[发明专利]一种防过充锂离子电解液及由其制备的锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及到锂离子电池领域，尤其涉及到一种防过充锂离子电解液及由其制备的锂离子电池。

背景技术

随着人们环保意识的增加及地球资源的有限，迫使人们提高对资源的利用率，二次电池的优点使其成为了强有力的候选者之一。由于锂离子电池具有能量密度高、比功率大、循环性能好、无记忆效应、无污染等特点，锂离子电池已经在手机、移动电话、移动摄像机、笔记本电脑等各种电子产品中得到很好的利用，同时它也是将来电动车能源的理想选择。但是，安全问题是大型锂离子电池无法商业化的最大阻碍。许多爆裂、起火、爆炸等危险都是由于锂离子电池的过充而引起的，这些都是由于电池电压的失控导致放热反应引起的。为了解决这些问题，传统的方法是在电池的安全帽内安装PTC端子、气体膨胀检测装置、防爆安全阀或通过外加专用的过充保护电路来防止电池的过充。但这些方法增加了电池成本和复杂性，安全效果也不是很理想。通过添加剂实现电池过充内部保护就解决了这些问题。添加剂的种类基本局限在联苯、环己苯、卤苯(溴苯、氯苯)、呋喃的衍生物和二茂铁及其衍生物，由于添加该类添加剂后，会影响到电池的正常的充放电能力，影响其循环效率，同时对电池材料的表面形态有一定的负面影响，电池在充放电的过程中产生了大量的气体，使电池膨胀从而导致锂离子电池的性能下降。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：将提供一种对锂离子电池性能影响非常小、耐过充性能优良的防过充锂离子电解液。本发明所要解决的另一个技术问题是：将提供一种耐过充性能优良的锂离子电池。

为解决上述第一个问题，本发明采用的技术方案是：所述的防过充锂离子电解液，其特点是：所述的锂离子电解液中含有用如下结构式表示的添加剂，并且该添加剂在锂离子电解液中所占的重量比例为：0.01％-33.6％；

上述结构式中，X、Y、Z分别选自碳原子在0～12之间的烷基、烷氧基、芳香基团、羟基、羧基、醚氧基、或卤素。

上述的添加剂选自以下物质中的至少一种：N-苯基二酰亚胺，N-全氟苯基二酰亚胺，N-甲苯二酰亚胺，N-间三甲基苯二酰亚胺，N-邻三甲基苯二酰亚胺，3-叔丁基-4-甲基-1-间二甲苯二酰亚胺，3，4-二叔丁基-1-间三甲苯二酰亚胺，3，4-二叔丁基-1-间三叔丁基苯二酰亚胺。

为解决上述第二个问题，本发明采用上面所述的防过充锂离子电解液来制备的锂离子电池。

本发明的有益效果是：在锂离子电解液中加入所述的添加剂，能够有效的提高电解液的耐过充性能，提高充放电的循环效率；由这种防过充锂离子电解液制备得到的锂离子电池，同样具备了这些优点，几乎不影响锂离子电池的正常性能，完全可以满足应用的需要。且本发明操作性强、成本低。

附图说明

图1是对实施例1所得的锂电池进行5V过充测试的性能曲线图；

图2是对对比例所得的锂电池进行5V过充测试的性能曲线图。

具体实施方式

下面通过具体实施例、以及与对比例的比较，对本发明作进一步的描述。但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。

实施例1：

将碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、甲基乙基碳酸酯以1∶1∶1的比例混合，向其中加入一定量的六氟磷酸锂使其配制为1mol/L的电解液，然后向其中加入该添加剂N-苯基二酰亚胺，使其溶解制备出本发明的电解液。以电解液的重量为基准，该添加剂的成分为：

N-苯基二酰亚胺1wt.％。

正极的制备：将一定量的LiCoO₂和乙炔黑均匀分散在由聚偏氟乙烯(PVDF)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的溶剂中，得到均匀的浆料，涂覆与铝箔上在120℃真空中烘干12h，压延后得到正极极片。

负极的制备：将一定量的碳中间相微球(CMS)和乙炔黑均匀分散在由聚偏氟乙烯(PVDF)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的溶剂中，得到均匀的浆料，涂覆与铜箔上在120℃真空中烘干12h，压延后得到负极极片。

锂离子电池的制备：将上述的正极和负极极片与celgand 2400隔膜组装成扣式电池，同时将前面的所得到的电解液加入该电池中，密封制得锂离子电池。

实施例2：

将碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、甲基乙基碳酸酯以1∶1∶1的比例混合，向其中加入一定量的六氟磷酸锂使其配制为1mol/L的电解液，然后向其中加入添加剂，使其溶解制备出本发明的电解液。以电解液的重量为基准，该添加剂的成分为：

N-苯基二酰亚胺3wt.％。