一種用于鋰離子電池的高壓電解液及其制備方法
【專利說明】-種用于裡離子電池的高壓電解液及其制備方法
[000。（一）技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明屬于裡離子電池領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于裡離子電池的高壓電解液及其制備方 法。
[000引仁）【背景技術(shù)】 裡離子電池作為當(dāng)前主流能量儲存裝置之一，已在通訊工具、筆記本電腦等電子產(chǎn)品 中得到了廣泛應(yīng)用。隨著科技的進(jìn)步，特別是EV(電動汽車）、肥V(混合動力汽車）的發(fā) 展，需要更高比能量的裡離子電池。目前高工作電壓的正極材料如尖晶石儀儘酸裡、富裡儘 材料的制備方法已經(jīng)成熟，然而，常規(guī)有機(jī)電解液在高電壓下容易發(fā)生分解，從而導(dǎo)致了高 電壓裡離子電池性能的惡化，進(jìn)而影響了高電壓正極材料和高電壓裡離子電池的應(yīng)用。因 此開發(fā)高壓電解液成為目前迫切的課題。
[0003] 中國專利CN102683749A公開了 "一種高電壓裡離子電池的非水電解液"，采用氣 代溶劑替代常規(guī)碳酸醋類溶劑，氣代溶劑的體積比為7~100%。中國專利CN104282939A公 開了" 一種裡離子電池高壓電解液"，采用氣代碳酸乙締醋、=氣代碳酸丙締醋及氨氣酸組 成混合溶劑，六氣憐酸裡和雙草酸棚酸裡組成混合裡鹽。W上專利均提高了高電壓下的裡 離子電池循環(huán)性能，但由于大量使用氣代醋使得溶液粘度很大，電導(dǎo)率低影響了電池的整 體性能。
[0004] 巨）
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于裡離子電池的高壓電解液及其制備 方法，主要目的是解決裡離子電池電解液在高電壓(特別是4. 5VW上）時易分解等問題，提 供一種高壓條件下循環(huán)壽命長、良好高低溫性能電解液。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 一種用于裡離子電池的高壓電解液，其特殊之處在于：所述電解液是由有機(jī)溶劑、導(dǎo)電 裡鹽和功能添加劑=部分組成。
[0006]所述有機(jī)溶劑由環(huán)狀碳酸醋溶劑和線型碳酸醋溶劑組成；所述功能性添加劑由草 酸棚酸馨合物裡鹽和氣代環(huán)狀碳酸醋組成。
[0007]本發(fā)明更優(yōu)的方案為： 所述的裡離子電池高壓電解液中導(dǎo)電裡鹽在有機(jī)溶劑中的濃度為0.8~1. 5111〇1/1，更 優(yōu)的是1.0~1.2111〇1/1，此濃度可W保證電解液具有較高的電導(dǎo)率。
[000引所述的裡離子電池高壓電解液中氣代環(huán)狀碳酸醋為氣代碳酸乙締醋（FEC)、氣代 碳酸丙締醋（FPC)、S氣甲基碳酸乙締醋（T陽C)中的至少一種。氣代碳酸乙締醋（陽C)因 其分子比碳酸乙締醋（EC)多含1個-F鍵，而具有較高的電負(fù)性和較強的吸電子能力，抗氧 化能力較強。
[0009]所述的裡離子電池高壓電解液中草酸棚酸馨合物裡鹽為雙草酸棚酸裡（LiBOB)、 雙丙酸棚酸裡（LiBMB)中的至少一種。雙草酸棚酸裡能夠在電池正負(fù)極成膜，減少電解液 與正極活性物質(zhì)接觸，抑制氣代環(huán)狀碳酸醋在循環(huán)過程中產(chǎn)生的HF和正極材料的反應(yīng) 所述的裡離子電池高壓電解液中環(huán)狀碳酸醋溶劑為碳酸乙締醋（EC)、碳酸丙締（PC)、 丫-下內(nèi)醋和丫-戊內(nèi)醋中的至少一種。
[0010] 所述的裡離子電池高壓電解液中線型碳酸醋溶劑為（DMC)、碳酸甲乙醋（EMC)、碳 酸二乙醋（DEC)和碳酸甲丙醋（MPC)中的至少一種。
[0011] 所述的裡離子電池高壓電解液中導(dǎo)電裡鹽為LiPFe、LiBF4、LiSOsCFs、LiCl〇4、 Li(S〇2巧N、Li(CF3SO2)2N和LiC(CF3SO2)3中的至少一種。
[0012] 所述功能添加劑包括草酸棚酸馨合裡鹽和氣代環(huán)狀碳酸醋，其中草酸棚酸馨合裡 鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 05~2%，氣代環(huán)狀碳酸醋的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5~10%。
[0013] 所述草酸棚酸馨合裡鹽為雙草酸棚酸裡、雙丙酸棚酸裡中的至少一種。
[0014] 所述氣代環(huán)狀碳酸醋為氣代碳酸乙締醋、氣代碳酸丙締醋、=氣甲基碳酸乙締醋 中的至少一種。
[0015] 上述裡離子電池高壓電解液的制備方法，包括W下步驟：將環(huán)狀碳酸醋溶劑和線 型碳酸醋溶劑純化除雜、除水；然后在水分含量小于0.Ippm,氧氣含量小于Ippm惰性氣氛 下，將有機(jī)溶劑混合；室溫下將導(dǎo)電裡鹽溶解在有機(jī)溶劑中，并攬拌均勻；最后加入功能添 加劑，即得所述裡離子電池高壓電解液。
[0016] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點及有益效果： (1)本發(fā)明高電壓裡離子電池電解液制備方法簡單，原料便宜易得，能同時改善電池正 極及負(fù)極的界面性質(zhì)，電解液的穩(wěn)定性良好。
[0017] (2)本發(fā)明高電壓裡離子電池電解液制得的高電壓裡離子電池循環(huán)壽命長、氣脹 率低、高溫性能良好，電池工作電壓可高于4. 9V。
[0018](四）【附圖說明】 附圖1為實施例2與對比例1電池容量測試圖。
[0019](五）【具體實施方式】 本發(fā)明中所述的功能添加劑的用量百分?jǐn)?shù)均W高電壓裡離子電池電解液的總質(zhì)量為 基準(zhǔn)。
[0020] 實施例1 一種裡離子電池高壓電解液，主要包含有機(jī)溶劑、導(dǎo)電裡鹽和功能添加劑；所述有機(jī)溶 劑由碳酸乙締醋（EC)、碳酸甲乙醋（EMC)組成；其中EC和EMC的質(zhì)量比為3:7,氣代碳酸乙 締醋（陽C)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% ;雙草酸棚酸裡（LiBOB)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 05% ;所述導(dǎo)電裡鹽 為LiPFe,其在有機(jī)溶劑中的濃度為1.Omol/L。正極活性物質(zhì)采用LiNie.gMni.成4,按質(zhì)量比 為LiNie.5Mn1.5O4:導(dǎo)電劑（SP):粘結(jié)劑（PVDF) =9:0. 5:0. 5,混合均勻，加入一定量的NMP制 成正極漿料，經(jīng)涂布、壓片、分切制成正極片，W裡片為負(fù)極，注入實施例1配制的電解液， 在手套箱中組裝成扣式電池，靜置化后測試，充放電循環(huán)性能測試采用LANDIAN測試儀，測 試電流倍率為1C，充放電電壓為3. 0V-4. 9v. 實施例2 一種裡離子電池高壓電解液，主要包含有機(jī)溶劑、導(dǎo)電裡鹽和功能添加劑；所述有機(jī)溶 劑由碳酸乙締醋（EC)、碳酸甲乙醋（EMC)組成；其中EC和EMC的質(zhì)量比為3:7,氣代碳酸 乙締醋（陽C)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%;雙草酸棚酸裡（LiBOB)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% ;所述導(dǎo)電裡鹽為 LiPFe,其在有機(jī)溶劑中的濃度為1.Imol/L。所述電池的組裝與實施例1相似。
[0021] 實施例3 一種裡離子電池高壓電解液，主要包含有機(jī)溶劑、導(dǎo)電裡鹽和功能添加劑；所述有機(jī)溶 劑由碳酸乙締醋（EC)、碳酸二甲醋（DMC)組成；其中EC和DMC的質(zhì)量比為3:7,氣代碳酸乙 締醋（陽C)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3% ;雙草酸棚酸裡（LiBOB)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 % ;所述導(dǎo)電裡鹽為 LiPFe,其在有機(jī)溶劑中的濃度為1.Omol/L。所述電池的組裝與實施例1相似。
[00過實施例4 一種裡離子電池高壓電解液，主要包含有機(jī)溶劑、導(dǎo)電裡鹽和功能添加劑；所述有機(jī)溶 劑由碳酸乙締醋（EC)、碳酸二乙醋（DEC)組成；其中EC和DEC的質(zhì)量比為3:7，氣代碳酸丙 締醋（FPC)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5%;雙草酸棚酸裡（LiBOB)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 2% ;所述導(dǎo)電裡鹽 為LiClCV其在有機(jī)溶劑中的濃度為1. 2mol/L。所述電池的組裝與實施例1相似。
[002引 實施例5 一種裡離子電池高壓電解液，主要包含有機(jī)溶劑、導(dǎo)電裡鹽和功能添加劑；所述有機(jī)溶 劑由碳酸乙締醋（EC)、碳酸甲乙醋（EMC)組成；其中EC和EMC的質(zhì)量比為3:7,氣代碳酸乙 締醋（陽C)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% ;雙草酸棚酸裡（LiBOB)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5% ;所述導(dǎo)電裡鹽 為LiPFe,其在有機(jī)溶劑中的濃度為1.Omol/L。所述電池的組裝與實施例1相似。
[0024]實施例6 一種裡離子電池高壓電解液，主要包含有機(jī)溶劑、導(dǎo)電裡鹽和功能添加劑；所述有機(jī)溶 劑由碳酸丙締醋（PC)、碳酸