一种锂离子电池有机阻燃电解液的制备方法技术

本发明专利技术涉及新能源领域，具体关于一种锂离子电池有机阻燃电解液的制备方法；包括含氟聚醚阻燃溶剂、碳酸乙烯酯、稀释剂和锂盐混合得到；本方法提供了一种锂离子电池有机阻燃电解液，该种电解液的主要成分为一种含氟聚醚阻燃溶剂，该种溶剂由全氟聚醚端羟基化后与4‑氯甲酰基丁酸甲酯反应生成的碳酸甲酯封端的全氟聚醚构成，该结构中含氟官能团引起的电子的离域，降低了电解质中氧原子的亲核性，导致其与锂离子的结合强度降低，促进了阳离子在介质中的迁移；本发明专利技术添加一种电解液电导助剂，能进一步提升电解液的导电性能；本发明专利技术的电解液具有阻燃、粘度小，导电率高，电化学极化低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池有机阻燃电解液的制备方法
本专利技术涉及新能源领域，尤其是一种锂离子电池有机阻燃电解液的制备方法。
技术介绍
由于锂电池比能量高，材料稳定性差，目前商业化的锂电池采用的都是有机电解液，极容易燃烧，所以容易出现安全问题。安全性问题成为制约锂离子电池发展的一个重要障碍。201910247215.6涉及一种含氟阻燃型非水电解液。所述含氟阻燃型非水电解液按重量份数包括：锂盐2~15份，非水溶剂10~50份，稀释剂20~60份，阻燃剂2~20份。该专利技术在使用含氟阻燃剂的基础上进一步使用了含氟醚类稀释剂，使电解液在保证高浓度的同时，降低了黏度，同时含氟阻燃剂与氟醚类稀释剂组成了新的体系，经试验证明，该电解液体系耐氧化性能高，阻燃性能好,对石墨负极兼容性也好，进而提高锂电池的安全性能；采用这种电解液的锂离子电池在保持良好的循环寿命、倍率性能同时，安全性能大幅提升，使得其具有较广阔的应用前景，据实验数据显示，在三元/锂半电池循环100周之后，它的容量保持率为98.17％。201710609536.7公开了一种阻燃锂离子电池电解液，包括锂盐、有机溶剂、氟代烷氧硅基聚磷腈类阻燃剂及成膜添加剂，该专利技术还公开了一种阻燃锂离子电池；该专利技术中的氟代烷氧硅基聚磷腈类阻燃剂粘度低，电导率较高且由于含有P、N、Si、F等多种阻燃元素使得阻燃效率很高，同时-Si-O-和-P＝N-化学键结构非常稳定，能够在电极材料表面形成稳定的SEI膜组分结构，提高了正负极电极材料的结构稳定性和避免了电解液氧化分解，可以实现有效阻燃与电化学性能兼顾。201910248106.6涉及一种高安全阻燃非水电解液。所述高安全阻燃非水电解液，包括：锂盐2~15份、非水溶剂10~50份、阻燃剂20~60和成膜添加剂2~20份，所述非水溶剂为氟代醚类溶剂或离子液体的一种或多种，所述阻燃剂为三(2，2，2-三氟乙基)磷酸酯（TFP）、六氟异丙基甲基醚（HFPM）、三甲氧基三氟环三磷腈（FMOCPN）中的一种或多种。该专利技术将高闪点溶剂氟代醚类溶剂或离子液体的一种或多种与新型的阻燃添加剂同时加入锂离子电池电解液中，不仅能使电解液难于点燃，同时，点燃后的电解液由于含有少量阻燃添加剂，自熄时间较短。以上专利技术以及现有技术制备的阻燃电解液都是将甲基膦酸二甲酯、磷酸三乙酯、三乙氧基磷腈－N－磷酸二乙酯、三（三氟乙基）磷酸酯和双（2，2，2－三氟乙基）乙基膦酸酯等阻燃剂添加到电解液中达到阻燃的目的，但是这些添加剂会一定程度上的降低电解液中锂离子的迁移数，导致电解液的电导率偏低。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种锂离子电池有机阻燃电解液的制备方法。一种锂离子电池有机阻燃电解液的制备方法，其具体方案如下：按照质量份数，将100-180份的含氟聚醚阻燃溶剂、20-30份的碳酸乙烯酯与10-30份的稀释剂搅拌混合均匀，然后将20-50份的4A分子筛加入到混合物中，混合后放置24-48h，然后除去分子筛，并在无水无氧环境中将1-8份的电解液电导助剂和5-12份的锂盐加到混合物中，常温搅拌5-8h，混合均匀后密封保存，存放3-6h后即可得到所述的一种锂离子电池有机阻燃电解液；所述的含氟聚醚阻燃溶剂的制备方法如下：在干燥氮气气氛下，按照质量份数，将4-10份的硼氢化钠加入到150-260份的四氢呋喃中，搅拌混合均匀后控温-15-0℃，将60-80份的全氟聚醚缓慢加入到反应釜中，30-60min加入完毕，然后在1-5h内缓慢升温到40-60℃，并搅拌反应4-8h；完成反应后过滤，除去溶剂，即可得到端羟基全氟聚醚；将得到的端羟基全氟聚醚加入到反应釜中，控温到0-10℃，然后加入100-200份的三氯三氟乙烷溶剂和0.5-3份的三乙胺，然后将12.6-32.4份的4-氯甲酰基丁酸甲酯溶解到50-100份的三氯三氟乙烷溶剂中，并缓慢滴加到反应釜中，滴加完毕后控温20-35℃，搅拌反应10-20h，反应完毕后蒸干溶剂，然后洗涤产物并干燥，即可得到所述的含氟聚醚阻燃溶剂。所述的电解液电导助剂的制备方法为：按照质量份数，将2.3-6.8份的四氟硼酸锂和10-15份的碳酸二丙酯混合搅拌1-5h，然后将0.1-0.8份的碘化铵，0.6-2.4份的乙酰丙酮锂、0.01-0.07份的2-氯甲基咪唑啉盐酸盐和5-10份丁内酯混合均匀加入到物料中，搅拌20-60min后室温下超声处理1-5h，即可得到所述的电解液电导助剂。所述的全氟聚醚为全氟聚醚400或全氟聚醚600或全氟聚醚800。所述的锂盐为六氟磷锂或四氟(草酸)磷酸锂或双三氟甲烷磺酰亚胺锂。所述的电解液在室温25℃下的粘度为1.07-2.34MPa·s。所述的稀释剂为四氟乙基甲醚或六氟异丙基甲醚或四氟乙基乙基醚。本专利技术的一种锂离子电池有机阻燃电解液的制备方法，本方法提供了一种锂离子电池有机阻燃电解液，该种电解液的主要成分为一种含氟聚醚阻燃溶剂，该种溶剂由全氟聚醚端羟基化后与4-氯甲酰基丁酸甲酯反应生成的碳酸甲酯封端的全氟聚醚构成，该结构中含氟官能团引起的电子的离域，降低了电解质中氧原子的亲核性，导致其与锂离子的结合强度降低，促进了阳离子在介质中的迁移；本专利技术添加一种电解液电导助剂，能进一步提升电解液的导电性能；本专利技术的电解液具有阻燃、粘度小，导电率高，电化学极化低的优点。具体实施方式下面通过具体实施例对该专利技术作进一步说明：本实验使用上海大普仪器有限公司生产的DDS-320型精密电导率仪对不同电解液进行25℃下的电池电导率测试。使用乌氏粘度计对25℃的电解液测试其粘度。自熄灭时间测试质量标准化后被用来衡量电解液的燃烧性能。它是通过点燃装于不锈钢2032型电池外壳中的预先称重的电解液，记录从点燃火焰到熄灭过程的时间而获得的，每次测试重复至少五次，并记录时间，其平均值为自熄灭时间值。按照ISO4589:1984测定极限氧指数。实施例1一种锂离子电池有机阻燃电解液的制备方法，其具体方案如下：按照质量份数，将100g含氟聚醚阻燃溶剂、20g碳酸乙烯酯与10g稀释剂搅拌混合均匀，然后将20g4A分子筛加入到混合物中，混合后放置24h，然后除去分子筛，并在无水无氧环境中将1g电解液电导助剂和5g锂盐加到混合物中，常温搅拌5h，混合均匀后密封保存，存放3h后即可得到所述的一种锂离子电池有机阻燃电解液。所述的含氟聚醚阻燃溶剂的制备方法如下：在干燥氮气气氛下，按照质量份数，将4g硼氢化钠加入到150g四氢呋喃中，搅拌混合均匀后控温-15℃，将60g全氟聚醚缓慢加入到反应釜中，30min加入完毕，然后在1h内缓慢升温到40℃，并搅拌反应4h；完成反应后过滤，除去溶剂，即可得到端羟基全氟聚醚；将得到的端羟基全氟聚醚加入到反应釜中，控温到0℃，然后加入100g三氯三氟乙烷溶剂和0.5g三乙胺，然后将12.6g4-氯甲酰基丁酸甲酯溶解到50g三氯三氟乙烷溶剂中，并缓慢滴加到反应釜中，滴加完毕后控温20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池有机阻燃电解液的制备方法，其具体方案如下：/n按照质量份数，将100-180份的含氟聚醚阻燃溶剂、20-30份的碳酸乙烯酯与10-30份的稀释剂搅拌混合均匀，然后将20-50份的4A分子筛加入到混合物中，混合后放置24-48h，然后除去分子筛，并在无水无氧环境中将1-8份的电解液电导助剂和5-12份的锂盐加到混合物中，常温搅拌5-8h，混合均匀后密封保存，存放3-6h后即可得到所述的一种锂离子电池有机阻燃电解液；/n所述的含氟聚醚阻燃溶剂的制备方法如下：/n在干燥氮气气氛下，按照质量份数，将4-10份的硼氢化钠加入到150-260份的四氢呋喃中，搅拌混合均匀后控温-15-0℃，将60-80份的全氟聚醚缓慢加入到反应釜中，30-60min加入完毕，然后在1-5h内缓慢升温到40-60℃，并搅拌反应4-8h；完成反应后过滤，除去溶剂，即可得到端羟基全氟聚醚；将得到的端羟基全氟聚醚加入到反应釜中，控温到0-10℃，然后加入100-200份的三氯三氟乙烷溶剂和0.5-3份的三乙胺，然后将12.6-32.4份的4-氯甲酰基丁酸甲酯溶解到50-100份的三氯三氟乙烷溶剂中，并缓慢滴加到反应釜中，滴加完毕后控温20-35℃，搅拌反应10-20h，反应完毕后蒸干溶剂，然后洗涤产物并干燥，即可得到所述的含氟聚醚阻燃溶剂。/n...

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池有机阻燃电解液的制备方法，其具体方案如下：
按照质量份数，将100-180份的含氟聚醚阻燃溶剂、20-30份的碳酸乙烯酯与10-30份的稀释剂搅拌混合均匀，然后将20-50份的4A分子筛加入到混合物中，混合后放置24-48h，然后除去分子筛，并在无水无氧环境中将1-8份的电解液电导助剂和5-12份的锂盐加到混合物中，常温搅拌5-8h，混合均匀后密封保存，存放3-6h后即可得到所述的一种锂离子电池有机阻燃电解液；
所述的含氟聚醚阻燃溶剂的制备方法如下：
在干燥氮气气氛下，按照质量份数，将4-10份的硼氢化钠加入到150-260份的四氢呋喃中，搅拌混合均匀后控温-15-0℃，将60-80份的全氟聚醚缓慢加入到反应釜中，30-60min加入完毕，然后在1-5h内缓慢升温到40-60℃，并搅拌反应4-8h；完成反应后过滤，除去溶剂，即可得到端羟基全氟聚醚；将得到的端羟基全氟聚醚加入到反应釜中，控温到0-10℃，然后加入100-200份的三氯三氟乙烷溶剂和0.5-3份的三乙胺，然后将12.6-32.4份的4-氯甲酰基丁酸甲酯溶解到50-100份的三氯三氟乙烷溶剂中，并缓慢滴加到反应釜中，滴加完毕后控温20-35℃，搅拌反应10-20h，反应完毕后蒸干溶剂，然后洗涤产物并干燥，即可得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：金华速览技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33