一种锂电池电解液制造技术

本发明专利技术属于锂电池技术领域，具体的说是一种锂电池电解液，包括锂盐、有机溶剂、有机自由基和添加剂；所述有机溶剂包括以下质量分数原料组成：甲酸乙酯20‑22份、甲酸丙酯10‑12份、乙酸甲酯18‑20份、乙酸丙酯30‑35份和碳酸乙烯酯11‑22份；所述锂盐为四氟硼酸锂；所述添加剂包括以下质量分数原料组成：碳酸亚乙烯酯30‑40份、氟代碳酸乙烯酯20‑35份和环已基本20‑25份；所述环形电池包括环形桶、密封盖和负极柱；所述负极柱通过绝缘橡胶固连于环形桶内的中部；所述环形桶内固连有正极环；所述正极环通过绝缘橡胶固连于环形桶内，且正极环为环形电池的正极；所述负极柱为环形电池的负极；所述正极环内设有隔膜；本发明专利技术电池损耗低、使用寿命长、电解液更换方便快捷。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池电解液
本专利技术属于锂电池
，具体的说是一种锂电池电解液。
技术介绍
锂电池(Lithiumbattery)是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物)的电池，锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池通常是不可充电的，且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。电解液是锂电池工作不可或缺的一部分，锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，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、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。锂离子电池是指分别用两种能可逆嵌入与脱嵌锂离子的层间化合物作正负极活性物质而构成的二次电池，目前生产中普遍采用高嵌脱锂电位的LiCoO2类材料为正极，低嵌脱锂电位的碳类材料为负极。锂离子电池在最初的充电循环中，在碳负极材料会出现化学/电化学反应过程，分别对应有机电解液的分解和锂离子的嵌入，伴随形成SEI膜。常用的有机溶剂有碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲基乙基酯(EMC)等，电解质一般用锂盐有LiBF6、LiPF4、LiAsF6和LiCIO4等。隔膜用PP微孔薄膜或PE微孔薄膜。电极反应如下：正极:LiCoO2充电→←放电Li1-xCoO2+xLi+xe-20负极:6C+xLi+xe-充电→←放电LixC6>总的反应为:6C+LiCoO2充电→←放电Li1-xCoO2+LixC6充电时，锂离子从LiCoO2中立方紧密堆积氧层中八面体位置发生脱嵌，释放一个电子给Co3+，其氧化为Co4+；放电时，锂离子嵌入到八面体位置得到一个电子，Co4+还原为Co3+。负极中当锂离子插入到石墨层中后石墨结构与此同时从外电路得到一个电子使得负极电荷平衡。但是现有技术中由于锂离子电池在充放电过程中过充电或过放电、电解液分解、SEI膜的形成、活性物质的溶解及其他因素会导致电池容量损失，导致锂电池使用寿命低，且锂电池在使用一段时间后，通常需要对电解液进行更换，祛除电解液内杂质，以保证锂电池使用寿命的增长，但是现有技术中锂电池在更换电解液时，使用人工更换过程中，由于锂电池电解液内大量有机溶液为有毒物质，更换过程中极易损害工作人员身体健康，同时现有技术中的电池在使用过程中依靠离子的移动形成电量，电解液处于密封状态下，离子的移动速度较慢，即导致锂电池后期电量变低后，无法提供更高的电量，从而让使用者误认为锂电池损坏，对锂电池进行更换，浪费原材料，如何让锂电池内离子移动速度加快，使电池即使到达后期容量降低后依旧可快速发电，用来弥补电池损耗带来的弊端，是一个间接性提高锂电池使用寿命的方法，需要进行进一步探究。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，解决锂电池使用寿命短、更换电解液时对工作人员身体产生较大损害以及离子于电解液中移动速度慢、加快离子接触正负电极的速度间歇性提高锂电池使用寿命的问题，本专利技术提出的一种锂电池电解液。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种锂电池电解液，包括锂盐、有机溶剂、有机自由基和添加剂；所述有机溶剂包括以下质量分数原料组成：甲酸乙酯20-22份、甲酸丙酯10-12份、乙酸甲酯18-20份、乙酸丙酯30-35份和碳酸乙烯酯11-22份；所述锂盐为四氟硼酸锂，甲酸乙酯其化学结构上具有活泼羰基和酯基性质，使甲酸乙酯整体活泼性较强，可赋予有机溶剂活泼型，从而加快离子的流动，提高锂电池性能，甲酸丙酯在稀释到一定程度具有水果的味道，在锂电池电解液更换时，可通过电解液的香味判断其浓度，从而为电解液更换提供依据，乙酸甲酯使优良的溶剂，同时其具备一定的粘连性，可提高电解液粘度，从而提高电解液的整体流动性，同时其蒸气比空气重，在电解液中可配合甲酸乙酯协助电解液的扩散，乙酸丙酯是各种树脂的优良溶剂，可协助甲酸乙酯、甲酸丙酯和乙酸甲酯的相互溶解，从而提高甲酸乙酯、甲酸丙酯和乙酸甲酯的均匀度，从而进一步提高锂电池的性能，同时甲酸丙酯、乙酸甲酯和乙酸丙酯均为无毒材料，在电解液进行更换过程中可有效防止电解液危害工作人员健康，使电解液更换过程中更加安全可靠。所述添加剂包括以下质量分数原料组成：碳酸亚乙烯酯30-40份、氟代碳酸乙烯酯20-35份和环已基本20-25份。锂电池电解液的制作方法包括以下步骤：S1：将甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯和碳酸乙烯酯依次加入搅拌釜内进行搅拌，搅拌时长控制在20-30分钟，同时搅拌过程中对搅拌釜进行充分的密封处理，且在甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯和碳酸乙烯酯加入搅拌釜前，对搅拌釜内进行氮气填充，排出搅拌釜内其余空气，搅拌完成后得到混合溶液，通过对搅拌釜的密封处理以及加入氮气排除搅拌釜内其余空气，可有效防止空气中气体及其他物质污染甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯和碳酸乙烯酯，从而提高锂电池的使用寿命，同时通过搅拌混合，配合乙酸丙酯，使有机溶剂中各组分分布更加均匀，从而进一步提高锂电池使用寿命；S2：将S1中得到的混合溶液在30-40秒时间内加热至40-50摄氏度，同时加热过程中保证搅拌釜的密封，同时加热过程中持续对搅拌釜内混合溶液进行搅拌，加热完成后保温1-2小时，得到预热溶液，通过对混合溶液的加热，且温度控制在40-50摄氏度，可有效提高甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯和碳酸乙烯酯的活性，从而进一步使甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯和碳酸乙烯酯分布均匀，提高锂电池性能，同时搅拌釜始终密封，且搅拌釜内氮气的存在可有效防止甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯和碳酸乙烯酯与空气接触发生反应，导致有机溶剂比例发生改变，影响锂电池的使用性能；S3：将S2中得到的预热溶液转移至蒸馏塔内进行蒸馏处理，蒸馏塔温度控制在80-100摄氏度之间，蒸馏完成后，将蒸馏产生的气体收集，并将剩余液体收集，并将收集的气体通过冷凝管进行冷凝处理，冷凝管温度控制在60-70摄氏度，冷凝后收集其剩余气体，并将气体与蒸馏过程中剩余的液体混合，冷却至室温后收集得到电解液A。由于甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯和碳酸乙烯酯的沸点均小于水，在进行蒸馏和冷凝后可有效去除甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯和碳酸乙烯酯内的水分，使有机溶剂内含水量降低至小于90％，从而有效防止水含量过高生成LiOH(s)和Li2O沉积层，不利锂离子嵌入，造成不可逆容量损失，从而进一步提高锂电池的使用性能和使用寿命；S4：将S3中得到的电解液A与碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和环已基本共同混合搅拌，搅拌过程中温度控制在30-40摄氏度，搅拌完成后得到锂电池电解液，并将得到的锂电池电解液放入环形电池的环形桶内，放入时温度始终控制在30-40摄氏度，温度控制在30-40摄氏度可有效提高有机溶剂的活性，从而使锂电池在使用过程中离子活跃度增加，从而保证后期使用时锂电池内离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池电解液，包括锂盐、有机溶剂、有机自由基和添加剂；其特征在于：所述有机溶剂包括以下质量分数原料组成：甲酸乙酯20-22份、甲酸丙酯10-12份、乙酸甲酯18-20份、乙酸丙酯30-35份和碳酸乙烯酯11-22份；所述锂盐为四氟硼酸锂。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池电解液，包括锂盐、有机溶剂、有机自由基和添加剂；其特征在于：所述有机溶剂包括以下质量分数原料组成：甲酸乙酯20-22份、甲酸丙酯10-12份、乙酸甲酯18-20份、乙酸丙酯30-35份和碳酸乙烯酯11-22份；所述锂盐为四氟硼酸锂。


2.根据权利要求1所述的一种锂电池电解液，其特征在于：所述添加剂包括以下质量分数原料组成：碳酸亚乙烯酯30-40份、氟代碳酸乙烯酯20-35份和环已基本20-25份。


3.根据权利要求1所述的一种锂电池电解液，其特征在于：锂电池电解液的制作方法包括以下步骤：
S1：将甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯和碳酸乙烯酯依次加入搅拌釜内进行搅拌，搅拌时长控制在20-30分钟，同时搅拌过程中对搅拌釜进行充分的密封处理，且在甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯和碳酸乙烯酯加入搅拌釜前，对搅拌釜内进行氮气填充，排出搅拌釜内其余空气，搅拌完成后得到混合溶液；
S2：将S1中得到的混合溶液在30-40秒时间内加热至40-50摄氏度，同时加热过程中保证搅拌釜的密封，同时加热过程中持续对搅拌釜内混合溶液进行搅拌，加热完成后保温1-2小时，得到预热溶液；
S3：将S2中得到的预热溶液转移至蒸馏塔内进行蒸馏处理，蒸馏塔温度控制在80-100摄氏度之间，蒸馏完成后，将蒸馏产生的气体收集，并将剩余液体收集，并将收集的气体通过冷凝管进行冷凝处理，冷凝管温度控制在60-70摄氏度，冷凝后收集其剩余气体，并将气体与蒸馏过程中剩余的液体混合，冷却至室温后收集得到电解液A；
S4：将S3中得到的电解液A与碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和环已基本共同混合搅拌，搅拌过程中温度控制在30-40摄氏度，搅拌完成后得到锂电池电解液，并将得到的锂电池电解液放入环形电池的环形桶(1)内，放入时温度始终控制在30-40摄氏度。


4.根据权利要求3所述的一种锂电池电解液，其特征在于：所述环形电池包括环形桶(1)、密封盖(2)和负极柱(11)；所述负极柱(11)通过绝缘橡胶固连于环形桶(1)内的中部；所述环形桶(1)内固连有正极环(12)；所述正极环(12)通过绝缘橡胶固连于环形桶(1)内，且正极环(12)为环形电池的正极；所述负极柱(11)为环形电池的负极；所述正极环(12)内设有隔膜(13)；所述隔膜(13)花形设计，并将...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙坤磊，张如意，
申请(专利权)人：孙坤磊，
类型：发明
国别省市：安徽;34