锂离子电池用高电压电解液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡离电池领域，尤其设及一种裡离子电池用高电压电解液。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池具有工作电压高、比容量大、循环寿命长、无记忆效应W及对环境友好 等优点，被广泛应用与各种电子设备中。但是随着科学技术的发展，人们对裡离子电池具有 更高的能量密度要求，而提高裡离子电池的工作电压是提高其能量密度的有效途径之一。 目前工作电压在4. 35VW上的裡离子电池已经成为研究的热点，然而在高电压下电解液在 正负极上将发生剧烈的氧化还原反应，产生大量气体，使电池的内压增加，影响电池的循环 寿命和安全性能。同时正极材料中的过渡金属元素会发生还原反应而溶出，使裡离子电池 性能受到非常负面的影响。
[0003] 克服电解液在正极表面的氧化分解，W改善裡离子电池在高电压条件下的循环性 能，是开发高电压裡离子电池必须面对的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种可W有效的改善裡离子电池在高电压条件下的循环 性能的电解液。 阳〇化]为实现上述目的，本发明提供一种裡离子电池用高电压电解液，包括非水有机溶 剂、裡盐和添加剂溶剂，所述添加剂含有氯基横酸醋化合物。
[0006] 优选的，所述氯基横酸醋化合物为下列化合物的任一种：
[0007]
[0008]
[0009]其中Rf为CHs、C2H5、。&、C4H9、CFs、CF3CH2、CF2HCH2、CF3CF2、CF2HCF2CH2、CF3CFHCF2、CFsCFzCHz'CFsCFzCFz、师3)2邸、^sC'CFsCFzCFzCFz的任一种； Wmo] Ri~R4 为H、CH3、C2H5、C4H9、CFs、CF3CH2、CF2HCH2、CF3CF2、CF2HCF2CH2、CF3CFHCF2、 CFsCFzCHz'CFsCFzCFz、师3)2邸、（CF3)3C、CF3CF2CF2CF2、0CH2CF3、0CH(CF3)2的任一种； W11] n的数值在1-5之间。
[0012] 优选的，所述添加剂的含量为电解液的总重量的0. 5-30%。
[0013] 优选的，所述添加剂的含量为电解液的总重量的1-20%。
[0014] 优选的，所述非水有机溶剂为碳酸乙締醋、碳酸丙締醋、碳酸二甲醋、碳酸二乙醋、 碳酸甲乙醋、丫-下内醋、乙酸甲醋、乙酸乙醋、乙酸丙醋、乙酸下醋、丙酸乙醋、丙酸丙醋、丙 酸下醋中的一种或几种。
[0015] 优选的，所述氯基横酸醋化合物中，Rf所含碳原子为2或3，n的数值在1-3之间。 根据本发明所提供的电解液，所述溶剂的分子量不宜过大，W免导致电解液粘度增大，从而 影响电解液的电导率。
[0016] 优选的，所述非水有机溶剂为碳酸乙締醋、碳酸丙締醋、碳酸二甲醋、碳酸二乙醋、 碳酸甲乙醋、丫-下内醋、乙酸甲醋、乙酸乙醋、乙酸丙醋、乙酸下醋、丙酸乙醋、丙酸丙醋、丙 酸下醋中的一种或几种。
[0017]优选的，所述裡盐为LiPFe、LiCl〇4、LiBF*、LiAsFe、LiBOB、LiODFB、LiCl、 LiC (CF3SO3)3和Li (CF3SO2)2N中的一种。
[0018] 优选的，所述电解液裡盐的浓度为0. 5-2mol/L。
[0019] 优选的，所述电解液裡盐的浓度为0. 8-1. 5mol/L。
[0020] 优选的，该电解液还包括成膜添加剂；所述成膜添加剂为碳酸亚乙締醋、碳酸乙締 亚乙醋、氣代碳酸乙締醋、1,3-丙横酸内醋、1,4-下横酸内醋、硫酸乙締醋、硫酸丙締醋、亚 硫酸乙締醋和亚硫酸丙締醋中的一种或几种。
[0021] 本发明的有益效果是：本发明提供的裡离子电池用高电压电解液，容量保持率和 容量回复率均达到90%W上；而且，其300次循环容量保持率均达到88%W上；因此本发 明提供的裡离子电池用高电压电解液，能够大幅提高裡离子电池在高电压条件下的循环性 能，有利于实现裡离子电池的高压化。
【具体实施方式】
[0022] 为了更清楚地表述本发明，下面结合实施例对本发明作进一步地描述。
[0023] 本发明提供的裡离子电池用高电压电解液，包括非水有机溶剂、裡盐和添加剂溶 剂，添加剂含有氯基横酸醋化合物。
[0024] 具体来说，氯基横酸醋化合物为下列化合物的任一种：
[0029] n的数值在1-5之间。 阳030] 实施例1:
[0031] 裡离子电池用高电压电解液，其电池用正极和负极的制备过程： 阳03引（1)正极的制备：通过W下步骤制备正极：将95%重量的钻酸裡，3%重量的聚偏 二氣乙締（PVdF)，及2%重量的乙烘黑混合；加入N-甲基化咯烧酬制成浆料；将浆料过滤 后涂布在侣制集流体上，经烘干和冷压后得到正极片。
[0033](2)负极的制备：将2 %重量的导电剂乙烘黑，1.2 %的粘结剂下苯橡胶（SBR)， 0.8%重量的增稠剂簇甲基纤维素钢（CMC)溶于水中，将96%重量的石墨加入上述溶液，混 合均匀，将混制的浆料过滤后涂布在负极铜集流体上，经烘干和漉压后得到负极片。
[0034] 做电解液的制备：在充满氣气的手套箱（水分<Ippm,氧分<Ippm)中，将EC(碳 酸乙締醋）、：EMC(碳酸甲乙醋）：DEC(碳酸二乙醋）=30 : 30 : 40配制成Imol/L的 LiPFe电解液，然后加入3 %CF3CH2OSO2CH2CH2CN、1 %的VC(碳酸亚乙締醋）和3 %的阳C(氣 代碳酸乙締醋），揽拌均匀后得到实施例1的裡离子电池电解液（游离酸< 15ppm，水分 < 10卵m)。
[0035] (4)裡二次电池的制备
[0036] 将上述制备的正极极片、负极极片和隔膜W卷绕方式制成方形电忍，采用聚合物 包装，注入上述制备的电解液，经化成等工艺后制成容量为1000 mAh的裡二次电池。
[0037] 妨电池性能测试
[0038] 循环性能测试，W0. 5C/0. 5C对电池进行充放电循环测试，截止电压为2. 7~ 4. 4V。高溫存储性能测试，首先将化成好的电池在常溫下W0. 5C充放电一次，再W0. 5C将 电池充满电后进行高溫保存，待电池完全冷却后，将电池W0. 5C进行充放电测试。
[0039]实施例2-17
[0040] 除下表参数外，其他参数及制备方法同实施例1。
[0041 ]
W44] 表2为实施例和对比例的测试结果：
[0045]
[0046] 从上述试验数据可W看出，应用了本发明提供的裡离子电池用高电压电解液的裡 电池，容量保持率和容量回复率均达到90 %W上，而对比例中均不足60% ;而且，应用了本 发明提供的裡离子电池用高电压电解液的裡电池，其300次循环容量保持率均达到88%W 上，而对比例中均没有达到60%。综上所述，本发明提供的裡离子电池用高电压电解液，能 够大幅提高裡离子电池在高电压条件下的循环性能，有利于实现裡离子电池的高压化。
[0047] W上仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种锂离子电池用高电压电解液，其特征在于，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂溶 剂，所述添加剂含有氰基磺酸酯化合物。2. 根据权利要求1所述的锂离子电池用高电压电解液，其特征在于，所述氰基磺酸酯 化合物为下列化合物的任一种：其中 Rf 为 ch3、c2h5、c3h7、c 4h9、cf3、cf3ch2、cf 2hch2、cf3cf2、cf2hcf 2ch2、cf3cfhcf2、 CF3CF2CH^ CF3CF2CF^ (CF3)2CH^ (CF3)3C^CF3CF2CF2CF 2^{i-# ； 札~R4为 H、ch3、c2h5、c3h7、c 4h9、cf3、cf3ch2、cf 2hch2、cf3cf2、cf2hcf 2ch2、cf3cfhcf2、 CF3CF2CH^ CF3CF2CF^ (CF3)2CH^ (CF3)3C^CF3CF2CF2CF 2^0CH2CF3^0CH(CF3)2^{i-# ； n的数值在1-5之间。3. 根据权利要求1或2所述的锂离子电池用高电压电解液，其特征在于，所述添加剂的 含量为电解液的总重量的〇. 5-30%。4. 根据权利要求3所述的锂离子电池用高电压电解液，其特征在于，所述添加剂的含 量为电解液的总重量的1 -20 %。5. 根据权利要求2所述的锂离子电池用高电压电解液，其特征在于，所述氰基磺酸酯 化合物中，Rf所含碳原子为2或3, η的数值在1-3之间。6. 根据权利要求1所述的锂离子电池用高电压电解液，其特征在于，所述非水有机溶 剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、乙酸甲 酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯中的一种或几种。7. 根据权利要求1所述的锂离子电池用高电压电解液，其特征在于，所述锂盐为 LiPF6、LiC104、LiBF4、LiAsF6、LiBOB、LiODFB、LiCl、LiC (CF3S03) 3和 Li (CF 3S02) 2Ν 中的一种。8. 根据权利要求1或7所述的锂离子电池用高电压电解液，其特征在于，所述电解液的 锂盐的浓度为〇· 5-2mol/L〇9. 根据权利要求8所述的锂离子电池用高电压电解液，其特征在于，所述电解液的锂 盐的浓度为〇· 8-1. 5mol/L〇10. 根据权利要求1所述的锂离子电池用高电压电解液，其特征在于，该电解液还包括 成膜添加剂；所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、1，3-丙 磺酸内酯、1，4_ 丁磺酸内酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯和亚硫酸丙烯酯中的 一种或几种。
【专利摘要】本发明具体涉及一种锂离子电池用高电压电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂溶剂，所述添加剂含有氰基磺酸酯化合物。应用了本发明提供的锂离子电池用高电压电解液的锂电池，容量保持率和容量回复率均达到90%以上；而且，其300次循环容量保持率均达到88％以上。综上所述，本发明提供的锂离子电池用高电压电解液，能够大幅提高锂离子电池在高电压条件下的循环性能，有利于实现锂离子电池的高压化。
【IPC分类】H01M10/058, H01M10/0567, H01M10/0569
【公开号】CN105336991
【申请号】CN201510906976
【发明人】廖帅玲, 徐三善, 张未星, 陈晓军
【申请人】九江天赐高新材料有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年12月9日