一种高能量密度电池用电解液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高能量密度电池用电解液及其制备方法，包括锂盐、钾盐、第一添加剂和第二添加剂；上述钾盐中含有氟基；上述锂盐、钾盐、第一添加剂和第二添加剂的重量份比为2

【技术实现步骤摘要】
一种高能量密度电池用电解液及其制备方法


[0001]本专利技术属于电解液
，具体涉及一种高能量密度电池用电解液及其制备方法。

技术介绍

[0002]在商业化二次电池中，锂离子电池的比能量最高、循环性能最好，而且因其电极材料选择的多样性，作为储能电池具有广阔的发展前景。但随着科技的进步及市场的不断发展，对电池能量密度的需求日益迫切，因此提升锂电池的能量密度成为又一项困扰科研工作者的新的课题。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的第一个技术问题是：
[0004]提供一种高能量密度电池用电解液。
[0005]本专利技术所要解决的第二个技术问题是：
[0006]提供一种上述高能量密度电池用电解液的制备方法。
[0007]本专利技术所要解决的第三个技术问题是：
[0008]本专利技术还提出一种锂离子电池，上述的锂离子电池包括正极、负极、隔膜和高能量密度电池用电解液。
[0009]为了解决上述第一个技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0010]一种高能量密度电池用电解液，包括锂盐、钾盐、第一添加剂和第二添加剂；
[0011]上述钾盐中含有氟基；
[0012]上述锂盐、钾盐、第一添加剂和第二添加剂的重量份比为2
‑
6:1
‑
3:2
‑
7:1
‑
3。
[0013]根据本专利技术的一种实施方式，上述锂盐包括四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂和二草酸硼酸锂中的至少一种。
[0014]根据本专利技术的一种实施方式，上述钾盐包括双氟磺酰亚胺钾与三氟甲磺酸钾。
[0015]上述双氟磺酰亚胺钾与三氟甲磺酸钾能与电解液中的水分子反应，降低水分子的电化学活性，抑制水分子在电极表面分解，降低锂离子的水合作用，抑制锂离子在溶解与沉积中形成枝晶。
[0016]根据本专利技术的一种实施方式，上述第一添加剂为三(六氟异丙基)磷酸酯与1,3
‑
丙烯基
‑
磺酸内酯。
[0017]三(六氟异丙基)磷酸酯在相对较低的电位下氧化分解，并能够在正极表面形成稳定且均一性好的界面膜，减少了电极与正极材料之间副反应的发生，从而有效地改善了高能量密度正极材料的电化学性能。
[0018]1,3
‑
丙烯基
‑
磺酸内酯有助于形成阻抗低、稳定性高的负极SEI膜，同时减少电解液与负极的反应。
[0019]根据本专利技术的一种实施方式，上述第二添加剂包括尿素、磺酰胺、氯化钠、醋酸钠、
十二烷基硫酸钠、硫脲、环丁砜和2
‑
甲基呋喃。
[0020]通过加入氯化钠与醋酸钠，使得阳离子与锂离子之间产生静电作用，从而进一步缓解锂枝晶的生长。
[0021]上述尿素、磺酰胺和硫脲可以提供孤对电子与电解液中锂离子空轨道相互作用，从而在一定程度上束缚锂离子，从而进一步解决锂枝晶问题。
[0022]十二烷基硫酸钠为表面活性剂。
[0023]根据本专利技术的一种实施方式，上述锂盐的摩尔浓度为0.2
‑
4mol/L。
[0024]为了解决上述第二个技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0025]一种制备上述高能量密度电池用电解液的方法，包括以下步骤：
[0026]S1将上述钾盐和上述第二添加剂混合，加入水/非水溶剂，得到混合溶液；
[0027]S2将锂盐加入步骤S1所得到的混合溶剂中，再添加第一添加剂，得到上述一种高能量密度电池用电解液。
[0028]本专利技术还提出一种锂离子电池，上述的锂离子电池包括正极、负极、隔膜和高能量密度电池用电解液。
[0029]上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
[0030](1)用本专利技术的上述电解液制备的电池，能量密度达到了170
‑
203(Wh/K)；
[0031](2)本专利技术提供的高能量密度电池用电解液，具有较好的耐氧化、耐高温及安全特性；
[0032](3)本专利技术的高能量密度电池用电解液制备工艺不复杂，所用原料经济合理，适用于工业生产。
具体实施方式
[0033]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
[0034]下述第二添加剂为尿素、磺酰胺、十二烷基硫酸钠、硫脲、氯化钠、醋酸钠、环丁砜和2
‑
甲基呋喃混合物，其中尿素、磺酰胺、十二烷基硫酸钠、硫脲、氯化钠、醋酸钠、环丁砜和2
‑
甲基呋喃的重量份比为1:4:3:1:2:2:1:1。
[0035]实施例1
[0036]S1将0.5重量份的上述双氟磺酰亚胺钾与0.5重量份的三氟甲磺酸钾和1重量份的上述第二添加剂混合，加入水，得到混合溶液；
[0037]S2将2重量份的四氟硼酸锂加入步骤S1所得到的混合溶剂中，再添加1重量份的三(六氟异丙基)磷酸酯与1重量份的1,3
‑
丙烯基
‑
磺酸内酯，得到上述一种高能量密度电池用电解液。
[0038]实施例2
[0039]S1将1重量份的上述双氟磺酰亚胺钾与2重量份的三氟甲磺酸钾和3重量份的上述第二添加剂混合，加入水，得到混合溶液；
[0040]S2将6重量份的四氟硼酸锂加入步骤S1所得到的混合溶剂中，再添加4重量份的三(六氟异丙基)磷酸酯与3重量份的1,3
‑
丙烯基
‑
磺酸内酯，得到上述一种高能量密度电池用电解液。
[0041]对比例
[0042]S1将3重量份的上述氯化钾和3重量份的上述第二添加剂混合，加入水，得到混合溶液；
[0043]S2将6重量份的四氟硼酸锂加入步骤S1所得到的混合溶剂中，得到一种电解液。
[0044]性能测试：
[0045]将上述实施例1
‑
2与对比例的电解液分别用于制备电池，然后对电池的性能进行测试。
[0046] 内阻/mΩ容量/mAh能量密度/Wh/K实施例13.37900192实施例24.28200170对比例86120126
[0047]以上仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高能量密度电池用电解液，其特征在于：包括锂盐、钾盐、第一添加剂和第二添加剂；所述钾盐中含有氟基；所述锂盐、钾盐、第一添加剂和第二添加剂的重量份比为2
‑
6:1
‑
3:2
‑
7:1
‑
3。2.根据权利要求1所述的一种高能量密度电池用电解液，其特征在于：所述锂盐包括四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂和二草酸硼酸锂中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种高能量密度电池用电解液，其特征在于：所述钾盐包括双氟磺酰亚胺钾与三氟甲磺酸钾。4.根据权利要求1所述的一种高能量密度电池用电解液，其特征在于：所述第一添加剂为三(六氟异丙基)磷酸酯与1,3
‑
丙烯基
‑
磺酸内酯。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵俊华，李海杰，张利娟，孔东波，王郝为，郭飞，闫国锋，宋东亮，王亚洲，侯红歧，谢佳庆，韩飞，乔文忠，
申请(专利权)人：湖南法恩莱特新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：