[发明专利]一种复合阻燃剂及增强锂离子电池安全性的电解液

说明书

本发明公开了一种复合阻燃剂及增强锂离子电池安全性的电解液,属于锂离子电池技术领域，该复合阻燃剂含有多种的有效阻燃元素，因其阻燃元素间协同作用而能综合多种阻燃剂的特性，可降低阻燃剂用量，提高阻燃效果。该电解液主要由以下重量份的组分混合制成：锂盐8～15份、有机溶剂78～87份、添加剂2～5份和复合阻燃剂2～3份，其阻燃效果好，稳定性好，具有优良的电化学性能和较佳的安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种复合阻燃剂及增强锂离子电池安全性的电解液。

背景技术

近年来，锂离子电池因具有能量密度大、充电效率高、循环性能优越和易于生产加工等特点而被广泛应用。与此同时，由于锂离子电池滥用而引发的安全性事故时有发生，绝大大数都是因为电解液过热而导致电池膨胀泄露甚至燃烧爆炸。这些锂离子电池尤其是不安全的电解液，存在着极其重大的安全隐患。因此，发展安全性电解液已经成为当今解决锂离子电池安全问题的主要途径。

目前安全性电解液包括在电解液中加入阻燃添加剂、高闪点的有机溶剂或者引入导电率高、不易燃的离子液体等方法，但目前的阻燃物质也在一定程度上对锂离子电池的电化学性能造成了影响，同时也存在合成困难、价格高等问题。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种复合阻燃剂，其合成方便，价格低，而且对锂离子电池的电化学性能影响较小。

本发明实施方式的另一个目的在于提供一种增强锂离子电池安全性的电解液，其阻燃效果好，稳定性好，具有优良的电化学性能和较佳的安全性能。

本发明的实施方式是这样实现的：

本发明的实施方式提供了一种复合阻燃剂，该阻燃剂的化学结构如式Ⅰ所示：

其中，R为烷基或烷氧基。

进一步的，所述烷基为甲基、乙基、丙基、环丙基、丁基、环丁基、戊基或环戊基。

进一步的，所述烷氧基为甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基。

本发明的实施方式还提供了一种增强锂离子电池安全性的电解液，该电解液主要由以下重量份的组分混合制成：锂盐8～15份、有机溶剂78～87份、添加剂2～5份和上述所述的复合阻燃剂2～3份。

可选的，该电解液主要由以下重量份的组分混合制成：锂盐12份、有机溶剂83份、添加剂3份和复合阻燃剂2份。

可选的，该电解液主要由以下重量份的组分混合制成：锂盐15份、有机溶剂80份、添加剂3份和复合阻燃剂3份。

可选的，该电解液主要由以下重量份的组分混合制成：锂盐14份、有机溶剂78份、添加剂5份和复合阻燃剂2份。

可选的，所述有机溶剂主要由碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸乙烯酯按质量比1～2：2～3：1～2混合制成。

可选的，所述添加剂主要由碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和1,3-丙烷磺酸内酯按质量比1～2：1～2：1～2混合制成。

可选的，所述复合阻燃剂为三氟甲氧基磷腈、三氟乙氧基磷腈、三氟丙氧基磷腈、三氟丁氧基磷腈、三氟甲基磷腈、三氟乙基磷腈、三氟丙基磷腈、三氟环丙基磷腈、三氟丁基磷腈、三氟环丁基磷腈、三氟戊基磷腈、三氟环戊基磷腈中的一种或多种。

本发明的添加剂中各成分的功效如下：

碳酸亚乙烯酯作为有机成膜添加剂与过充电保护添加剂，具有良好的高低温性能与防气胀功能，可以提高电池在高低温环境下的容量与循环寿命。

1,3-丙烷磺酸内酯可在正极成膜，抑制高温产气。