一种安全水系锂离子电池电解质溶液及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种安全水系锂离子电池电解质溶液，由结晶水的锂盐LiBETI（H

Safety water system lithium ion battery electrolyte solution and preparation method thereof

The invention discloses a safe aqueous lithium ion battery electrolyte solution consisting of lithium salt (LiBETI) of crystalline water (H)

【技术实现步骤摘要】
一种安全水系锂离子电池电解质溶液及其制备方法
本专利技术属于电化学工程与工艺装置领域，属于锂离子电池电解质方面，更具体的是涉及一种安全水系锂离子电池电解质溶液及其制备方法，用于镍钴锰酸锂三元材料（NCM）、磷酸铁锂（LFP）等为正极的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池作为能储存电能、并在必要时释放电能的轻型高性能蓄电池，被广泛应用于手提式终端等日常用品以及多种产业领域的蓄电系统，目前锂电池已逐步向电动自行车、电动汽车等领域拓展。目前锂离子电池使用的电解液都加入了特殊的有机溶剂，有机溶剂不仅易燃、易引起火灾和爆炸事故，还有毒性，令人担心在发生事故时会对人体和环境产生不良影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于：克服现有锂离子电池使用的电解液使用的有机溶剂易燃、易爆、有毒，安全性低的缺陷，提供一种安全水系锂离子电池电解质溶液及其制备方法，以解决锂离子电池长期存在的电解质易燃易爆有毒的安全性问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提出以下技术方案：一种安全水系锂离子电池电解质溶液，由结晶水的锂盐LiBETI（H2O）2.0和无水的锂盐LiOTf以3:1摩尔比同时溶解到水溶剂中得到。上述技术方案的进一步限定在于，所述一种安全水系锂离子电池电解质溶液的浓度达到了29m。上述技术方案的进一步限定在于，所述一种安全水系锂离子电池电解质溶液中LiBETI为22m，LiOTf为7m。为了解决上述技术问题，本专利技术提出以下技术方案：一种安全水系锂离子电池电解质溶液的制备方法，把结晶水的锂盐LiBETI（H2O）2.0和无水的锂盐LiOTf以3:1摩尔比同时溶解到水溶剂中即可制得。本专利技术的有益效果：1、以水为主体的液体之所以不适合作为锂离子电池的电解质溶液是因为水通常加压到1.2伏时会分解成氢气和氧气。但是本专利技术一种安全水系锂离子电池电解质溶液是独特的双锂盐水系电解质溶液，可以忍耐与使用有机溶剂的商用锂离子电池同等的2.4-3.7伏的电压，并且还具备比市面上销售的锂离子电池大大缩短时间，实现快速充电、放电（6分钟）的优点。2、相比有机电解质溶液，水性电解质溶液不易燃烧，安全可靠，绿色环保，更具有应用前景。本专利技术安全水系锂离子电池电解质溶液可以解决锂离子电池长期存在的电解质易燃易爆的安全性问题。3、本专利技术能大大地加快要求安全性和低价格的电动汽车和家用大型蓄电池的开发，并为IoT时代的电力系统带来重大变革。附图说明图1以锂离子为对电极的镍钴锰酸锂三元材料（NCM）在安全水系锂离子电池电解质溶液中的典型充放电曲线。图2以锂离子为对电极的磷酸铁锂（LFP）材料在安全水系锂离子电池电解质溶液中的循环性能。具体实施方式本专利技术提出一种安全水系锂离子电池电解质溶液，由结晶水的锂盐LiBETI（H2O）2.0和无水的锂盐LiOTf以3:1摩尔比同时溶解到水溶剂中，形成了独特的双锂盐水系电解质溶液（定义为WIBS），大幅提高了双锂盐电解质的浓度，达到了29m（其中LiBETI为22m，LiOTf为7m）。上述一种安全水系锂离子电池电解质溶液的制备方法就是把结晶水的锂盐LiBETI（H2O）2.0和无水的锂盐LiOTf以3:1摩尔比同时溶解到水溶剂中即可制得。实施例1将含结晶水的锂盐LiBETI（H2O）2.0和无水的锂盐LiOTf以3:1摩尔比同时溶解到水溶剂中，形成了独特的双锂盐水系电解质溶液，定义为WIBS。该独特的双锂盐水系电解质溶液，大幅提高了双锂盐电解质的浓度，达到了29m，其中LiBETI为22m，LiOTf为7m。即得到本专利技术的一种安全水系锂离子电池电解质溶液WIBS，将WIBS作为电解质组装NCM/WIBS/C-TiO2锂离子结构电池，其中NCM镍钴锰酸锂三元材料为正极，C-TiO2为碳（石墨）包覆的二氧化钛为负极，WIBS为电解质。实施例2将含结晶水的锂盐LiBETI（H2O）2.0和无水的锂盐LiOTf以3:1摩尔比同时溶解到水溶剂中，形成了独特的双锂盐水系电解质溶液，定义为WIBS。该独特的双锂盐水系电解质溶液，大幅提高了双锂盐电解质的浓度，达到了29m，其中LiBETI为22m，LiOTf为7m。即得到本专利技术的一种安全水系锂离子电池电解质溶液WIBS，将WIBS作为电解质组装LFP/WIBS/C-TiO2锂离子结构电池，其中LFP磷酸铁锂材料为正极，C-TiO2为碳（石墨）包覆的二氧化钛为负极，WIBS为电解质。以上实施例的效果：上述工艺过程制备得到一种安全水系锂离子电池电解质溶液，通过组装成为NCM/WIBS/C-TiO2和LFP/WIBS/C-TiO2等锂离子结构电池，经实验测试，本专利技术的一种安全水系锂离子电池电解质溶液可以忍耐与使用有机溶剂的商用锂离子电池同等的3.2伏的电压，并且还具备比市面上销售的锂离子电池大大缩短时间，实现快速充电、放电（6分钟）的优点。以上实施例的重大作用：上述工艺过程制备得到一种安全水系锂离子电池电解质溶液，可以解决锂离子电池长期存在的电解质易燃易爆的安全性问题。以上实施例的稳定性：上述工艺过程制备得到一种安全水系锂离子电池电解质溶液，通过组装成为NCM/WIBS/C-TiO2和LFP/WIBS/C-TiO2等锂离子结构电池，经实验测试，本专利技术的一种安全水系锂离子电池电解质溶液可以显著提高锂离子电池放电比容量，达到500mAh/g,并保持95%高的库伦效率和1200次的长期循环稳定性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全水系锂离子电池电解质溶液，其特征在于，其由结晶水的锂盐LiBETI（H

【技术特征摘要】
1.一种安全水系锂离子电池电解质溶液，其特征在于，其由结晶水的锂盐LiBETI（H2O）2.0和无水的锂盐LiOTf以3:1摩尔比同时溶解到水溶剂中得到。2.根据权利要求1所述的一种安全水系锂离子电池电解质溶液，其特征在于，所述安全水系锂离子电池电解质溶液的浓度达到了29m。3.根据权利要求2所述的一种安全...

【专利技术属性】
技术研发人员：文仁光，
申请(专利权)人：深圳市希顺有机硅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44