一种锂离子电池电解液及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池电解液，属于锂二次电池技术领域，由有机溶剂、添加剂和锂盐组成，有机溶剂由溶剂A和溶剂B组成，以有机溶剂与添加剂的总体质量为100％计，各组分及其质量百分数如下：溶剂A为20％～30％，溶剂B为30％～69.5％，添加剂为0.5％～50％；溶剂A为碳酸乙烯酯；溶剂B为碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的一种或多种；添加剂为亚硫酸酯类有机溶剂；锂盐在电解液中的物质的量浓度为0.6～1.5mol/L。本发明专利技术还提供了上述锂离子电池电解液的制备方法以及锂二次电池。本发明专利技术与电极材料的相容特性好，拓宽了电解液材料的温度适应特性，可有效提高锂二次电池的循环性能、倍率性能及温度适应性的锂离子电池电解液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂二次电池
，具体是。
技术介绍
锂离子电池是一种新型的化学电源，因其具有能量密度大、工作电压高、寿命长以 及无环境公害的特点，广泛应用于数码电子类、移动电源、电动便携式工具、电动汽车电源 等广品中。 锂离子电池电解液是锂离子电池的重要组成部分，在锂离子电池中承担着在正负 极之间传输电荷的作用，它对锂离子电池的容量、工作使用温度、循环效率及安全性能等至 关重要。锂离子电池电解液一般由高纯有机溶剂、电解质锂盐和必要添加剂组成。高纯有 机溶剂和必要添加剂构成的溶剂一般由高介电常数有机溶剂、低粘度有机溶剂以及添加剂 混合组成，是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关。电解质锂盐关系着电解液的离 子电导率和电极钝化膜的形成。 目前广泛使用的商用锂离子电池电解液中含有的溶剂大部分不能形成稳定的固 体电解质相界面（SEI)膜，在使用过程中会和溶剂化的锂离子共同嵌入到石墨层间，并在 高度石墨化碳电极材料表面发生分解，使石墨层发生剥离，导致锂离子电池循环性能下降 以及倍率性能差。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是：克服现有技术的不足，提供一种与电极材料的相容特性 好，拓宽了电解液材料的温度适应特性，可有效提高锂二次电池的循环性能、倍率性能及温 度适应性的锂离子电池电解液。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种锂离子电池电解液，由有机 溶剂、添加剂和锂盐组成，所述有机溶剂由溶剂A和溶剂B组成，以有机溶剂与添加剂的总 体质量为100 %计，各组分及其质量百分数如下：溶剂A为20 %~30 %，溶剂B为30 %~ 69. 5%，添加剂为(λ5%~50% ; 所述溶剂Α为碳酸乙烯酯； 所述溶剂B为碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的一种或多种； 所述添加剂为亚硫酸酯类有机溶剂； 所述锂盐在电解液中的物质的量浓度为0. 6~1. 5mol/L。 进一步地，所述亚硫酸酯类有机溶剂为亚硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯衍生物、亚硫 酸丙烯酯、亚硫酸丙烯酯衍生物、亚硫酸丁烯酯、亚硫酸丁烯酯衍生物、亚硫酸二甲酯、亚硫 酸二甲酯衍生物、亚硫酸二乙酯、亚硫酸二乙酯衍生物、亚硫酸甲乙酯或亚硫酸甲乙酯衍生 物中的一种。 进一步地，所述锂盐为高氯酸锂（LiC104)、六氟磷酸锂（LiPF6)、四氟硼酸锂 (LiBF4)、全氟烷基磺酸锂、全氟烷基磺酸酰亚胺锂、环状全氟烷基双（磺酰）亚胺锂、全氟 烷基磺酸酰甲基锂、有机硼酸酯锂、有机磷酸锂或有机铝酸酯锂中的一种。 进一步地，所述全氟烷基磺酸锂为LiCF3S03，所述全氟烷基磺酸酰亚胺锂为 Li(CF3S02) 2N或Li(C2F5S02)具所述环状全氟烷基双（磺酰）亚胺锂为LiN(RfS02) 2，所述全 氟烷基磺酸酰甲基锂为LiC(CF3S02)3，所述有机硼酸酯锂为双乙酸硼酸锂（LiBOB)或二氟 草酸硼酸锂（LiODFB)，其中Rf为全氟烷基其中之一。 进一步地，所述溶剂A为碳酸乙烯酯，所述溶剂B为碳酸甲乙酯，所述添加剂为亚 硫酸丁烯酯，所述锂盐为二氟草酸硼酸锂，以有机溶剂和添加剂的总体质量为100%计，其 中各组分及其质量百分数如下：碳酸乙烯酯为23%，碳酸甲乙酯为57%，亚硫酸丁烯酯为 20%，二氟草酸硼酸锂在电解液中物质的量浓度为lmol/L。 进一步地，所述亚硫酸乙烯酯的结构式如式I所示， 所述亚硫酸乙烯酯衍生物的结构式如式II所示， 所述亚硫酸丙烯酯的结构式如式III所示， 所述亚硫酸丙烯酯衍生物的结构式如式IV所示， 所述亚硫酸丁烯酯的结构式如式V所示， 所述亚硫酸丁烯酯衍生物的结构式如式VI所示， 所述亚硫酸二甲酯的结构式如式W所示， 所述亚硫酸二甲酯衍生物的结构式如式W所示， 所述亚硫酸二乙酯的结构式如式IX所示， 所述亚硫酸二乙酯衍生物的结构式如式X所示， 所述亚硫酸甲乙酯的结构式如式XI所示， 所述亚硫酸甲乙酯衍生物的结构式如式ΧΠ所示， 在上述结构式I~ΧΠ中，RJPR2分别独立选自：氢原子、卤素原子、硝基、氰基、甲 氧基、甲氧甲酰基、乙酰基、苯基、碳原子数为1~10的烷基、用卤素原子取代氢的碳原子数 为1~10的烷基（部分或完全取代）、用硝基取代氢的碳原子数为1~10的烷基（部分 或完全取代）、用氰基取代氢的碳原子数为1~10的烷基（部分或完全取代）、用甲氧基取 代氢的碳原子数为1~10的烷基（部分或完全取代）、用甲氧甲酰基取代氢的碳原子数为 1~10的烷基（部分或完全取代）、用乙酰基取代氢的碳原子数为1~10的烷基（部分或 完全取代）或用苯基取代氢的碳原子数为1~10的烷基（部分或完全取代）其中之一；其 中，卤素原子选自氯原子、溴原子或碘原子其中之一。 本专利技术还提供了上述锂离子电池电解液的制备方法：在氩气保护下，在手套箱中 按比例混合各组分制成电解液。 本专利技术还提供了一种锂二次电池：包括正电极、负电极和隔膜，所述正电极、负电 极和隔膜浸润在电解液中。纽扣电池的组装方法如下：将中间相炭微球（MCMB)、乙炔黑和聚偏氟乙烯（PVDF) 按照8 : 1 : 1的质量比混合，添加N-甲基-2-吡咯烷酮粘结剂溶液混合成均匀的浆状 物，均匀涂覆在铜箱衬底上，在红外灯下除去水分和溶剂，然后用油压机压实，得到一定厚 度的薄膜，在真空干燥箱内真空干燥后，裁成直径8_圆形极片置于充满氩气的手套箱内 备用；涂膜前后分别称重铜箱质量，继而得到活性物质MCMB的重量，以便用于后续的容量 测试；在充满氩气手套箱内，以MCMB电极片作为正电极，金属锂箱作为负电极，隔膜选用 2300PVDF隔膜，放入商业化锂二次电池CR2025型纽扣电池毛胚中，滴加电解液，至正、负电 极与隔膜充分浸润，再用将电池压实扣紧，组装成纽扣电池。 本专利技术具有的优点和积极效果是： (1)本专利技术电解液组分配比合理，用于锂二次电池，可以在石墨类电极材料表面形 成一层有效、致密和稳定的固体电解质相界面膜，以阻止有机溶剂和溶剂化锂离子的共嵌 入，从而可以大大提高使用本专利技术电解液的锂二次电池的容量、循环性能和倍率性能； (2)本专利技术电解液中使用亚硫酸酯类作为添加剂，拓宽了电解液材料的温度适应 特性，改善了电解液形成固体电解质相界面膜的稳定性，有效地提高了电解液与电极材料 的相容性； (3)本专利技术电解液可有效提高锂二次电池的循环性能、倍率性能及温度适应性。当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池电解液，其特征在于：由有机溶剂、添加剂和锂盐组成，所述有机溶剂由溶剂A和溶剂B组成，以有机溶剂与添加剂的总体质量为100％计，各组分及其质量百分数如下：溶剂A为20％～30％，溶剂B为30％～69.5％，添加剂为0.5％～50％；所述溶剂A为碳酸乙烯酯；所述溶剂B为碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的一种或多种；所述添加剂为亚硫酸酯类有机溶剂；所述锂盐在电解液中的物质的量浓度为0.6～1.5mol/L。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱亭，陶红霞，
申请(专利权)人：百顺松涛天津动力电池科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12