一种智能家居用锂离子电池电解液以及电池制造技术

本发明专利技术公开一种长期存储型锂离子电池，其中负极采用钛酸锂，电解液，其中包括导电锂盐，碳酸酯溶剂，以及复合添加剂，其特征在于，导电锂盐的浓度为2mol/L以上，碳酸酯溶剂中包括环状碳酸酯，并且其体积含量占碳酸酯溶剂总体积的70%以上，并且含有总量在碳酸酯溶剂体积百分比5‑10%的复合添加剂，氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯以及氟代二腈之间的体积V比例关系为，V

Lithium ion battery electrolyte and battery for smart home

The invention discloses a method for long-term storage of lithium ion battery, which uses lithium titanate anode, electrolyte, lithium carbonate including conductive, solvent, and additive, which is characterized in that the concentration of conductive lithium salts is above 2mol/L and the carbonate solvents including cyclic carbon ester, and its volume fraction accounted for more than the total volume of carbonate solvent 70%, compound additives and amounts in carbonate solvent volume percentage of 5 10%, between fluoromethanes two sulfonic acid methyl ester, ethylene sulfite and fluoro two nitrile volume V ratio is V.

【技术实现步骤摘要】
一种智能家居用锂离子电池电解液以及电池
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种智能家居用锂离子电池用电解液。
技术介绍
智能家居(英文：smarthome,homeautomation)是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。现有的智能家居系统一般需要连通外部电源才能工作。而在很多情况下，人们希望在没有外部电源的情况下也能使用智能家居系统部分功能，如数据读取，信号收发等功能。因此，需要在智能家居中内置电池，从而在没有外部电源的情况下为智能家居的基本功能，如数据保存，信号收发等功能提供必要的电源。而由于用于智能家居的电池和现在普通的电池需求不同，目前电池都是朝着低电阻，高输出的动力电池方向进行研究，而智能家居的电池的工作电流很低，并且需要能够经受长时间的存储而容量不受影响，以及更高的安全性和循环性等。而现有的电池由于电极活性物质与电解液接触产生副反应，或者电极活性物质脱落或自身元素溶出等原因，其长期放置存储性能以及经历长期存储后的工作性能并不能满足智能家居所需电池的要求。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的用于智能家居系统锂离子电池，以便克服现有电池存在的上述缺陷。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种智能家居用锂离子电池。专利技术人发现，采用高浓度的锂盐以及高比例的环状碳酸酯，并且采用复合添加剂，能够在保证内阻不增大的基础上，极大的提高电池的存储性能以及循环寿命，尤其是高温条件下的性能。具体的方案如下：一种智能家居用锂离子电池电解液，其中包括导电锂盐，碳酸酯溶剂，以及复合添加剂，其特征在于，导电锂盐的浓度为2mol/L以上，碳酸酯溶剂中包括环状碳酸酯，并且其体积含量占碳酸酯溶剂总体积的70%以上，并且含有总量在碳酸酯溶剂体积百分比5-10%的复合添加剂，其中复合添加剂由含氟磺酰亚胺锂，氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯以及氟代二腈，其中含氟磺酰亚胺锂，氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯以及氟代二腈的体积比例为1-1.5：2-4：2-4：0.5-1；并且含氟磺酰亚胺锂和氟代二腈的体积总和不超过碳酸酯溶剂体积百分比3%；氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯的体积总和不低于碳酸酯溶剂体积百分比4%，含氟磺酰亚胺锂，氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯以及氟代二腈之间的体积V比例关系为，V含氟磺酰亚胺锂+V氟代甲烷二磺酸亚甲酯>V硫酸乙烯酯+V氟代二腈。进一步，所述导电锂盐的浓度为2-4mol/L.进一步，所述碳酸酯溶剂选自碳酸乙酯，碳酸丙酯，碳酸丁酯。进一步，所述碳酸酯溶剂还包括线状碳酸酯。进一步，所述环状碳酸酯与线状碳酸酯的体积比例为7:3-9:1。进一步，复合添加剂在碳酸酯溶剂体积百分比为6%。进一步，V含氟磺酰亚胺锂+V氟代甲烷二磺酸亚甲酯=系数×（V硫酸乙烯酯+V氟代二腈），其中系数>1.1。进一步，V含氟磺酰亚胺锂+V氟代甲烷二磺酸亚甲酯=系数×（V硫酸乙烯酯+V氟代二腈），其中系数=1.2。进一步，所述锂盐选自六氟磷酸锂，四氟硼酸锂。进一步，一种智能家居用锂离子电池，其包括上述的电解液，其中负极包括钛酸锂。本专利技术具有如下有益效果：（1）选择高浓度的锂盐以及高比例的环状碳酸酯，环状碳酸酯与电极的相容性好，长期存储时难以发生副反应，而高浓度锂盐可以保证电解液粘度增加的情况下的电导率，并且可以弥补在长期使用过程中电解质中锂离子的缺失。（2）含氟磺酰亚胺锂增加了电解液中正负离子的解离能力，提高了电导率。（3）采用本申请中比例范围的复合添加剂，由于添加剂中的协同作用，能够在正负极同时形成更致密稳定的保护膜，抑制了正负极活性材料中金属元素的溶出以及电解液在电极表面的分解，同时在长期储存后保持高的电导率。（4）负极采用钛酸锂，其与电解液相容性更好，并且具有更好的循环寿命。具体实施方式本专利技术下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本专利技术的保护范围并不受限于这些实施例。实施例1六氟磷酸锂2mol/L，碳酸乙酯：碳酸二甲酯=7:3，复合添加剂占碳酸酯体积百分含量5.5%，含氟磺酰亚胺锂，全氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯，全氟代丙二腈=1:2:2:0.5（体积比）。实施例2六氟磷酸锂4mol/L，碳酸乙酯：碳酸二甲酯=9:1，复合添加剂占碳酸酯体积百分含量10%，含氟磺酰亚胺锂，全氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯，全氟代丙二腈=1.5:4:4:1（体积比）。实施例3四氟硼酸酸锂3mol/L，碳酸乙酯：碳酸二甲酯=8:2，复合添加剂占碳酸酯体积百分含量10%，含氟磺酰亚胺锂，全氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯，全氟代丙二腈=1.5:4:4:1（体积比）。对比例1六氟磷酸锂1mol/L，碳酸乙酯：碳酸二甲酯=1:1，添加剂占碳酸酯体积百分含量1%，添加剂为含氟磺酰亚胺锂。对比例2：六氟磷酸锂1mol/L，碳酸乙酯：碳酸二甲酯=1:1，添加剂占碳酸酯体积百分含量3%，添加剂为全氟代甲烷二磺酸亚甲酯。对比例3：六氟磷酸锂1mol/L，碳酸乙酯：碳酸二甲酯=1:1，添加剂占碳酸酯体积百分含量3%，添加剂为硫酸乙烯酯。对比例4：六氟磷酸锂1mol/L，碳酸乙酯：碳酸二甲酯=1:1，添加剂占碳酸酯体积百分含量1%，添加剂为全氟代丙二腈。组装电池并测试，正极：按照正极活性材料LiCoO2：导电碳黑：PVDF=95:2:3，混料，加入溶剂NMP，即N甲基吡咯烷酮，混合得到正极浆料；涂布在铝箔上，裁片得到正极；负极：按照钛酸锂：乙炔黑：SBR=90:5:5，混料，加入溶剂水，混合得到负极浆料，涂布在铜箔上，裁片得到负极；隔膜采用PE/PP/PE复合隔膜,，将正极，隔膜，负极叠片并卷绕，装入壳体中，注入电解液，化成，抽真空，封口，得到电池。下表为实施例与对比例的测试数据，存储温度为45度，循环电流为0.5C，充电截止电压4.3V，放电截止电压2.7V，高温存储更能加快电池的老化速度，通过高温存储能够模拟更长时间的室温存储环境。可见，本专利技术的电池相比较对比例的电池，在虽然首次充放电效率较低，并且循环容量保持率也和对比例持平，但是在高温存储100天以后的循环容量保持率有显著提高。尽管本专利技术的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本专利技术的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本专利技术的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本专利技术的保护范围应由所附的权利要求来限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能家居用锂离子电池电解液，其中包括导电锂盐，碳酸酯溶剂，以及复合添加剂，其特征在于，导电锂盐的浓度为2mol/L以上，碳酸酯溶剂中包括环状碳酸酯，并且其体积含量占碳酸酯溶剂总体积的70%以上，并且含有总量在碳酸酯溶剂体积百分比5‑10%的复合添加剂，其中复合添加剂由含氟磺酰亚胺锂，氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯以及氟代二腈，其中含氟磺酰亚胺锂，氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯以及氟代二腈的体积比例为1‑1.5：2‑4：2‑4：0.5‑1，并且含氟磺酰亚胺锂和氟代二腈的体积总和不超过碳酸酯溶剂体积百分比3%；氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯的体积总和不低于碳酸酯溶剂体积百分比4%，含氟磺酰亚胺锂，氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯以及氟代二腈之间的体积V比例关系为，V

【技术特征摘要】
1.一种智能家居用锂离子电池电解液，其中包括导电锂盐，碳酸酯溶剂，以及复合添加剂，其特征在于，导电锂盐的浓度为2mol/L以上，碳酸酯溶剂中包括环状碳酸酯，并且其体积含量占碳酸酯溶剂总体积的70%以上，并且含有总量在碳酸酯溶剂体积百分比5-10%的复合添加剂，其中复合添加剂由含氟磺酰亚胺锂，氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯以及氟代二腈，其中含氟磺酰亚胺锂，氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯以及氟代二腈的体积比例为1-1.5：2-4：2-4：0.5-1，并且含氟磺酰亚胺锂和氟代二腈的体积总和不超过碳酸酯溶剂体积百分比3%；氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯的体积总和不低于碳酸酯溶剂体积百分比4%，含氟磺酰亚胺锂，氟代甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯以及氟代二腈之间的体积V比例关系为，V含氟磺酰亚胺锂+V氟代甲烷二磺酸亚甲酯>V硫酸乙烯酯+V氟代二腈。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪泽宇，
申请(专利权)人：洪泽宇，
类型：发明
国别省市：江苏,32