具有高安全性的电池电解液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高安全性的电池电解液，包括如下重量份的各组分：有机硼镁盐50‑80份、有机醚类非质子极性溶剂40‑80份、阻燃剂15‑25份、SiO2 8‑15份、甘露醇3‑6份、Na2SO4 2‑4份及适量pH调节剂。有益之处在于：本发明专利技术的电池电解液具有极高的安全性能，在钉刺试验中不起火不冒烟，同时也不会发生破裂和膨胀现象，并且能够抑制内部短路时的热失控，安全性能得到大大提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池电解液，具体涉及一种具有高安全性的电池电解液及其制备方法；属于电池

技术介绍
电解液是锂离子电池的四大关键材料(正极、负极、隔膜、电解液)之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(六氟磷酸锂，LiFL6)、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。申请号为200810026705.5的专利技术专利公开了一种新型的锂离子电池电解液，其特点是：在普通的锂离子电池电解液中加入含有氟代有机化合物的添加剂，并且含有氟代有机化合物的添加剂的加入量为锂离子电池电解液总量的5％～10％，使用本专利技术所述的锂离子电池电解液，电池的放电容量和平台效率都有明显的提高，同时电池自身的内阻也有一定程度的降低，所测定的电池数据都能够有很好的一致性，用本专利技术制作的电池高、低温放电性能均有明显提高。但是，该电解液的稳定性较差，存在易燃、易爆等安全隐患。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有高安全性的电池电解液。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：具有高安全性的电池电解液，包括如下重量份的各组分：有机硼镁盐50-80份、有机醚类非质子极性溶剂40-80份、阻燃剂15-25份、SiO28-15份、甘露醇3-6份、Na2SO42-4份及适量pH调节剂。优选地，前述有机醚类非质子极性溶剂选自：四氢呋喃、乙醚、丁醚、1，2-二甲氧基乙烷、二甲醚及四乙二醇二甲醚中的一种或多种的混合物。更优选地，前述阻燃剂为颗粒状聚磷酸铵，熔点不低于120℃。再优选地，前述SiO2为纳米颗粒物，平均粒径为80-150nm。进一步优选地，前述pH调节剂为草酸。此外，本专利技术还公开了如前所述的具有高安全性的电池电解液的制备方法，具体包括如下步骤：S1、按重量份计，将有机硼镁盐加入有机醚类非质子极性溶剂中并搅拌使其混合均匀，用pH调节剂调节混合溶液的pH值至5.5-6.5；S2、按重量份计，将阻燃剂投入混合溶液中并升温至50-60℃，保温静置3-8h；S3、按重量份计，称取纳米SiO2球磨5-10h，然后与甘露醇和Na2SO4混合均匀，得到组合添加剂；S4、将步骤S2的混合物冷却至室温，向其中加入步骤S3的组合添加剂，然后搅拌混合均匀，得到电池电解液。优选地，前述步骤S1中，搅拌转速为600-800r/min，搅拌时间10-20min。更优选地，前述步骤S2中，采用水浴锅实现混合溶液的保温。再优选地，前述步骤S3中，球磨转速为2000-3000r/min，搅拌时间为20-50min。进一步优选地，前述步骤S4中，搅拌转速为1500-2000r/min，搅拌时间为60-80min。本专利技术的有益之处在于：本专利技术的电池电解液具有极高的安全性能，在钉刺试验中不起火不冒烟，同时也不会发生破裂和膨胀现象，并且能够抑制内部短路时的热失控，安全性能得到大大提高。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作具体的介绍。本专利技术中无特殊说明，所有原料均为市购。实施例1本实施例的具有高安全性的电池电解液，包括如下重量份的各组分：有机硼镁盐50份、有机醚类非质子极性溶剂40份、阻燃剂15份、SiO28份、甘露醇3份、Na2SO42份及适量pH调节剂。其中，有机醚类非质子极性溶剂选自：四氢呋喃、乙醚、丁醚、1，2-二甲氧基乙烷、二甲醚及四乙二醇二甲醚中的一种或多种的混合物；阻燃剂为颗粒状聚磷酸铵，熔点不低于120℃；SiO2为纳米颗粒物，平均粒径为80-150nm；pH调节剂为草酸。其制备方法具体包括如下步骤：S1、按重量份计，将有机硼镁盐加入有机醚类非质子极性溶剂中并搅拌使其混合均匀，用pH调节剂调节混合溶液的pH值至5.5-6.5；S2、按重量份计，将阻燃剂投入混合溶液中并升温至50-60℃，保温静置3-8h；S3、按重量份计，称取纳米SiO2球磨5-10h，然后与甘露醇和Na2SO4混合均匀，得到组合添加剂；S4、将步骤S2的混合物冷却至室温，向其中加入步骤S3的组合添加剂，然后搅拌混合均匀，得到电池电解液。其中，步骤S1中，搅拌转速为600-800r/min，搅拌时间10-20min；步骤S2中，采用水浴锅实现混合溶液的保温；步骤S3中，球磨转速为2000-3000r/min，搅拌时间为20-50min；步骤S4中，搅拌转速为1500-2000r/min，搅拌时间为60-80min。实施例2本实施例与实施例1的区别在于各组分的重量份数不同，具体如下：有机硼镁盐60份、有机醚类非质子极性溶剂60份、阻燃剂20份、SiO212份、甘露醇5份、Na2SO43份及适量pH调节剂。制备方法与实施例1完全相同，本实施例中不再赘述。实施例3本实施例与实施例1的区别在于各组分的重量份数不同，具体如下：有机硼镁盐80份、有机醚类非质子极性溶剂80份、阻燃剂25份、SiO215份、甘露醇6份、Na2SO44份及适量pH调节剂。制备方法与实施例1完全相同，本实施例中不再赘述。对比例1本对比例与实施例2的组分及重量份区别在于：不包含pH调节剂。制备方法如下：S1、按重量份计，将有机硼镁盐加入有机醚类非质子极性溶剂中并搅拌使其混合均匀；S2、按重量份计，将阻燃剂投入混合溶液中并升温至50-60℃，保温静置3-8h；S3、按重量份计，称取纳米SiO2球磨5-10h，然后与甘露醇和Na2SO4混合均匀，得到组合添加剂；S4、将步骤S2的混合物冷却至室温，向其中加入步骤S3的组合添加剂，然后搅拌混合均匀，得到电池电解液。对比例2本对比例与实施例2的组分区别在于：不包含SiO2，具体如下：有机硼镁盐60份、有机醚类非质子极性溶剂60份、阻燃剂20份、甘露醇5份、Na2SO43份及适量pH调节剂。制备方法具体包括如下步骤：S1、按重量份计，将有机硼镁盐加入有机醚类非质子极性溶剂中并搅拌使其混合均匀，用pH调节剂调节混合溶液的pH值至5.5-6.5；S2、按重量份计，将阻燃剂投入混合溶液中并升温至50-60℃，保温静置3-8h；S3、按重量份计，称取甘露醇和Na2SO4混合均匀，得到组合添加剂；S4、将步骤S2的混合物冷却至室温，向其中加入步骤S3的组合添加剂，然后搅拌混合均匀，得到电池电解液。对比例3本对比例与实施例2的组分区别在于：不包含SiO2和阻燃剂，具体如下：有机硼镁盐60份、有机醚类非质子极性溶剂60份、甘露醇5份、Na2SO43份及适量pH调节剂。制备方法具体包括如下步骤：S1、按重量份计，将有机硼镁盐加入有机醚类非质子极性溶剂中并搅拌使其混合均匀，用pH调节剂调节混合溶液的pH值至5.5-6.5；S2、将升温至50-60℃，保温静置3-8h；S3、按重量份计，称取甘露醇和Na2SO4混合均匀，得到组合添加剂；S4、将步骤S2的混合物冷却至室温，向其中加入步骤S3的组合添加剂，然后搅拌混合均匀，得到电池电解液。应用试验将上述实施例和对比例制得的电解液应用到蓄电池中，通过钉刺试验检测蓄电池的安全性能。在钉刺试验中，首先，在25℃的环境下，在4.2-3.0V的电压范围，重复2次0.1mA/cm2的电流密度的充放电循本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有高安全性的电池电解液，其特征在于，包括如下重量份的各组分：有机硼镁盐50‑80份、有机醚类非质子极性溶剂40‑80份、阻燃剂15‑25份、SiO2 8‑15份、甘露醇3‑6份、Na2SO4 2‑4份及适量pH调节剂。

【技术特征摘要】
1.具有高安全性的电池电解液，其特征在于，包括如下重量份的各组分：有机硼镁盐50-80份、有机醚类非质子极性溶剂40-80份、阻燃剂15-25份、SiO28-15份、甘露醇3-6份、Na2SO42-4份及适量pH调节剂。2.根据权利要求1所述的具有高安全性的电池电解液，其特征在于，所述有机醚类非质子极性溶剂选自：四氢呋喃、乙醚、丁醚、1，2-二甲氧基乙烷、二甲醚及四乙二醇二甲醚中的一种或多种的混合物。3.根据权利要求1所述的具有高安全性的电池电解液，其特征在于，所述阻燃剂为颗粒状聚磷酸铵，熔点不低于120℃。4.根据权利要求1所述的具有高安全性的电池电解液，其特征在于，所述SiO2为纳米颗粒物，平均粒径为80-150nm。5.根据权利要求1所述的具有高安全性的电池电解液，其特征在于，所述pH调节剂为草酸。6.如权利要求1-5任一项所述的具有高安全性的电池电解液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、按重量份计，将有机硼镁盐加入有机醚类非质子极性溶剂中并搅拌使其混合均匀，用pH调节剂调节混...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泽山，
申请(专利权)人：扬州市喜来太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32