙酰氨及其衍生物、含氮芳香杂环化合物和氟代硼基化合物(庄全超，武山，刘文元，陆兆达.锂离子蓄电池有机电解液添加剂[J].电源技术，2002，26(5)：393-395.)，然而这些提高电解液导电能力的添加剂对电池的循环性能和比容量的提高作用不显著。

发明内容

为了克服现有的含有提高导电能力的添加剂的锂离子电池非水电解液改善电池循环性能和比容量程度有限的情况，本发明提供了一种能够在显著提高导电能力的情况下，同时也能够显著改善锂离子电池循环性能和比容量的非水电解液，还提供了一种利用该非水电解液的锂离子电池。

本发明提供的锂离子电池非水电解液含有锂盐和有机溶剂，还含有氨基多元醇。

本发明提供的锂离子电池包括电极组和非水电解液，所述电极组和非水电解液密封在电池壳体内，所述电极组包括正极、负极及隔膜，其中，所述非水电解液为本发明提供的上述非水电解液。

利用本发明提供的锂离子电池非水电解液，特别是本发明提供的锂离子电池，显著地提高了非水电解液的导电能力，并改善了现有的利用含有提高导电能力的添加剂的非水电解液的锂离子电池的循环性能和比容量。

具体实施方式

本发明提供了一种锂离子电池非水电解液，该电解液含有锂盐和有机溶剂，其中，该电解液还含有氨基多元醇。所述氨基多元醇可以为任何公知的氨基多元醇，例如碳原子数为3-8，羟基数为3-5的氨基多元醇，其中，优选三羟甲基氨基甲烷(C₄H₁₁O₃N)、2-氨基-2-羟甲基-1，3-丁二醇(C₅H₁₃O₃N)、2-氨基-2-羟甲基-1，3，4-丁三醇(C₅H₁₃O₄N)和2-氨基-2-羟甲基-1，3-戊二醇(C₆H₁₅O₃N)中的一种或多种。

其中，该电解液还可以含有其它类型的常规添加剂，例如γ-丁内酯(γ-BL)和/或碳酸亚乙烯酯(VC)。

其中，所述有机溶剂可以为任何常规的碳酸酯，优选为包括环状碳酸酯和链状碳酸酯，所述环状碳酸酯例如可以为碳酸乙烯酯(EC)和/或碳酸丙烯酯(PC)；所述链状碳酸酯例如可以选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)中的一种或几种。所述环状碳酸酯与所述链状碳酸酯的体积比可以为1∶1-3。

其中，所述锂盐可以为任何常规的用于锂离子非水电解液的锂盐，例如可以选自高氯酸锂(LiClO₄)、六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、六氟砷酸锂(LiAsF₆)、双(草酸基)硼酸锂(LiBOB)、三氟甲烷磺酸锂(LiCF₃SO₃)、双-(三氟甲磺酰基)亚氨锂(LiN(CF₃SO₂)₂)中的一种或几种。

其中，所述锂盐的浓度可以为0.6-2.0摩尔/升，所述氨基多元醇的浓度可以为0.3-3.0摩尔/升。