[发明专利]锂电池用电解液及含该电解液的锂离子电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂电池用电解液及含该电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于其能量密度高，循环性能好而受到人们的关注，近20年来，得到了飞速的发展。已成为手机、数码相机和笔记本电脑等便携式电子产品的主导配套电源。目前，锂离子电池的应用又扩大到矿灯、电动工具、电动自行车、电动汽车、家用和电站储能电池上。在上述应用领域中，锂离子电池经常需要储存、搁置，与其它二次电池一样，储存和搁置会导致锂离子电池的容量、倍率性能衰减。

储存过程中电池性能的发生恶化，主要是电池的正极受到影响。衰减主要原因是部分电解质分解生成HF，与正极活性材料反应，在表面生成LiF等高阻抗物质。目前解决的主要途径为对正极材料进行表面包覆，减少HF与正极材料的直接接触，或添加可与HF反应的金属氧化物（或氢氧化物）添加剂。也有从电解液方面着手改进的，这也是最为简单的方式之一。因此，有必要开发一种新的电解液，以保证电池在长期储存中，容量不会有较大的衰减。

发明内容

本发明的目的是解决现有锂离子电池的在储存中容量衰减的问题，提供一种能够改善的电池容量保持率的锂电池用电解液。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种锂电池用电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂，所述的添加剂包括砜类化合物。

砜类化合物作为添加剂加入到电解液中可以有效地防止部分电解液的分解，因此电解液的电化学性能更稳定，可以保证电池的循环特性和储存性能。并且砜类化合物的在电解液中的阴极还原电位约1.0～1.5V，低于相应的亚硫酸酯还原电位，但高于普通的碳酸酯还原电位，也可以先于溶剂化锂离子嵌层在负极（例如石墨）界面成膜，改善负极与电解液的相容性，而且形成的电极表面固体电解质界面（SEI）膜也更加稳定。

其中，本发明的锂电池用电解液可通过将各原料直接混合得到。

优选的是，所述的砜类化合物为二甲亚砜、丁基亚砜、乙甲基亚砜、3,3,3-三氟丙基亚砜、环丁砜中的任意一种或几种。

优选的是，所述的砜类化合物的质量分数为0.01%-10%，其中，砜类化合物的质量分数是相对于溶剂和添加剂的质量之和的质量分数。

优选的是，所述的溶剂的质量分数为90.00%-99.99%，其中，溶剂的质量分数是相对于溶剂和添加剂的质量之和的质量分数。

优选的是，所述的溶剂选自碳酸乙烯酯、二乙基碳酸酯、二甲基碳酸酯、乙基甲基碳酸酯和氟代碳酸乙烯酯中的任意一种或几种。

优选的是，所述锂盐的物质的量浓度为0.5mol/L-1.2mol/L。

进一步优选的是，所述的锂盐为六氟磷酸锂和/或二草酸硼酸锂。

上述技术方案中选择高介电常数低粘度的溶剂，以保证电解液中锂盐的有效溶解及电极表面固体电解质界面（SEI）膜的稳定形成。

本发明所解决解决问题还包括，针对现有锂离子电池循环性能差等问题，提供一种循环性能好的锂离子电池。

解决本发明上述问题所采用的技术方案是一种锂离子电池，包括正极材料、负极材料和电解液，所述的电解液为上述的锂电池用电解液。

优选的是所述正极材料由以下质量分数的物质组成：91%-94%的磷酸铁锂，2-4%的导电剂，4-5%的聚偏氟乙烯，所述的质量分数是相对于正极材料总质量的质量分数；

所述负极材料由以下质量分数的物质组成：92%-94%的石墨，6-8%的聚丙烯酸，所述的质量分数是相对于负极材料总质量的质量分数。

进一步优选的是，所述的导电剂由导电炭黑、石墨粉、碳纤维和碳纳米管中的一种或几种组成。

上述方案中的导电炭黑优选小颗粒导电炭黑（商品名为supper-P），石墨粉优选大颗石墨粉（商品名为KS-6），碳纤维优选商品名为VGCF的碳纤维。

由于本发明的提供的锂离子电池使用了上述的电解液，形成稳定完整的固态电解质膜（SEI膜），有效地阻止了电解质的分解，保证了电池的循环特性和储存性能。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

对比例

本对比例提供一种锂离子电池。

锂离子电池的正极材料的组成（以正极材料质量分数为100%计）：93%的磷酸铁锂，3%的碳纳米管，4%的聚偏氟乙烯。

锂离子电池的负极材料的组成（以负极材料质量分数为100%计）：94%的石墨，6%的聚丙烯酸。