[发明专利]能提高锂电池过充安全性能的电解质溶液

说明书

技术领域

本发明涉及一种能提高锂电池过充安全性能的电解质溶液，属于材料技术领域。

背景技术

锂离子电池由于兼具高比能量和高比功率的显著优势，被认为是最具发展潜力的动力电池体系。目前制约大容量锂离子动力电池应用的最主要障碍是电池的安全性，其中，过充电是引发锂离子电池不安全行为的最危险因素之一。

当锂离子电池过充时，由于电池电压随极化增大而迅速上升，势必引发正极活性物质结构的不可逆变化以及电解液的氧化分解，进而产生大量的气体并放出大量的热，致使电池内压和温度急剧上升，存在爆炸、燃烧等不安全隐患，同时，处于过充状态的碳负极表面也会因金属锂的沉积而降低其安全性。目前，锂离子电池的过充电保护一般采用专用的过充电保护电路来实现。通过添加剂来实现电池的过充电保护，对于简化电池制造工艺，降低电池生产成本具有极其重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种对锂离子电池性能影响非常小、防过充和防气胀性能优良的电解质溶液。

为解决上述第一个问题，本发明采用的具体技术方案是：一种能提高锂电池过充安全性能的电解质溶液，包括：(A)锂盐，(B)碳酸酯类和/或醚类有机溶剂，其特点是：还含有以下两种成份：(C)过充安全型添加剂和(D)其他功能添加剂，其组成可以简写为A+B+C+D；其中(A)锂盐在此电解质溶液中的摩尔浓度范围是：0.001-2摩尔/升，(C)过充安全型添加剂在此电解质溶液中所占的质量比例范围是：0.01％-30％，(D)其他功能添加剂在此电解质溶液中的摩尔浓度范围是：0-0.5摩尔/升；所述的(C)过充安全型添加剂选自以下化合物S1或S2中的至少一种：

或

上式中，A为C或Si；R₁和R₂分别任选自烷基、烷氧基、烯烃基、卤代烷基、卤代烷氧基、卤代烯烃基，其中：卤代的卤素为F、Cl或Br，卤代为部分取代或全取代；R₃选自氰基、异氰基、硫氰基或异硫氰基；R₄-R₈分别任选自H、卤素、烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基，其中：卤代的卤素为F、Cl或Br，卤代为部分取代或全取代。

上述的(A)锂盐为具有如下分子式的化合物中的一种或几种共存：LiBF₄，LiPF₆，LiAsF₆，LiClO₄，LiN(SO₂CF₃)₂，LiN(SO₂C₂F₅)₂，LiSO₃CF₃，LiC₂O₄BC₂O₄，LiF₂BC₂O₄，LiBF_a[(C₆F_x(C_nF_mH_(2n+1-m))_yH_(5-x-y))]_(4-a)，其中a＝0、1、2、3，x＝0、1、2、3、4、5，y＝0、1、2、3、4、5，n、m为大于等于零的整数，和LiPF_b[(C₆F_s(C_pF_qH_(2p+1-q))_tH_(5-s-t))]_(6-b)，其中b＝0、1、2、3、4、5，s＝0、1、2、3、4、5，t＝0、1、2、3、4、5，p、q为大于等于零的整数。

上述的(B)碳酸酯类有机溶剂为环状的碳酸酯类和/或链状碳酸酯类化合物；所述的醚类有机溶剂选自四氢呋喃(简称THF)、2-甲基四氢呋喃(简称2-Methyl-THF)、1，3-二氧环戊烷(简称DOL)、二甲氧甲烷(简称DMM)、1，2-二甲氧乙烷(简称DME)和二甘醇二甲醚(简称dimethyl carbitol)中的至少一种。