[发明专利]锂离子电池用电解液

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种HF含量低、储存稳定性和热稳定性高的锂离子电池用电解液。 

背景技术

锂离子电池作为一种环保的二次电池，已经在便携式设备如手机、摄像机、笔记本电脑等领域得到了广泛应用。锂离子电池主要包括正极、负极、电解液和隔离膜。其中，电解液为锂离子提供了运输载体，使得锂离子能够在正极和负极之间自由穿梭，因此，电解液是一个不可或缺的组成部分。 

但是，电解液很容易在储存和运输过程中变色，并且由于高温、微量杂质和水分等的影响会使得HF含量升高，使得电解液的热稳定性变差；例如，电解液的溶质一般采用LiPF₆，LiPF₆和H₂O反应会生成LiF和POF₃和HF，从而导致HF含量的升高；而HF又会对正极材料造成侵蚀，使得正极材料的结构坍塌，导致电池的循环性能和存储性能（尤其是高温存储性能）变差，进而影响电池的使用寿命。 

有鉴于此，确有必要提供一种锂离子电池用电解液，其能够有效的提高电解液的储存稳定性和热稳定性，降低电解液中HF的含量，从而提高电池的循环性能和存储性能。 

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池用电解液，其能够有效的提高电解液的储存稳定性和热稳定性，降低电解液中HF的含量，从而提高电池的循环性能和存储性能。 

为了达到上述目的，本发明中采用如下技术方案：锂离子电池用电解液，包括锂盐、溶剂及添加剂，所述添加剂包括铝硅酸盐，所述铝硅酸盐的结构式为R_xO-SiO₂-Al₂O₃，其中，R为碱金属元素或碱土金属，x等于1或2，并且所述铝硅酸盐在电解液中的重量比为0.1~2%。铝硅酸盐含量太高会使电解液电导率变差，不利于电池的放电倍率及低温性能，太低又起不到改善效果。 

作为本发明锂离子电池用电解液的一种改进，所述铝硅酸盐在电解液中的重量比为0.5~1.5%，这是优选的范围。 

作为本发明锂离子电池用电解液的一种改进，所述铝硅酸盐在电解液中的重量比为1%，这是较佳的选择。 

作为本发明锂离子电池用电解液的一种改进，所述铝硅酸盐的结构式为Li₂O-SiO₂-Al₂O₃、Na₂O-SiO₂-Al₂O₃、K₂O-SiO₂-Al₂O₃、CaO-SiO₂-Al₂O₃或MgO-SiO₂-Al₂O₃。 

作为本发明锂离子电池用电解液的一种改进，所述添加剂还包括六甲基二硅胺烷。当铝硅酸盐选用的是含有结晶水的矿物时，六甲基二硅胺烷可与水反应，避免向电池体系中引入较多的水分；并且六甲基二硅胺烷还可以降低电解液中的水分，减少水分与Li₂O、Na₂O、K₂O和CaO等的反应，提高体系稳定性，这是因为六甲基二硅胺烷中含有可以和水反应的Si-N键。此外，其含有的Si-N键还可以和HF发生反应，生成的NH₃又能与HF继续反应，从而抑制了LiPF₆与水的反应，使电解液中HF的含量进一步减少；而且，对于以LiFP₆为溶质的电解液来说，六甲基二硅胺烷的加入还可以与PF5形成弱结合而降低PF₅的反应活性，从而起到稳定电解液的作用。 

其中，六甲基二硅胺烷降低电解液中HF含量的原理如下所示： 

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作为本发明锂离子电池用电解液的一种改进，所述六甲基二硅胺烷在电解液中的重量比为0.1~2%。 

作为本发明锂离子电池用电解液的一种改进，所述添加剂还包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和1，3-丙烷磺内酯中的至少一种。