一种锂电池用电解液、锂电池及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种锂电池用电解液，其中所述电解液含有有机溶剂、锂盐以及添加剂，所述添加剂由包括如下的组分得到：双键功能化质子型离子液体组分；和NH3组分；且所述NH3与双键功能化质子型离子液体组分摩尔比为(0.01～7)：1。本发明专利技术还提供锂电池用电解液的用途、制备方法，以及一种锂电池用电解液添加剂的用途，以及本发明专利技术的电解液获得的锂电池。本发明专利技术提供了一种提升电池性能同时能保持锂电池寿命的电解液。解液。解液。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用电解液、锂电池及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于电池领域，特别涉及锂电池用电解液及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为新一代储能技术，具有能量密度高、循环性能好、比功率大等特点，可用于便携式电子设备、电动汽车、电网调峰、小型备用电站等领域，越来越受到人们的关注。锂离子电池由正、负极材料(极芯)，电解液，隔膜等组成，其中电解液被称为锂电池“血液”，是锂离子的迁移介质，连接正负极的桥梁，对电池的循环寿命、安全性能、工作温度、倍率性能及可逆容量等都有非常重要的影响。
[0003]理想的电解液应该具有电化学稳定窗口宽，工作温度范围宽(-30～80℃)，与电池内各元件不发生反应，高效的锂离子传输速率以及良好的充放电循环性能。目前商品化锂离子电池的电解液主要是基于碳酸酯类有机溶剂和锂盐的复配溶液，再加入各类添加剂用以提升电解液性能，但此类电解液存在易挥发、易燃、使用温度范围狭窄、过充时导致安全事故等问题，这对锂电池在动力电池等领域的发展构成阻碍。
[0004]在中国专利申请CN109286041A中，公开了本专利技术提供一种电解液及二次锂电池，所述电解液包括有机溶剂、锂盐以及添加剂。所述添加剂包括第一添加剂以及第二添加剂：
[0005]该专利申请解决了现有领域中添加剂的引入会导致的技术问题：锂离子电池界面阻抗的增大，降低了锂离子迁移扩散的动力学性能，进而降低了锂离子电池的功率性能并提高了安全性能。但是其仍然具有局限性。
[0006]因此综上所述，本领域亟需一种提升电池性能同时能保持锂电池寿命的电解液。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题之一是提供一种提升电池性能同时能保持锂电池寿命的电解液。
[0008]本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种提升电池性能同时能保持锂电池寿命的电解液的制备方法。
[0009]本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种提升电池性能同时能保持锂电池寿命的电解液的用途。
[0010]本专利技术所要解决的技术问题之四是提供一种提升电池性能同时能保持锂电池寿命的电解液添加剂。
[0011]本专利技术所要解决的技术问题之五是提供一种含有本专利技术的提升电池性能同时能
保持锂电池寿命的电解液的锂电池。
[0012]为解决上述技术问题之一，本专利技术第一方面提供了一种锂电池用电解液，其中所述电解液含有有机溶剂、锂盐以及添加剂，所述添加剂由包括如下的组分得到：
[0013]双键功能化质子型离子液体组分；和NH3组分。
[0014]优选地，所述双键功能化质子型离子液体选自咪唑类双键功能化质子型离子液体、吡啶类双键功能化质子型离子液体、哌啶类双键功能化质子型离子液体、吡咯类双键功能化质子型离子液体、哌嗪类双键功能化质子型离子液体、季胺类双键功能化质子型离子液体、吡咯烷类双键功能化质子型离子液体或其组合。
[0015]优选地，所述双键质子型离子液体的阳离子为结构如式(I)～式(VII)的其中任意一种阳离子或其组合：
[0016][0017]所述式(I)～式(VII)中，所述R1～R
11
独立选自-H、-(CH2)
m
CH3、-(CH2)
m
CH＝CH2， m各自独立地为0～12之间的整数；
[0018]优选地，所述双键功能化质子型离子液体的阴离子选自：Cl-、Br-、I-、BF
4-、 PF
6-、NO
3-、ClO
4-、HSO
3-、HSO
4-、H2PO
4-、CH3COO-、CH3(CH2)
n
COO-、SCN-、 SbF
6-、AsF
6-、CF
3-、CF3COO-、CH3SO
4-、C2H6SO
4-、C8H
17
SO
4-、C4F9SO
3-、 CF3(CF2)
n
SO
3-、(CF3SO
2)3
C-、(C2F5SO2)2N-、(CF3SO2)2N-(也即Tf2N-)、 CH3CH(OH)COO-、十二烷基磺酸根、苯磺酸根、对甲苯磺酸根中的一种或几种，其中n各自独立地选自0～12的整数。
[0019]优选地，所述添加剂为双键功能化质子型离子液体与NH3复配得到。
[0020]更具体地，所述添加剂为双键功能化质子型离子液体-NH3复配溶液。
[0021]所述“复配”方法可以是任何使得双键功能化质子型离子液体-NH3形成均质的溶液或是非均质的混合物的方法，且所得到的添加剂不影响本专利技术的专利技术目的。
[0022]具体地，所述NH3组分的形式是氨气或者液氨或是任何不会对本专利技术的专利技术目的产生限制的形式。
[0023]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述添加剂组分中，所述双键功能化质子型离子液体组分与NH3组分之间形成氢键。
[0024]优选地，双键功能化质子型离子液体组分与NH3组分之间作用形式为氢键作用。
[0025]更具体地，所述双键功能化质子型离子液体组分与NH3组分之间形成完全或部分氢键。
[0026]所述“部分氢键”的数量不受限制，只要不对本专利技术的专利技术目的产生限制即可。
[0027]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述电解液含有如下组分：
[0028]有机溶剂10～80重量份，
[0029]锂盐5～70重量份，和
[0030]添加剂1～80重量份；其中所述NH3与双键功能化质子型离子液体组分摩尔比为(0.01～7)：1。
[0031]优选地，以电解液的总重量为基准，有机溶剂质量分数10～80％，锂盐5～70％，添加剂1～80％。
[0032]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述有机溶剂选自链状酸酯和环状酸酯中的一种或几种。
[0033]优选地，所述链状酸酯选自含氟链状有机酯、含硫链状有机酯、含不饱和键的链状有机酯或其组合；更优选地，所述链状酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯或其组合。
[0034]优选地，所述环状酸酯选自含氟环状有机酯、含硫环状有机酯或含不饱和键的环状有机酯或其组合；更优选地，所述环状酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚乙烯酯、γ-丁内酯、磺内酯或其组合。
[0035]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述锂盐选自四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、卤化锂、氯铝酸锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、二草酸硼酸锂或其组合。
[0036]为解决上述技术问题之二，本专利技术第二方面提供了一种本专利技术所述的锂电池用电解液的制备方法，其包括如下步骤：
[0037]提供有机溶剂、锂盐以及添加剂，其中所述添加剂由包括如下的组分得到：双键功能化质子型离子液体组分和NH3组分；
[0038]上述组分混合后得到所述锂电池用电解液。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用电解液，其特征在于，所述电解液含有有机溶剂、锂盐以及添加剂，所述添加剂由包括如下的组分得到：双键功能化质子型离子液体组分和NH3组分；所述双键功能化质子型离子液体选自咪唑类双键功能化质子型离子液体、吡啶类双键功能化质子型离子液体、哌啶类双键功能化质子型离子液体、吡咯类双键功能化质子型离子液体、哌嗪类双键功能化质子型离子液体、季胺类双键功能化质子型离子液体、吡咯烷类双键功能化质子型离子液体或其组合；优选地，所述双键质子型离子液体的阳离子为结构如式(I)～式(VII)其中任意一种阳离子或其组合：所述式(I)～式(VII)中，所述R1～R
11
独立选自-H、-(CH2)
m
CH3、-(CH2)
m
CH＝CH2，m各自独立地为0～12之间的整数；优选地，所述双键功能化质子型离子液体的阴离子选自：Cl-、Br-、I-、BF
4-、PF
6-、NO
3-、ClO
4-、HSO
3-、HSO
4-、H2PO
4-、CH3COO-、CH3(CH2)
n
COO-、SCN-、SbF
6-、AsF
6-、CF
3-、CF3COO-、CH3SO
4-、C2H6SO
4-、C8H
17
SO
4-、C4F9SO
3-、CF3(CF2)
n
SO
3-、(CF3SO
2)3
C-、(C2F5SO2)2N-、(CF3SO2)2N-、CH3CH(OH)COO-、十二烷基磺酸根、苯磺酸根、对甲苯磺酸根中的一种或几种，其中n各自独立地选自0～12的整数。2.根据权利要求1所述的锂电池用电解液，其特征在于，所述电解液含有如下组分：有机溶剂10～80重量份，锂盐5～70重量份，和添加剂1～80重量份；且所述添加剂中...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚大伟，谢同，李骏，何文军，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：