高温型锂锰软包装电池用电解液及其制备电池的方法技术

本发明专利技术公开了一种高温型锂锰软包装电池用电解液。它包括电解液溶剂和电解质盐，电解液溶剂为沸点大于80℃，电导率大于5mS/cm的有机溶剂,电解质盐的摩尔浓度0.8mol/L～1.5mol/L。本发明专利技术具有耐高温、锂锰软包装电池用电解液制备的锂锰软包装电池能达到在80℃±2℃条件下连续存放48小时不出现气胀的优点。本发明专利技术还公开了高温型锂锰软包装电池用电解液制备电池的方法。

Electrolyte for high temperature lithium manganese flexible packaging battery and its preparation method

The invention discloses an electrolyte for lithium manganese soft packaging battery of high temperature type. It includes electrolyte solvents and electrolyte salts. The boiling point of electrolyte solvents is more than 80 C, the conductivity of organic solvents is more than 5 ms/cm, and the molar concentration of electrolyte salts is 0.8 mol/L to 1.5 mol/L. The lithium-manganese soft-packaged battery has the advantages of high temperature resistance, lithium-manganese soft-packaged battery prepared by electrolyte, and can be stored continuously at 80 [2] C for 48 hours without bloating. The invention also discloses a method for preparing high temperature lithium manganese flexible packaging battery with electrolyte.

【技术实现步骤摘要】
高温型锂锰软包装电池用电解液及其制备电池的方法
本专利技术涉及一次锂锰电池
，更具体地说它是高温型锂锰软包装电池用电解液。本专利技术还涉及高温型锂锰软包装电池用电解液制备电池的方法。
技术介绍
锂锰软包装电池具有高功率、高容量、安全性好等特点，相比扣式电池、碱性电池、柱式钢壳锂电池等具有明显优势，近年来随着锂锰软包装电池的逐渐普及，越来越多的行业开始应用此类产品，如有源RFID、物联网、智能仪表、烟雾报警器、车载定位等。但是，软包装电池的耐高温能力差，让众多电池厂家头疼不已，由于软包装电池采用软性铝塑膜外壳，高温下电池内压的升高易导致外壳气胀，因其电解质溶剂的沸点低于80℃，当外界温度达到80℃会导致电池气胀，且80℃高温易造成一些电解质盐的裂解，从而导致电池气胀，因此，一般软包装电池的工作温度仅能做到-40℃～+60℃；而传统的柱式钢壳一次锂电池可以在-40℃～+80℃的条件下工作，但是其容易爆炸，其容量和功效较小，这种差别往往会影响客户的最终选择。因此，现亟需研发一种耐高温的锂锰软包装电池用电解液及其制备电池的方法。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种高温型锂锰软包装电池用电解液，耐高温，锂锰软包装电池用电解液制备的锂锰软包装电池能达到在80℃±2℃条件下连续存放48小时不出现气胀。本专利技术的第二目的是提供所述的高温型锂锰软包装电池用电解液制备电池的方法。为了实现上述本专利技术的第一目的，本专利技术的技术方案为：高温型锂锰软包装电池用电解液，包括电解液溶剂和电解质盐，其特征在于：电解液溶剂为沸点大于80℃，电导率大于5mS/cm的有机溶剂,电解质盐的摩尔浓度0.8mol/L～1.5mol/L。在上述技术方案中，电解液溶剂选自碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、乙二醇二甲醚(DME)、1,3-二氧戊环(DOL)、四氢呋喃(THF)中的多种。在上述技术方案中，电解液溶剂选用碳酸丙烯酯和乙二醇二甲醚，所述碳酸丙烯酯的体积分数为50％～70％，所述乙二醇二甲醚的体积分数为30％～50％；或者选用碳酸乙烯酯和1，3-二氧戊环，所述碳酸乙烯酯的体积分数为50％～70％，所述1，3-二氧戊环的体积分数为30％～50％；或者选用碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚、四氢呋喃，所述碳酸丙烯酯的体积分数为20％～70％、所述乙二醇二甲醚的体积分数为20％～50％、所述四氢呋喃的体积分数为10％～30％。在上述技术方案中，电解质盐选自高氯酸锂(LiClO4)、三氟甲基磺酸锂(LiTFS)、双-三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟代磺酰亚胺锂(LiFSI)中的一种或多种。在上述技术方案中，电解质盐的摩尔浓度1.0mol/L～1.2mol/L。在上述技术方案中，电解质盐的摩尔浓度1.1mol/L；电解液溶剂为碳酸丙烯酯和乙二醇二甲醚；电解质盐为高氯酸锂和双-三氟甲基磺酰亚胺锂；碳酸丙烯酯与乙二醇二甲醚的体积比为5:2，高氯酸锂和双-三氟甲基磺酰亚胺锂的摩尔量比为7:3。为了实现上述本专利技术的第二目的，本专利技术的技术方案为：采用所述的高温型锂锰软包装电池用电解液制备电池的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：在含水量≤30ppm的干燥环境下，量取所述体积比的电解液溶剂混合均匀；步骤2：在含水量≤30ppm的干燥环境下，称量所述摩尔浓度的电解质盐混合均匀；步骤3：将电解质盐和电解液溶剂在含水量≤30ppm以下的环境下混合搅拌溶解；步骤4：将配置好的电解液注入待注液的电池中，每只电池注液量为0.8g～1.5g；步骤5：电池注液后封口，然后常温下静置12h以上，使电解液充分浸润；步骤6：待电解液充分浸润后，在-60KPa以下的真空状态下抽出游离电解液，并裁剪掉电池注液气囊；步骤7：将电池以100mA～400mA的恒定电流持续预放电，预放电时间10～45min；步骤8：将预放电后的电池置于55℃±2℃～70℃±2℃的烘房中存放6～24h，使其电压回升至3.10V～3.25V。在上述技术方案中，步骤4中，每只电池注液量为1.0g；步骤5中，电池注液后封口，常温下静置15h。在上述技术方案中，步骤7中，将电池以200mA的恒定电流持续预放电，预放电时间45min。在上述技术方案中，步骤8中，将预放电后的电池置于55℃±2℃的烘房中存放24h，使其电压回升至3.10V。本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术高温型锂锰软包装电池用电解液采用沸点较高、电导率高的有机溶剂作为组份，使用高氯酸锂和有机锂盐的混合物作为电解质盐，具有如下优势：其一：本专利技术溶剂的调整一方面能够保证电池在80℃环境下不会出现因电解液汽化导致的气胀现象，另一方面也不会影响电池的容量、负载、内阻等其他性能；其二：本专利技术复合锂盐的选用，能够降低在高温下高氯酸锂的化学反应活性，减少裂解反应的产生，从而减少电池内部气体的产生；(2)本专利技术调整电池预放电工艺，其放电电流减小，但总的预放电容量有所增加，放电电流越小，电池在放电过程中的极化效果越小，而预放电容量的增加，使得电池处于一个相对较低的开路电压水平，以上的这些性能参数(放电电流、电池在放电过程中的极化效果、电池开路电压水平)越低，高温时电池的产气效果越不明显；(3)本专利技术适用性强，可适用于所有锂锰软包装电池。附图说明图1为本专利技术制备的软包装电池和常规软包装电池的100mA放电曲线对比图。图1中，标号1指向的曲线表示常规CP263840软包装电池100mA放电曲线；标号2指向的曲线表示本专利技术实施例2制得的电池100mA放电曲线。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的实施情况，但它们并不构成对本专利技术的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本专利技术的优点更加清楚和容易理解。高温型锂锰软包装电池用电解液，包括电解液溶剂和电解质盐，电解液溶剂为沸点大于80℃，电导率大于5mS/cm的有机溶剂,电解质盐的摩尔浓度0.8mol/L～1.5mol/L。进一步地，电解液溶剂选自PC、EC、DME、DOL、THF中的多种。进一步地，电解液溶剂选用碳酸丙烯酯和乙二醇二甲醚，所述碳酸丙烯酯的体积分数为50％～70％，所述乙二醇二甲醚的体积分数为30％～50％；或者选用碳酸乙烯酯和1，3-二氧戊环，所述碳酸乙烯酯的体积分数为50％～70％，所述1，3-二氧戊环的体积分数为30％～50％；或者选用碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚、四氢呋喃，所述碳酸丙烯酯的体积分数为20％～70％、所述乙二醇二甲醚的体积分数为20％～50％、所述四氢呋喃的体积分数为10％～30％。进一步地，电解质盐选自LiClO4、LiTFS、LiTFSI、LiFSI中的一种或多种。进一步地，电解质盐的摩尔浓度1.0mol/L～1.2mol/L。更进一步地，电解质盐的摩尔浓度1.1mol/L；电解液溶剂为碳酸丙烯酯和乙二醇二甲醚；电解质盐为高氯酸锂和双-三氟甲基磺酰亚胺锂；碳酸丙烯酯与乙二醇二甲醚的体积比为5:2，高氯酸锂和双-三氟甲基磺酰亚胺锂的摩尔量比为7:3。所述的高温型锂锰软包装电池用电解液制备电池的方法，包括如下步骤：步骤1：在含水量≤30ppm的干燥环境下，量取所述体积比的电解液溶剂混合均匀；步骤2：在含水量≤30ppm的干燥环境下，称量所述摩尔浓度的电解质盐混合均匀；步骤3：将电解质盐和电解液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高温型锂锰软包装电池用电解液，包括电解液溶剂和电解质盐，其特征在于：电解液溶剂为沸点大于80℃，电导率大于5mS/cm的有机溶剂,电解质盐的摩尔浓度0.8mol/L～1.5mol/L。

【技术特征摘要】
1.高温型锂锰软包装电池用电解液，包括电解液溶剂和电解质盐，其特征在于：电解液溶剂为沸点大于80℃，电导率大于5mS/cm的有机溶剂,电解质盐的摩尔浓度0.8mol/L～1.5mol/L。2.根据权利要求1所述的高温型锂锰软包装电池用电解液，其特征在于：电解液溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、四氢呋喃中的多种。3.根据权利要求2所述的高温型锂锰软包装电池用电解液，其特征在于：电解液溶剂选用碳酸丙烯酯和乙二醇二甲醚，所述碳酸丙烯酯的体积分数为50％～70％，所述乙二醇二甲醚的体积分数为30％～50％；或者选用碳酸乙烯酯和1，3-二氧戊环，所述碳酸乙烯酯的体积分数为50％～70％，所述1，3-二氧戊环的体积分数为30％～50％；或者选用碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚、四氢呋喃，所述碳酸丙烯酯的体积分数为20％～70％、所述乙二醇二甲醚的体积分数为20％～50％、所述四氢呋喃的体积分数为10％～30％。4.根据权利要求3所述的高温型锂锰软包装电池用电解液，其特征在于：电解质盐选自高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、双-三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟代磺酰亚胺锂中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的高温型锂锰软包装电池用电解液，其特征在于：电解质盐的摩尔浓度1.0mol/L～1.2mol/L。6.根据权利要求5所述的高温型锂锰软包装电池用电解液，其特征在于：电解质盐的摩尔浓度1.1mol/L；电解液溶剂为碳酸丙烯酯和乙二醇二甲醚；电解质盐为高氯酸锂和双-三氟甲基磺酰亚胺锂；碳酸丙烯酯与乙二醇二甲醚的体积比为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：周敬，夏润，于力，阮红林，陈林，
申请(专利权)人：武汉昊诚能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42