[发明专利]一种锰酸锂电池的电解液

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池电解液，尤其涉及一种锰酸锂电池的电解液。

背景技术

目前普遍使用的二次电池有四种：铅酸电池，镍镉电池，镍氢电池和锂离子电池。锂离子电池具有工作电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、自放电小、循环寿命长、对环境无污染等特点，现已广泛用作袖珍贵重家用电器如移动电话、便携式计算机、摄像机等的电源，并已在航空、航天、航海、人造卫星、小型医疗仪器及军用通讯设备领域中逐步替代传统的电池，是21世纪发展的理想能源。

商品化的锂离子电池首先由Sony公司在20世纪90年代推出。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四部分组成，其中，电解液是在电池正、负极之间起传导作用的离子导体，它本身的性能很大程度上影响电池的性能。

尖晶石具有三维隧道结构和较好的脱锂性质，其资源丰富、价格低廉、安全性好、易合成、无毒、对环境无污染，广泛的用作锂离子电池的正极材料。尖晶石锰酸锂存在严重的容量衰减问题，尤其在高温条件下，其容量衰减原因主要有：锰的溶解、Jahn-Teller效应和电解液分解等，其中电解液对锰酸锂的腐蚀是导致容量衰减和循环性能恶化的直接原因。

在含有锂盐的电解液中，在痕量水的作用下，锂盐分解产生氢离子，氢离子与锰酸锂发生如下反应：LiMn₂O₄+4H⁺→Li⁺+λ-MnO²⁺Mn²⁺+2H₂O，生成的Mn²⁺溶解在电解液中，锰的溶解不仅使LiMn₂O₄活性物质的绝对量减少，还会引发LiMn₂O₄晶格结构的转变，使LiMn₂O₄丧生或部分丧失电化学活性，降低其稳定性能，影响电池的循环寿命。高温条件下，LiMn₂O₄电极具有催化电解液分解的作用，电解液的分解又会产生氢离子，进而促进了锰的溶解。

专利申请号为200410062610.0，公开了一种提高尖晶石锰酸锂电池容量及循环性能的方法，先向电解液中加入脱酸剂脱除电解液中的游离酸HF，然后再用脱水剂除去脱酸后电解液中过量的水。其中脱酸剂为锌、铝、镁、钙的氧化物中的一种或一种以上的混合物或铝或镁。锌、铝、镁、钙的氧化物、金属铝、镁等作为添加剂加入到电解液中，它们将与电解液中微量的HF发生反应，降低HF的含量，阻止其对电极的破坏和对LiPF₆分解的催化作用，提高电解液的稳定性，从而改善电池性能。但这些物质去除HF的速度较慢，因此很难做到阻止HF对电池性能的破坏；并且用金属氧化物处理电解液容易引入金属杂质。

美国专利US6235431采用六甲基二硅氮烷(化学式为(CH₃)₃SiNHSi(CH₃)₃)作为除水除酸剂，其作用机理为：(CH₃)₃SiNHSi(CH₃)₃+H₂O→(CH₃)₃SiOSi(CH₃)₃+NH₃，生成的NH₃又能与HF反应，进而降低电解液的酸度，提高了锂离子电池的循环性能。但是六甲基二硅氮烷本身不稳定，在空气中容易分解，不易保存；并且其与H₂O反应生成的NH₃，与HF结合成NH₄F很不稳定，尤其在高温条件下容易分解，难以起到提高锰酸锂电池高温性能的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种锰酸锂电池的电解液，该电解液中由于稳定添加剂的加入，能控制电解液的酸度，使用该电解液制备电池能提高锂离子电池的循环寿命和高温储存性能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：

一种锰酸锂电池的电解液，该电解液包含：锂盐、非水有机溶剂、成膜添加剂和七甲基二硅氮烷。

所述七甲基二硅氮烷的加入量为电解液总重量的0.1％～5％。

所述七甲基二硅氮烷的加入量为电解液总重量的0.1％～2％。