[发明专利]一种高安全阻燃锂离子电池电解液

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池及其电解液

背景技术

锂离子电池由于其能量高，环保无污染，循环寿命长等独特的优点，已经引起了全世界科技领域的极大关注，特别是新能源领域，锂离子电池在电动汽车、混合动力汽车、储能和移动电源等动力能源上已经有了应用，并正在快速发展，这些都给锂离子电池的发展注入了更大的动力，提出了更高的要求。

为了解决现在各种汽车尾气排放给环境带来的污染问题，新能源领域目前特别关注直流电源在这方面的应用，锂离子电池是其中之一。现在应用在电动汽车，混合动力汽车上的锂离子电池有固体锂离子电池、凝胶聚合物锂离子电池和液体锂离子电池，固体锂离子电池和凝胶聚合物锂离子电池安全性最好，但它的电导率低和难于制作等问题仍然是它广范应用的瓶径。目前在这一领域应用最好的是液体锂离子电池。但液体锂离子电池也有难以克服的问题，这就是它的安全性，因为液体锂离子电池是由有机溶剂组成，有机溶剂都具有可燃性，电池的正极是含锂化合物，在电池使用过程中，一旦正极被氧化，负极的锂离子脱嵌受到影响，电池遭到破坏，就很可能起火燃烧或爆炸。阻燃锂离子电池电解液和高安全锂离子电池电解液能够解决这个问题，且都有相关专利报导。

专利CN201210347143通过加入磷系有机阻燃剂和加入能抑制阻燃剂劣化电解液电化学性能的添加剂，使电解液具有阻燃或不燃性能，并提高了电解液的安全性。专利CN201110235884.5和专利CN200980129634.4都通过加入含氟醚提高电池的安全性，同时改善电池的循环性能。

发明内容

为了提高电解液的阻燃性和安全性，本发明提供了一种安全阻燃锂离子电池电解液，该电解液含有电解质锂盐、多种环状碳酸酯、线性碳酸酯、成膜添加剂、阻燃添加剂等。其中成膜添加剂添加量为电解液总重的0.1-3％，阻燃添加剂包括磷系和卤系，阻燃添加剂总加入量为1-25％，采用本发明制备的电解液具有好的循环性能和安全难燃性能。

所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂中的一种或多种，电解质锂盐的优选加入量为1-1.5mol/L。

所述环状碳酸酯至少包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、卤代碳酸乙烯酯等环状碳酸酯中的一种或多种；所述线性碳酸酯至少包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等线性碳酸酯中的一种或多种。

所述成膜添加剂至少包括一种成膜添加剂碳酸亚乙烯酯，添加量优选1-3％。

所述磷系阻燃添加剂为磷酸三甲酯、磷酸三丁酯、甲基膦酸二甲酯等磷系阻燃剂中的一种，优选添加量为1-5％。

所述卤系阻燃添加剂是氟醚，沸点＞90℃，优选添加量为电解液总量的3-20％。

氟醚F1分子式为C₅F₈H₄O

氟醚F2分子式为C₇F₁₂H₄O

氟醚F3分子式为C₁₁F₁₃H₁₂O

氟醚F4分子式为C₁₃F₁₃H₁₆O

发明效果

本发明的特点是同时采用磷系阻燃剂和卤系阻燃剂，共同作用降低锂离子电池的可燃性，两种类型添加剂联合使用，克服了单一添加剂因加入量过多而带来的负面影响，不仅提高了电池的安全性，也保证了电池具有良好的循环性能。

具体实施例

实施例1

在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二甲酯＝1/1/1(质量比)，碳酸亚乙烯酯的含量是电解液总重量的3％，阻燃添加剂甲基膦酸二甲酯含量是电解液总重量的3％，氟醚添加剂F1含量是电解液总量的10％，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。

对比例1

在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二甲酯＝1/1/1(质量比)，碳酸亚乙烯酯的含量是电解液总重量的3％，不含阻燃添加剂，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。

实施例2