一种锂离子动力电池电解液制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子动力电池电解液，本发明专利技术采用碳酸亚乙烯酯、四乙基四氟硼酸铵、三乙基甲基四氟硼酸铵、氟硼酸螺环季铵盐中的至少两种作为添加剂，所述添加剂占0.01～5wt%，能够控制电解液氢氟酸含量处于低水平甚至为无氢氟酸，四氟硼酸铵盐有利于提高电池中阴阳离子的解离，又可以作为电池SEI膜组分使用，阴离子为四氟硼酸根，本身就是锂离子电池电解液锂盐四氟硼酸锂的成分，且提高了电池的充放电循环性能，本发明专利技术结合了超级电容器电解液与锂离子电池电解液各自特点，实现锂离子电池电解液高电导率，利用锂离子电池首次充放电过程，完善SEI膜结构，实现锂离子电池高容量及循环效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子动力电池电解液。
技术介绍
长久以来，化石能源枯竭和环境污染一直是世界各国面临的主要问题，锂离子电 池作为21世纪探索开发出的绿色环保清洁能源，锂离子电池以其环保，能量密度高，重量 轻，安全等优势在民用电源上得到广泛应用。伴随着锂离子电池应用范围的不断拓宽，尤其 是在电动汽车等动力电池领域的飞速进展，其对环境、温度及安全要素的不同需求对电解 液体系提出了苛刻要求。目前，非水性二次锂电池用电解液，通常采用含有环状碳酸酯和一种线性碳酸酯 的有机溶剂，环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯（EC)、碳酸丙烯酯（PC)，线性碳酸酯包括碳酸甲 乙酯（EMC)、碳酸二乙酯（DEC)或当中的任几种组成的溶剂体系，以六氟磷酸锂为电解质， 六氟磷酸锂对水分和HF极其敏感，容易发生分解反应产出微量的LiF及PF 5，且不耐高温， 限制了其在动力电池上的应用。 为了改善电解液的相关电化学性能，往往加入系列的添加剂。如在电解液添加剂 中单独加入腈类（NC-R-CN)添加剂，可以提高电池的高温存储性能；单独加入碳酸亚乙烯 酯（VC)添加剂，提高了电池循环性能；单独加入氟代碳酸乙烯酯（FEC)添加剂，可以延长电 池的循环寿命；单独加入1，3-丙烷磺内酯（PS)添加剂，可以提高电池的高温循环性能；但 是他们具备优点同时都因为一些缺点不能单独使用。锂离子电池电解液作为锂离子电池的 重要组分，其中氢氟酸指标与导电性能一定程度上约束了电池性能发挥。因此，提高电解液 解离程度、抑制及控制电解液中游离氢氟酸的含量，一直是人们关注的课题。【专利技术内容】 本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种锂离子动力电池电解液，其涉及 一种控制电解液中氢氟酸含量控制，在不经过特殊酸度控制试剂处理，也能控制电解液中 氢氟酸含量小于IOppm甚至没有氢氟酸含量。同时，引入超级电容原理及其电解质氟硼酸 季铵盐及其它组分作为本方面的组成。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： -种锂离子动力电池电解液，包括溶剂、电解质和添加剂，所述溶剂为碳酸乙烯 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、碳酸丁烯酯中的至少 一种； 所述的添加剂含有碳酸亚乙烯酯、四乙基四氟硼酸铵、三乙基甲基四氟硼酸铵、氟 硼酸螺环季铵盐中的一种或者几种，所述添加剂占〇. 01~5wt%。 相对于现有技术，本专利技术一种锂离子动力电池电解液，兼具控制氢氟酸含量和提 高电池循环性能的锂离子电池电解液。结合了超级电容器电解液与锂离子电池电解液各 自特点，实现锂离子电池电解液高电导率，利用锂离子电池首次充放电过程，完善SEI膜结 构，同时提供多余解离的离子基团，有利于锂离子电池充放电过程中阴阳离子基团表达，有 利于实现锂离子电池高容量及循环效果。 作为本专利技术所述的一种锂离子动力电池电解液的一种改进，所述的添加剂还包括 己二腈、丙烷磺酸内酯中的任意一种，所述添加剂占0. 01~5wt %。 作为本专利技术所述的一种锂离子动力电池电解液的一种改进，所述的溶剂还包括乙 酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、氟代苯、氟代碳酸乙烯酯、y-丁内酯、己二腈中的至少一种， 用量小时可以作为添加剂。 作为本专利技术所述的一种锂离子动力电池电解液的一种改进，所述的所述添加剂占 0? 01 ~5wt % 〇 作为本专利技术所述的电解质为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼 酸锂、二（三氟甲基磺酰）亚胺锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、碘化锂中的至 少一种，且四氟硼酸锂的分子式为LiBF4,分子量为93. 74,主要作为新型电解质和成膜添 加剂应用于锂离子电池。LiBF4作为新型电解质，其在水分、温度敏感性及安全性能等方面 的优势，四氟硼酸锂电解质的热稳定性较好，对环境水分不敏感。作为本专利技术所述的一种锂 离子动力电池电解液电解质其浓度为〇. 8~I. 5mol/L。 本专利技术的有益效果：本专利技术采用碳酸亚乙烯酯、腈类物质、1，3-丙烷磺酸内酯、四 乙基四氟硼酸铵、三乙基甲基四氟硼酸铵、氟硼酸螺环季铵盐等氟硼酸季铵盐，所述添加量 重量总量占电解液〇. 01 %~5 %，能够控制电解液氢氟酸含量处于低水平甚至为无氢氟 酸，氟硼酸季铵盐解离的阳离子有机铵基团与四氟硼酸根，在电池首次充放电过程参与锂 离子SEI膜的形成，同时四氟硼酸根本身就是锂离子电池电解质四氟硼酸锂的组分。四氟 硼酸根与电池内部的锂元素结合，有利于电解质解离提高电解质解离数，有利于提高电池 充放电过程中电解质有效量，有利于实现锂离子电池高容量及循环效果。【具体实施方式】 下面将结合具体实施例对本专利技术及其有益效果作进一步详细说明，但是，本专利技术 的实施例并不局限于此。 为了使得本专利技术电解液的效果可以更直观呈现，设置4个对比例子。 对比例1 将电解质LiPFfr^于碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸甲乙酯（质量比5/9/7)的 混合溶剂中得到溶剂，加入总质量的1 %的碳酸亚乙烯酯，其中LiPF6浓度为I. lmol/L，得 到对比电解液。 对比例2 将锂盐LiPFfr^于碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸甲乙酯（质量比5/9/7)的混 合溶剂中得到溶剂，加入总质量的1 %的碳酸亚乙烯酯，加入总质量的2%的1，3-丙烷磺酸 内酯，其中LiPF6浓度为I. lmol/L，得到对比电解液。 对比例3 将锂盐LiPFfr^于碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸甲乙酯（质量比5/9/7)的混 合溶剂中得到溶剂，加入总质量的1 %的碳酸亚乙烯酯和1 %己二腈，其中LiPF6浓度为 I. Imol/L，得到对比电解液。 对比例4 将锂盐LiPFfr^于碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸甲乙酯（质量比5/9/7)的混合 溶剂中得到溶剂，加入总质量的1 %的碳酸亚乙烯酯和1 %己二腈，加入总质量的2%的1， 3-丙烷磺酸内酯，其中LiPF6浓度为I. lmol/L，得到对比电解液。 实施例1 按照对比例1的相同的方法制备电解液，不同的是在此基础上加入总质量0. 1% 四乙基四氟硼酸铵，采用四氟硼酸锂作为锂盐，锂盐其浓度为lmol/L。 实施例2 按照对比例1的相同的方法制备电解液，不同的是在此基础上加入总质量0. 5% 四乙基四氟硼酸铵，采用双草酸硼酸锂作为锂盐，锂盐其浓度为I. 2mol/L。 实施例3 按照对比例1的相同的方法制备电解液，不同的是在此基础上加入总质量1%四 乙基四氟硼酸铵，采用二氟草酸硼酸锂作为锂盐，锂盐其浓度为I. 2mol/L。 实施例4 按照对比例1的相同的方法制备电解液，不同的是在此基础上加入总质量0. 1% 三乙基甲基四氟硼酸铵，当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子动力电池电解液，其特征在于：包括溶剂、电解质和添加剂，所述溶剂为碳酸乙烯酯、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、碳酸丁烯酯中的至少一种；所述的添加剂含有碳酸亚乙烯酯、四乙基四氟硼酸铵、三乙基甲基四氟硼酸铵、氟硼酸螺环季铵盐中的至少两种，所述添加剂占0.01～5wt%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛利，邱先虎，万梅，黄永松，杨勇，
申请(专利权)人：东莞市天丰电源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44