专利名称：锂电池非水电解液及可再充电锂电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池产品领域，更具体地说，是涉及一种用于防护可再充电锂电池的过度充电的锂电池非水电解液以及含有该锂电池非水电解液的可再充电锂电池。
背景技术：
全球人口持续增长，世界对能源的利用需求也越来越高，导致地球传统非可再生能源，如石油、天然气和煤炭等资源的快速消耗，如今，寻找新的可再生能源来替代传统能源，实现可持续发展，已成为世界各国重点关注的方向。作为新能源之一的锂电池由于具有较高的能量密度、较长的循环使用寿命、无记忆效应、快速充电和自放电率低等优点被广泛用作能量存储媒介，包括移动电话、数码相机、笔记本电脑和新型电动汽车等领域。同时，锂电池的相关课题也引起全世界科研人员的重点研究。
锂电池主要包括正极、负极、用于传导锂离子的电解液和用于防止正负极短路的绝缘隔膜等。正极一般采用插锂化合物，如LiCo02、LiMn2O4和三元材料等，负极则采用锂-碳层间化合物LixC6，电解液为含有锂盐(如LiPF6)的有机溶剂。有机溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)，碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二甲酯(DMC)等。充电过程中，锂离子从正极中脱出，经过电解质嵌入到负极，负极处于富锂状态，正极处于贫锂状态，电子的补偿电荷从外电路移动到碳负极，保持电荷平衡。但是，当电池由于充电器故障引起电池被过度充电时，会引起电压急剧上升，碳负极插入过多的锂离子而导致金属锂沉积在负极表面，引发电解液中有机溶剂的副反应而分解，生成大量的热量，对电池的安全性造成不利影响。
为了提高电池在过充电情况下的安全性能，一种内部断开装置(US-A4，943，497) 被应用于锂电池。其原理为当锂电池被过度充电后，电池内部发生的副反应产生气体，随着气体量的增多，电池内部压力增高，超过某个定值时，此装置可以立即断开电源，防止电池着火和爆炸。
U. S. Pat. No. 5，776，627提出，在锂电池非水电解液中加入添加剂，例如噻吩、联苯和呋喃及其衍生物等。当锂电池被过充电到一定电压值时，弓I发此类添加剂的电聚合反应， 生成具有绝缘效应的聚合物膜覆盖在锂电池电极表面，使正负极绝缘；同时，添加剂电聚合产生气体，电池内部气压升高至一定值后，使内部断开装置发挥作用，切断电源。其他类似的添加剂也被各研究学者提出。例如U. S. Pat. Nos. 5，763，119，5，709，968和5，858，573提出的二甲氧基苯，含氯二甲苯，含氯苯甲醚和二乙酰噻蒽。
然而，这些常用的添加剂添加入锂电池非水电解液时，即使电池在正常条件下使用过程中，由于极片表面部分极化，电位可能会达到添加剂的聚合电位，导致添加剂在锂电池正常使用过程中产生聚合反应，在极片表面形成聚合物膜，增大电池内阻，导致电池各方面性能，如容量或者循环性能等下降。发明内容
为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种锂电池非水电解液及使用该锂电池非水电解液的可再充电锂电池。
本发明是这样实现的，一种锂电池非水电解液，包括
有机溶剂；
锂盐；和
由以下式表示的化合物添加剂
权利要求
1 一种锂电池非水电解液，其特征在于，包括有机溶剂、锂盐和由下式表示的化合物添加剂
2.根据权利要求I所述的锂电池非水电解液，其特征在于，所述化合物添加剂的量为所述有机溶剂与锂盐混合溶液总量的l_10wt%。
3.根据权利要求2所述的锂电池非水电解液，其特征在于，所述化合物添加剂的量为所述有机溶剂与锂盐混合溶液总量的2-8wt%。
4.根据权利要求I所述的锂电池非水电解液，其特征在于，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、 LiSbF6' LiAsF6' LiClO4' LiCF3SO3' Li (CF3SO2) 2N、LiC4F9SO3^ LiSbF6' LiAlO4' LiAlCl4' LiCl、 LiI、LiN(CxF2x+1S02) (CyF2y+1S02)中的一种或几种，其中，x和y为自然数。
5.根据权利要求4所述的锂电池非水电解液，其特征在于，所述锂盐的浓度在O.6-2. OM范围内。
6.根据权利要求I所述的锂电池非水电解液，其特征在于，所述有机溶剂选自环状碳酸酯、链状碳酸酯、酯、醚、酮和芳香烃溶剂中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的锂电池非水电解液，其特征在于，所述碳酸酯选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)和碳酸亚丁酯(BC)中的一种或几种。
8.—种可再充电锂电池，包含有正极，与所述正极对应的负极，置于所述正极和负极之间的隔膜，其特征在于，所述正极和负极之间置有权利要求广7任一项所述的锂电池非水电解液。
9.根据权利要求8所述的可再充电锂电池，其特征在于，所述负极包含金属锂或含金属锂的合金，或供选择地似碳的石墨或非石墨材料，或基于碳的材料；所述基于碳的材料进一步含有除碳以外的非金属组份，或硼、碳、氮的三元化合物，或主族或副族元素的氧化物或硫化物。
10.根据权利要求8所述的可再充电锂电池，其特征在于，所述正极含有一种或多种过渡金属硫属元素化合物，或一种或多种由锂和一种或多种过渡金属和/或主族金属组成的混合氧化物。
11.根据权利要求8所述的可再充电锂电池，其特征在于，所述正极包含LiNihCoxOy LiNi1^yCoxAlyO2或LiNi1^CoxMnzO2,或前述物质形成的混合物，或前述物质与由锂和过渡金属和/或主族金属的混合物所形成的混合物；其中，X的值为O. 05至O. 5，y的值为O至O.3，z的值为O至O. 5。
12.根据权利要求8所述的可再充电锂电池，其特征在于，所述隔膜是一种多孔的聚合物膜或多孔玻璃。
全文摘要
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体公开一种锂电池非水电解液及使用该非水电解液的可再充电锂电池。所述的非水电解液，包括有机溶剂、锂盐和草酸二氟硼酸锂类添加剂。由于本发明非水电解液采用该类添加剂，当使用该电解液的锂电池由于一些非控制因素，如充电器损坏等将电池过充电，电池电压升高至一定值后，由于草酸二氟硼酸锂类添加剂发生分解反应，短时间内产生大量气体，使电池内部断开装置发挥作用，切断电源，防止电池发生破裂、着火或者爆炸危险而提高电池的安全性，且由于这种添加剂发生分解时不会产生聚合反应，进而防止电池在正常使用过程中如容量和循环性能等性能的变差。
文档编号H01M10/0566GK102983360SQ201210583239
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者吴士超, 王晓丹, 高俊奎 申请人:天津力神电池股份有限公司