一种耐超低温锂离子电池用电解液制造技术

本发明专利技术公开了一种耐超低温锂离子电池用电解液，其由溶质和溶剂组成，所述溶质与溶剂的比例为（10‑16）：1，所述溶质为二元体系，由六氟磷酸锂和四氟硼酸锂组成，其质量比为（7~9）：1，所述溶剂为四元体系，由碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯构成，其体积比为（25~30）：（30~35）：（30~35）：（1~3），所述电解液的整体浓度为0.9~1.3mol/L。本案通过采用乙酸乙酯作为电解液溶剂降低电解液熔点，乙酸乙酯的熔点为‑84℃，极大地提高电解液低温特性，在六氟磷酸锂溶质中添加少量四氟硼酸锂，提高了电解液的低温特性和安全特性。

【技术实现步骤摘要】
一种耐超低温锂离子电池用电解液
本专利技术属于锂离子电池制造
，具体涉及一种耐超低温锂离子电池用电解液。
技术介绍
锂离子电池近些年来被人们广泛的认知，并且也得到了较好的应用，特别是随着新能源汽车的快速发展，锂离子电池技术也有了快速的提高和进步。然而，锂离子电池较差的低温特性，严重制约了它的发展。尤其对于我国北方地区而言，锂离子电池的低温性能的提升更显得尤为重要。影响锂电池低温性能的因素有很多，包括正、负极材料的种类、电解液的组分、制造工艺等等。其中电解液是影响锂电池低温性能的最重要因素，这是由于低温时电解液的粘度变大，离子和电子导电率变低，正负极之间的离子转移收到限制，电池的活性降低。
技术实现思路
本专利技术提出了一种耐超低温锂离子电池用电解液，通过采用乙酸乙酯作为电解液溶剂降低电解液熔点，乙酸乙酯的熔点为-84℃，极大地提高电解液低温特性，在六氟磷酸锂溶质中添加少量四氟硼酸锂，提高了电解液的低温特性和安全特性，用该电解液制作的锂电池，特别是三元正极体系的锂电池，低温性能好、安全性佳。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种耐超低温锂离子电池用电解液，其由溶质和溶剂组成，所述溶质与溶剂的比例为（10-16）：1，所述溶质为二元体系，由六氟磷酸锂和四氟硼酸锂组成，其质量比为（7~9）：1，所述溶剂为四元体系，由碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯构成，其体积比为（25~30）：（30~35）：（30~35）：（1~3），所述电解液的整体浓度为0.9~1.3mol/L。在本专利技术的耐超低温锂离子电池用电解液中，所述碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯的体积比为25：35：38：2，六氟磷酸锂和四氟硼酸锂的质量比为8：1，所述电解液的整体浓度为1.0mol/L。在本专利技术的耐超低温锂离子电池用电解液中，所述碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯的体积比为30：34：35：1，六氟磷酸锂和四氟硼酸锂的质量比为7：1，所述电解液的整体浓度为0.9mol/L。在本专利技术的耐超低温锂离子电池用电解液中，所述碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯的体积比为25：30：34：7，六氟磷酸锂和四氟硼酸锂的质量比为9：1，所述电解液的整体浓度为1.3mol/L。实施本专利技术的这种耐超低温锂离子电池用电解液，具有以下有益效果：1、利用乙酸乙酯作为电解液溶剂降低电解液熔点，乙酸乙酯的熔点为-84℃，极大地提高电解液低温特性。2、由于四氟硼酸锂具有低温性能好、热稳定性好的优点，在六氟磷酸锂溶质中添加少量该LiBF4材料可以提高电解液的低温特性和安全特性；3、使用本专利技术提供的低温电解液制作的锂电池低温性能好、安全性佳，特别是三元正极体系的锂电池。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在本专利技术的实施例中，碳酸乙烯酯，为透明无色液体，室温时为结晶固体，用于化肥、纤维、制药及有机合成等行业，在电池工业，可作为锂电池电解液的优良溶剂。在本专利技术的实施例中，丙酸乙酯，熔点-73.8℃，黏度（0.502mPa.s），熔点低，黏度低，可降低电解液体系的黏度和共熔点，有利于锂离子的迁移，提高锂离子电池的低温性能。在本专利技术的实施例中，乙酸乙酯，熔点-83℃，沸点77℃，具有较低的熔点，能够对锂离子电池的低温性能进行极大地改善，沸点适中，能够满足电池使用的要求，介电常数高，黏度低，不影响电池的倍率性能的发挥。在本专利技术的实施例中，碳酸亚乙烯酯，热稳定性60℃x24h，无明显变化，是一种锂离子新型有机成膜添加剂与过充电保护添加剂，具有良好的高低温性能及防气胀功能，可以提高电池的容量和循环寿命。在本专利技术的实施例中，六氟磷酸锂，具有良好的电导率、能形成稳定的固体电解质界面膜（SEI膜）、内阻小以及充放电速度快等优点，是目前锂离子电池电解液的首选电解质。在本专利技术的实施例中，四氟硼酸锂，具有较好的化学稳定性和热稳定性，对水分不太敏感，主要作为六氟磷酸锂基电解质体系添加剂，改善循环寿命，提高了锂离子电池性能，且对铝箔的钝化能力也相当优秀，因此作为膜添加剂，已广泛应用于当前的电解液中，还可拓宽锂离子电池的工作温度范围，提高电池的高低温放电性能。在本专利技术的实施例中，所述电解液由溶质和溶剂组成，所述溶质与溶剂的比例为（10-16）：1，所述溶质为二元体系，由六氟磷酸锂和四氟硼酸锂组成，其质量比为（7~9）：1，所述溶剂为四元体系，由碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯构成，其体积比为（25~30）：（30~35）：（30~35）：（1~3），所述电解液的整体浓度为0.9~1.3mol/L。所述电解液配置可在手套箱内进行，对所述溶剂和溶质分别称重后，放置在容器内，通过常规搅拌、震荡、超声等方式混合均匀。实施例1将碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯按体积比25：35：38：2混合，搅拌后形成电解液溶剂，再将六氟磷酸锂和四氟硼酸锂按质量比为8：1的比例混合后溶于上述溶剂内，在手套箱中强力搅拌后，可配置成浓度为1.0mol/L的低温电解液，结果如下表所示：温度（℃）放电倍率（C）容量保持率（%,相对25℃）250.210000.292-200.287-300.280实施例2将碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯按体积比30：34：35：1混合，搅拌后形成电解液溶剂，再将六氟磷酸锂和四氟硼酸锂按质量比为7：1的比例混合后溶于上述溶剂内，在手套箱中强力搅拌后，可配置成浓度为0.9mol/L的低温电解液，结果如下表所示：温度（℃）放电倍率（C）容量保持率（%,相对25℃）250.210000.290-200.285-300.278实施例3将碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯按体积比25：30：34：7混合，搅拌后形成电解液溶剂，再将六氟磷酸锂和四氟硼酸锂按质量比为9：1的比例混合后溶于上述溶剂内，在手套箱中强力搅拌后，可配置成浓度为1.3mol/L的低温电解液，结果如下表所示：温度（℃）放电倍率（C）容量保持率（%,相对25℃）250.210000.294-200.290-300.281本专利技术的技术方案是这样实现的：一种锂离子电池低温电解液，包含溶剂和溶质两部分，溶剂由碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯构成，四种材料的体积比为（25~30）：（30~35）：（30~35）：（1~3）；溶质由六氟磷酸锂和LiBF4构成，两种材料的质量比为（7~9）：1；电解液的整体浓度为0.9~1.3mol/L。具体的电解液配置可在手套箱内进行，对溶剂和溶质分别称重后，放置在容器内，通过常规搅拌、震荡、超声等方式混合均匀即可。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐超低温锂离子电池用电解液，其特征在于，由溶质和溶剂组成，所述溶质与溶剂的比例为（10‑16）：1，所述溶质为二元体系，由六氟磷酸锂和四氟硼酸锂组成，其质量比为（7~9）：1，所述溶剂为四元体系，由碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯构成，其体积比为（25~30）：（30~35）：（30~35）：（1~3），所述电解液的整体浓度为0.9~1.3mol/L。

【技术特征摘要】
1.一种耐超低温锂离子电池用电解液，其特征在于，由溶质和溶剂组成，所述溶质与溶剂的比例为（10-16）：1，所述溶质为二元体系，由六氟磷酸锂和四氟硼酸锂组成，其质量比为（7~9）：1，所述溶剂为四元体系，由碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯构成，其体积比为（25~30）：（30~35）：（30~35）：（1~3），所述电解液的整体浓度为0.9~1.3mol/L。2.根据权利要求1所述的耐超低温锂离子电池用电解液，其特征在于，所述碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯和碳酸亚乙烯酯的体积比为25：35：38：2，六氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹晓磊，汪发波，
申请(专利权)人：江西赛特新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36