一种锂离子电池电解液添加剂及锂离子电池电解液制造技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池电解液添加剂及锂离子电池电解液，锂离子电池电解液包括非水有机溶剂、锂盐、添加剂，非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙酸乙酯、1，3‑丙烷磺酸内酯、己二腈和丁二腈中的至少两种的组合，锂盐在电解液中的摩尔浓度为0.95‑1.05mol/L，添加剂是由2‑噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟添加剂组成，锂离子电池电解液中添加剂的在电解液中的质量分数为0.5‑5%；本发明专利技术具有延长电池寿命、提高电池安全性、提高电池循环性能的优点。

An electrolyte additive and electrolyte for lithium ion battery

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电解液添加剂及锂离子电池电解液
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池电解液添加剂及锂离子电池电解液。
技术介绍
锂离子电池由于具备比能量高、循环寿命长、无记忆效应等优点，广泛应用于手机、电脑、相机、电动汽车等多个领域，然而，随着科学技术的不断发展，各个应用领域对锂离子电池的性能都提出了更高的要求，其中，最为迫切的就是在保证安全的前提下提高锂离子电池的能量密度；目前常用的提高锂离子电池的能量密度的方法是采用高电压正极材料，如LiCoPO4、LiNi0.5Mn1.5O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2等材料；但是，目前商业用的碳酸酯基电解液电化学温度窗口低，当电池电压达到4.5V左右时该类型的电解液便开始在正极材料表面发生氧化分解副反应，影响锂离子电池的性能，降低锂离子电池的循环性能，并会带来一定安全隐患，甚至可能会使电池的寿命快速降低，并且使电池的容量缩减；因此，提供一种能够延长电池寿命、提高电池安全性、提高电池循环性能的一种锂离子电池电解液添加剂及锂离子电池电解液是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种能够延长电池寿命、提高电池安全性、提高电池循环性能的锂离子电池电解液及添加剂及锂离子电池电解液为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种锂离子电池电解液，所述的锂离子电池电解液包括非水有机溶剂、锂盐、添加剂。所述的非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙酸乙酯、1，3-丙烷磺酸内酯、己二腈和丁二腈中的至少两种的组合。所述的非水有机溶液优选的为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的组合物。所述的添加剂是由2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟添加剂组成。所述的锂盐为LiPF6、LiBF4、LiFSI、LiB(C2O4)2中的一种。所述的锂盐在电解液中的摩尔浓度为0.95-1.05mol/L。所述的添加剂在电解液中的质量分数为0.5-5％。所述的添加剂优选地在电解液中的质量分数为1-2％。所述的2-噻吩甲腈的结构式为：所述的乙烯基磺酰氟的结构式为：其中2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟的质量比为1：0.5-2。本专利技术的有益效果：本专利技术的含有2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟添加剂的电解液，具有较低的氧化还原电位，可以在正负极电极材料表面形成保护膜，防止电解液在正负电极表面持续发生氧化还原反应，进而提高锂离子电池的高压循环性能；本专利技术具有延长电池寿命、提高电池安全性、提高电池循环性能的优点。具体实施方式实施例1一种锂离子电池电解液，包括添加剂、非水有机溶剂、锂盐；非水有机溶剂由质量比为4：6的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯组成；锂盐为LiPF6，其在电解液中的摩尔浓度为1.05mol/L，添加剂由2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟添加剂组成，添加剂的质量为电解液质量的5％，2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟的质量比为1：1.5。该电解液的制备在氩气手套箱(水分<1ppm，氧气<1ppm)中进行，将碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯充分混合，得到混合有机溶剂，再将充分干燥的锂盐LiPF6溶解于上述混合有机溶剂中，然后依次向其中加入2-噻吩甲腈、乙烯基磺酰氟，搅拌均匀后即得电解液。本实施例所制得的锂离子电池电解液，其中的添加剂：2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟，在锂离子电池中工作中，当电池的电压达到添加剂的氧化/还原反应电位时，2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟会先在电极表面发生电化学反应，生成一层界面膜，界面膜的存在会抑制电解液与电极活性物质的接触，提升锂离子电磁的安全性能和循环稳定性，在电解液中的乙烯基磺酰氟发生氧化/还原生成侧产物中含有氟化物，由于该氟化物的存在能够显著提高界面膜的稳定性，电解液中的2-噻吩甲腈发生氧化反应产生的产物可以在正极材料便面形成一层具有导电作用的薄膜，薄膜能够覆盖正极材料的活性位点，防止碳酸酯类电解液在正极材料表面发生持续氧化分解反应，进而避免锂离子电池发生胀气等膨胀现象，提高了锂离子电池的高压循环性能；本专利技术具有延长电池寿命、提高电池安全性、提高电池循环性能的优点。实施例2一种锂离子电池电解液，包括添加剂、非水有机溶剂、锂盐；非水有机溶剂由质量比为1：1：1的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯组成；锂盐为LiBF4，其在电解液中的摩尔浓度为1.0mol/L，添加剂由2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟添加剂组成，添加剂的质量为电解液质量的0.5％，2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟的质量比为1：0.5。该电解液的制备在氩气手套箱(水分<1ppm，氧气<1ppm)中进行，将碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯充分混合，得到混合有机溶剂，再将充分干燥的锂盐LiPF6溶解于上述混合有机溶剂中，然后依次向其中加入2-噻吩甲腈、乙烯基磺酰氟，搅拌均匀后即得电解液。本实施例所制得的锂离子电池电解液，其中的添加剂：2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟，在锂离子电池中工作中，当电池的电压达到添加剂的氧化/还原反应电位时，2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟会先在电极表面发生电化学反应，生成一层界面膜，界面膜的存在会抑制电解液与电极活性物质的接触，提升锂离子电磁的安全性能和循环稳定性，在电解液中的乙烯基磺酰氟发生氧化/还原生成侧产物中含有氟化物，由于该氟化物的存在能够显著提高界面膜的稳定性，电解液中的2-噻吩甲腈发生氧化反应产生的产物可以在正极材料便面形成一层具有导电作用的薄膜，薄膜能够覆盖正极材料的活性位点，防止碳酸酯类电解液在正极材料表面发生持续氧化分解反应，进而避免锂离子电池发生胀气等膨胀现象，提高了锂离子电池的高压循环性能；本专利技术具有延长电池寿命、提高电池安全性、提高电池循环性能的优点。实施例3一种锂离子电池电解液，包括添加剂、非水有机溶剂、锂盐；非水有机溶剂由质量比为1：1：1的碳酸乙烯酯、乙酸乙酯和碳酸二乙酯组成；锂盐为LiPF6，其在电解液中的摩尔浓度为1.0mol/L，添加剂由2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟添加剂组成，添加剂的质量为电解液质量的0.5％，2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟的质量比为1：0.5。该电解液的制备在氩气手套箱(水分<1ppm，氧气<1ppm)中进行，将碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯充分混合，得到混合有机溶剂，再将充分干燥的锂盐LiPF6溶解于上述混合有机溶剂中，然后依次向其中加入2-噻吩甲腈、乙烯基磺酰氟，搅拌均匀后即得电解液。本实施例所制得的锂离子电池电解液，其中的添加剂：2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟，在锂离子电池中工作中，当电池的电压达到添加剂的氧化/还原反应电位时，2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟会先在电极表面发生电化学反应，生成一层界面膜，界面膜的存在会抑制电解液与电极活性物质的接触，提升锂离子电磁的安全性能和循环稳定性，在电解液中的乙烯基磺酰氟发生氧化/还原生成侧产物中含有氟化物，由于该氟化物的存在能够显著提高界面膜的稳定性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于：所述的锂离子电池电解液包括非水有机溶剂、锂盐、添加剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于：所述的锂离子电池电解液包括非水有机溶剂、锂盐、添加剂。


2.如权利要求1所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：所述的非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙酸乙酯、1，3-丙烷磺酸内酯、己二腈和丁二腈中的至少两种的组合。


3.如权利要求2所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：所述的非水有机溶液优选的为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的组合物。


4.如权利要求2所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：所述的添加剂是由2-噻吩甲腈和乙烯基磺酰氟添加剂组成。


5.如权利要求4所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：所述的锂盐为LiPF6...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚超，王林林，刘文娟，王东林，陶沙沙，宋智萍，许甜甜，吴超超，魏丽娟，杨海英，
申请(专利权)人：多氟多新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41