[发明专利]一种磷酸铁锂电池防气胀电解液

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池电解液，特别是涉及一种磷酸铁锂电池防气胀电解液。

背景技术

能源危机、资源短缺、环境污染是人类生存面临的严竣挑战，寻找干净、可再生、资源节约型的二次能源是实现人类社会可持续发展亟待解决的重要任务。

磷酸铁锂因为其安全性能好，循环寿命长，对环境友好，被人们广泛认为是下一代动力电池的首选正极材料。但是磷酸铁锂正极材料也有一个致命的缺点，那就是电导率低，这个缺点极大影响了LiFePO₄的应用。

目前，为了克服这一缺点，人们通过制备超细颗粒，增大材料的比表面积或是包覆一层能够导电的碳，以改善其导电性能。但是颗粒细小又带来了一个新问题，就是在制作过程中容易吸水。众所周知，水分在锂离子电池的制作过程中的危害是很大的。特别是对于磷酸铁锂，很容易因此产生气胀现象，由此，对磷酸铁锂电池的电化学性能和安全性能产生严重负面影响。因此，磷酸铁锂电池的气胀问题已经严重影响到了LiFePO₄电池的应用和发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种具有防止磷酸铁锂电池出现气胀现象功能的电解液。

本发明之的目的是通过以下技术方案实现的；其组分如下：(1)以高介电常数低粘度的溶剂如碳酸乙烯酯(EC)、二乙基碳酸酯(DEC)、二甲基碳酸酯(DMC)、乙基甲基碳酸酯(EMC)中的至少三种的混合液为主体溶剂，以保证电解液锂盐的有效溶解及电极表面SEI膜的稳定形成，其总含量为95-98％；(2)防气胀和鼓胀的功能添加剂选择氟代碳酸乙烯酯(FEC)和电池级Li₂CO₃，氟代碳酸乙烯酯组分含量优选1-3％，电池级Li₂CO₃的组分优选1-2％，二者合计含量为2-5％；(3)锂盐浓度为0.8-1.2mol/L。

所述主体溶剂优选三组份溶剂，其中，碳酸乙烯酯为28％-42％，二乙基碳酸酯25％-32％，二甲基碳酸酯为28％-42％，乙基甲基碳酸酯25％-38％；三者的合计百分比仍为95-98％。

锂盐优选LiPF₆。

所述百分比均为重量百分比，以主体溶剂和添加剂合计重量为100％作为计算基础。

本发明之电解液中的氟代碳酸乙烯酯(FEC)和电池级Li₂CO₃在充放电过程中，能够很好地吸收电极中所夹带的水分，并且在负极表面形成厚实的SEI膜，这样不仅能够很好地解决由于水分引起的气胀现象，从而抑制由气胀引起的电池厚度增加，而且厚实的SEI膜，能够有效地提高磷酸铁锂电池的电化学性能；电解液中的Li₂CO₃，能够有效地和电解液中的HF反应，进而减少HF与从LiFePO₄脱出的Li⁺反应，从而提高磷酸铁锂的克容量，进而提高磷酸铁锂电池的能量密度。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

电解液主体溶剂采用碳酸乙烯酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、乙基甲基碳酸酯(EMC)，其组分含量分别为30％，35％和32％；添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC)和电池级Li₂CO₃的含量分别为2％和1％；锂盐(LiPF₆)浓度为1.0mol/L。按照上述组分配比和常规的电解液配制方法配制，即成。

实施例2

电解液主体溶剂采用碳酸乙烯酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、乙基甲基碳酸酯(DEC)，其组分含量分别为40％，30％和28％。添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC)和电池级Li₂CO₃的含量分别为1％和1％。锂盐浓度为1.1mol/L。按照上述组分和常规的电解液配制方法配制，即成。

实施例3

电解液主体溶剂采用碳酸乙烯酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、乙基甲基碳酸酯(EMC)，其组分含量分别为30％，30％和35％。添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC)和电池级Li₂CO₃的含量分别为3％和2％。锂盐(LiPF₆)锂盐浓度为0.8mol/L。按照上述组分配比和常规的电解液配制方法配制，即成。

实施例4