[发明专利]改善锰酸锂锂离子电池性能的电解液

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种锰酸锂锂离子电池电解液。

背景技术

锂电池是目前应用最为广泛的一种能源。目前市场上的锂离子电池主要以LiCoO₂作正极，但是目前钴资源的日益贫乏，因此寻找另外一种资源丰富原料来替代LiCoO₂是锂离子电池发展的必然趋势。

随着锂离子动力电池的发展，这种需求变得更加迫切。由于尖晶石LiMn₂O₄廉价、安全、环保等优点，因此，尖晶石LiMn₂O₄是替代LiCoO₂的一种理想材料。

但是，尖晶石LiMn₂O₄与目前的电解液的相容性较差，其在电解液中会发生以下两种的溶解：

第一，由于酸的作用直接溶解。

第二，固体颗粒表面三价锰离子的歧化溶解，发生以下的反应：

2Mn³⁺(solid)→Mn⁴⁺(solid)+Mn²⁺(solution)，

而二价锰离子(Mn²⁺)溶解于电解液中，会在锂电池的负极还原生成锰Mn，而沉积在负极表面，从而造成尖晶石LiMn₂O₄在循环过程中容量衰减严重。

另外，在高温时，由于高温的催化，会导致固体颗粒表面三价锰离子的歧化溶解更加剧烈，从而造成尖晶石LiMn₂O₄在循环过程中容量衰减更加严重。

用户对锂电池进行充放电时，特别是在高温环境使用时，会使得锰离子的溶解加速，从而使得锂电池的容量衰减加快，进而加快电池的使用寿命的缩短。导致电池过充的情况更加容易发生，而电池过充会进一步使电池的温度升高，电解液分解加速，容量进一步衰减，产生恶性循环，甚至导致电池热失控，发生起火、爆炸等现象。

另外，目前的锂离子电解液中常用成分的碳酸丙烯酯在目前的电解液中还存在与负极发生共插的现象，影响锂离子电池的循环性能。

发明内容

本发明实施例提供了一种锰酸锂锂离子电池电解液，能有效抑制锰酸锂锂离子电池的容量衰减，减缓电池在循环过程中容量的衰减。

本发明实施例提供的锰酸锂锂离子电池电解液，包括：酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸锂、成膜添加剂。

可选地，所述成膜添加剂有以下组分构成：1，3-丙烷磺酸内酯、双草酸硼酸酯锂。

可选地，所述1，3-丙烷磺酸内酯配比含量为5～15％。

可选地，所述双草酸硼酸酯锂浓度为0.1～0.5mol/L。

可选地，所述碳酸乙烯酯重量配比含量为20～30％。

可选地，所述碳酸甲乙酯重量配比含量为20～30％。

可选地，所述碳酸二乙酯重量配比含量为20～30％。

可选地，所述碳酸丙烯酯重量配比含量为20～30％。

可选地，所述六氟磷酸锂浓度为0.5～0.9mol/L。

可选地，所述各组份的纯度大于99.95％，水分的质量百分含量小于百万分之二十。

应用本发明实施例的技术方案，由于在本锰酸锂锂离子电池电解液中包括成膜添加剂，在电池化成时，成膜添加剂在正、负电极表面形成稳定的耐高温钝化膜(SEI膜)，能够有效地抑制电池正极(主要材料为锰酸锂)与电解液的反应，减少锰离子的溶解保证电池具有良好的高温存储性能，减缓电池在循环过程中容量的衰减；

另外，该高温钝化膜还能够抑制碳酸丙烯酯与负极发生共插，增强锂离子电池的循环性能。

附图说明

图1为应用本发明实施例2的锰酸锂锂离子电池液的锂离子电池在常温下的电容循环实验分析图——循环周数与容量保持率关系图；

图2为应用本发明实施例2的锰酸锂锂离子电池液的锂离子电池在3C、10V过充下，进行过充实验得到的：过充时间与电池电压的关系曲线；

图3为应用本发明实施例2的锰酸锂锂离子电池液的锂离子电池恒定在60℃高温条件下的1C循环曲线图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：