一种可避免胀气的钛酸锂基锂二次电池的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明设及电池技术领域，具体设及非水电解液的裡离子二次电池。该裡离子二 次电池同时含有铁酸裡或改性铁酸裡负极材料和抑制该类负极材料在工作或胆存过程中 胀气行为的功能添加剂。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池由于工作电压高化6V)，是儒-儀、氨-儀电池的Ξ倍；体积小，比 氨-儀电池小30% ;质量轻，比氨-儀电池轻50% ;比能量高（200Wh/kg)，是儒-儀电池的 2-3倍；无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是一种重要的二次电池。自1991年日 本索尼公司成功将W碳材料为负极，LiCo化为正极的裡离子电池商品化后，裡离子电池得 到了广泛应用并迅速占领储能市场。但是石墨负极的嵌裡电位较低，接近于裡的沉积电位， 所W极易产生枝晶，存在极大的安全隐患。近年来，尖晶石铁酸裡Liji成12作为新型裡离子 电池的负极材料越来越受到人们的重视。尖晶石型LiJigOiz在1971年由Deschanvres等 提出并合成【Materials Research Bulletin，1971，6,699-704】。80 年代，Mu巧hy、Co化OW 等对其嵌裡行为做了初步的研究【Journal of Power Sources, 1989. 26(3-4) :397-402】， 1994年化rg E研究了 LiJi5〇i2作为裡离子电池负极材料的电化学性能【Journal of the Electrochemical Society, 1994. 141(11) :L147-L150】，尖晶石型 Liji日〇i2作为裡离子电 池负极材料，嵌裡电位在1. 55V，高于金属裡的沉积电位。尽管高电位使Liji扣12-定程度 上损失了能量密度，但是也使其具有比石墨负极更好的安全性。随后化zuku等对LiJigOiz 的晶胞结构及脱嵌裡过程中的结构变化进行了较系统的研究【J. Electrochem. Soc.， 1995. 142(5) :1431-14351在LiJi5〇i2晶胞中，3个Li占据8a位，Ti和剩余的1个Li随 机占据16"立，可W写为[Li3]sa[Ti5Li]i6d〇i2。LiJigOiz中可W可逆嵌入和脱出3个Li，对 应容量175mAh/g。3个Li嵌入到尖晶石结构的16c化原有的占据8a位的3个Li也转移 到 16c位。从LiJisO。到Li /TisO。结构，晶胞参数从8 A变化到8.:3538 A，对应晶 胞体积变化仅0.3%。因此LiJi5〇i2被认为是一种"零应变"材料，避免了电池在充放电过 程中由于材料伸缩而导致的结构破坏，使得含有铁酸裡材料的裡离子电池具有优异的循环 性能。另外，铁酸裡的充放电平台容量占到总容量的85% W上，且在平台结束后电压变化显 著，此性质可W指示充放电结束过程，避免电池中的过充过放现象。LiJig〇i2因其优异的倍 率性能、循环性能及安全性被认定为是储能电池和汽车用动力裡电池的首选。但同时也存 在着一些不足，如能量密度低、振实密度较低，循环过程中胀气等。特别是高溫胀气问题严 重制约了 LT0电池的商业化进程。
[0003] 究其胀气的原因，主要是由于铁酸裡的电位高于普通的石墨负极材料，在1伏W 上，在该电压下无法像碳负极一样形成完整的SEI膜抑制产气反应的进一步发生。在充放 电或胆存过程中电解液始终与LT0表面直接接触，从而造成电解液中有机溶剂在LT0材料 表面持续还原分解产生气体，进而导致电池的容量和循环性下降。因而解决铁酸裡因无法 形成SEI膜而胀气的问题是该类负极材料应用的关键所在。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供了一种负极采用铁酸裡或者其改性材料的裡离子二次电池。所 述裡离子二次电池在运输、胆存、工作的工程中，不产生传统的含有铁酸裡或者其改性材料 的裡离子二次电池的胀气现象，使得该类裡离子电池的使用性能和寿命大大提高。
[0005] 第一方面，本发明提供了一种功能添加剂，所述功能添加剂（SEI成膜剂）为碳酸 乙締亚乙醋（VEC)，化学式为CsHeOs，可W应用于基于LiJi5〇i2负极的裡离子二次电池的电 解液功能添加剂。其在电解液的中的含量为0. 001-30wt%，优选为0. 1-lOw%。
[0006] 第二方面，本发明实施例提供了一种如上述第一方面所述功能添加剂的用途，所 述功能添加剂用于LiJi5〇i2基的裡离子二次电池的SEI成膜添加剂，从而抑制其胀气现象。
[0007] 第Ξ方面，本发明提供了一种非水电解液，所述的非水电解液包括裡盐和有机溶 剂。所述裡盐可W是六氣憐酸裡、四氣棚酸裡、六氣神酸裡、双草酸棚酸裡、双Ξ氣甲基横酸 亚酷胺裡和Ξ氣甲基横酸裡、双氣横酷亚胺裡中的一种或多种。所述有机溶剂可W是环状 碳酸醋、链状线型碳酸醋、簇酸醋、环状内醋中的一种或多种的混合溶剂。其特征在于，所述 的非水电解液可W同时含有功能添加剂，所述的功能添加剂可W是第二方面所述的SEI成 膜剂、抗过充添加剂、阻燃剂或/和稳定剂等。
[000引第四方面，本发明实施例提供了一种包括上述第Ξ方面所述的非水电解液的裡离 子二次电池。所述裡离子二次电池包括W可逆嵌脱裡的材料作为活性物质的正极和负极、 隔膜W及上述第Ξ方面所述的非水电解液。所述的裡离子二次电池同时含有铁酸裡及其改 性的负极材料。本发明所述的裡离子二次电池，其特征在于电池中含有的VEC能够使得电 池在首周放电时，在电极材料表面形成一层固体电解质中间相（SEI膜），运层SEI能够有效 的阻止电解液与电极材料直接接触，避免了电解液在电极材料表面还原分解产生气体，从 而解决电池在工作和胆存时胀气现象的发生。
[0009] 第五方面，本发明实施例提供了一种如上述第四方面所述的裡离子二次电池的用 途，所述裡离子二次电池可W作为电动汽车的动力电池或者智能电网后备电源等，具有优 异的安全性能、倍率性能和循环性能。
【附图说明】
[0010] 下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步详细描述。
[0011] 图1为本发明实施例1的A1电池的首周和第二周工作充放电曲线；
[0012] 图2为本发明对比实施例1的B1电池的首周和第二周工作充放电曲线；
[001引图3为本发明实施例1的A1电池的LiJisOlz电极材料在循环20周之后的透射电 子显微镜图；
[0014] 图4为本发明对比实施例1的B1电池的LiJisOlz电极材料在循环20周之后的透 射电子显微镜图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明，但并不意于限制本发明的保 护范围。
[001引实施例1
[0017] 本实施例用于说明本发明提供的电解液的配制及其功能。
[001引室溫下，在手套箱中，将碳酸二甲醋（DMC)、碳酸乙締醋巧C)溶剂W体积比1 : 1 混合后，向其中加入六氣憐酸裡化iPFe)配成LiPiy农度为1摩尔/升的电解液，并在该溶 液中加入0. 3wt%的碳酸乙締亚乙醋（VEC，CsHfA)，将所得电解液揽拌均匀即为本发明的电 解液，使用本实施例的电解液组装的裡离子二次电池记作A1。
[0019] 将铁酸裡材料化iJisOiz)作为活性物质与炭黑、聚偏氣乙締（PVD巧的N，N-二 甲基化咯烧酬（NM巧溶液混合制成均一的复合浆料，将浆料均匀涂覆在作为集流体的铜锥 (15 μ m)上，然后在60°C下烘干，将所得薄膜厚度为50 μ m，在IMPaX 1cm2压力下压紧，继续 在100°C下烘12小时。