[发明专利]锰酸锂用锂离子电池非水电解液及所得锂离子电池

说明书

本发明提供了一种锰酸锂用锂离子电池非水电解液及所得锂离子电池，属于锂电池材料技术领域。本发明提供的锰酸锂用锂离子电池非水电解液，其特征在于，主要由下述组分组成：电解质锂盐、非水有机溶剂、成膜添加剂和大环多元醚类物质，其中，所述成膜添加剂由硼酸类成膜添加剂和酯类成膜添加剂组成。本发明提供的锰酸锂用锂离子电池非水电解液在硼酸类/酯类成膜添加剂、大环多元醚类物质的共同作用下，可有效抑制锰酸锂电池容量的衰减，从而提升锰酸锂电池的常温循环性能及高温循环性能，其于常温下200周的保持率≥80％，于60℃高温200周保持率≥70％。

技术领域

本发明属于锂电池材料技术领域，尤其涉及一种锰酸锂用锂离子电池非水电解液及所得锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因具有高工作电压、高能量密度、长寿命、宽工作温度范围和环境友好等优点，被广泛应用于3C数码产品、电动工具、电动汽车等领域。电池中正极材料的选择是制约锂电池性能和成本的重要因素。但锰酸锂材料存在严重的容量衰减问题，特别在高温条件下，电解液不稳定产生的微量HF会加速锰的溶解，产生晶体结构的破坏，不可逆容量变大。

公开号为CN 1588687 A的专利申请公开了一种提高尖晶石锰酸锂电池容量和循环性能的方法，在电解液中锌、铝、镁、钙的氧化物作为脱酸剂，用来脱除电解液中游离的HF，阻止对电极的破坏，从而改善电池的容量和循环性能。但是这些物质与HF反应作用较慢，低含量下很难起到真正的作用，高含量又对电池产生负面影响，且更加容易引入金属杂质从而恶化电池的性能。公开号为US 6235431的专利申请公开了使用六甲基二硅氮烷作为除水除酸剂，六甲基二硅氮烷与水反应生成NH₃，又能与HF反应，进而降低电解液中HF含量，但是六甲基二硅氮烷自身稳定性较差、易分解，并且NH₃与HF反应生成的物质不稳定在高温下会再次发生分解，所以很难起到提高锰酸锂电池性能的作用。因此，提供一种能够有效抑制锰酸锂电池容量的衰减，从而提升锰酸锂电池的常温循环性能、高温循环性能的锂电池电解液对于本领域而言至关重要。

发明内容

本发明提供了提供了一种锰酸锂用锂离子电池非水电解液及所得锂离子电池，所得非水电解液在硼酸类/酯类成膜添加剂、大环多元醚类物质共同作用下，可有效抑制锰酸锂电池容量的衰减，从而提升锰酸锂电池的常温循环性能及高温循环性能。

为了达到上述目的，本发明提供了一种锰酸锂用锂离子电池非水电解液，其特征在于，主要由下述组分组成：电解质锂盐、非水有机溶剂、成膜添加剂和大环多元醚类物质，其中，所述成膜添加剂由硼酸类成膜添加剂和酯类成膜添加剂组成。

作为优选，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂、高氯酸锂和双氟磺酰亚胺锂中至少一种；所述电解质锂盐的浓度0.7-1.4mol/L。该方案中，电解质锂盐的浓度还可以为0.8mol/L、0.9mol/L、1.0mol/L、1.1mol/L、1.2mol/L、1.3mol/L或上述范围内的任意点值。

作为优选，所述非水有机溶剂选自碳酸酯类、羧酸酯类和磷酸酯类中的至少一种。

作为优选，所述碳酸酯类选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯和氯代碳酸丙烯酯中至少一种；

所述羧酸酯类选自甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯和丁酸甲酯中至少一种；

所述磷酸酯类选自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯和磷酸三丁酯中至少一种。