一种固态电池超低温电解液材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种固态电池超低温电解液材料的制备方法，包括锂盐、溶剂和添加剂；通过多角度来增加低温状态下锂离子电池自身位于低温环境下的工作效率，通过在添加剂中增加含有官能团

【技术实现步骤摘要】
一种固态电池超低温电解液材料的制备方法


[0001]本专利技术属于电池电解液领域，具体而言，涉及一种固态电池超低温电解液材料的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
[0003]而对于电动汽车于北方使用、南极等地科研考察或航空等设备处时，使电池长期位于低温状态，低温下锂离子电池会发生电解液固化、放电性能恶化、无法进行充电等问题。
[0004]而传统的低温电解液多为单一的对其粘度进行改变，从而达到改善低温电池性能的功能，但是仅仅对于粘度进行改变这一方向来说，对于更高要求的低温情况无法得到满足，因此需要一种从多角度考虑的方式来整体增加锂离子电池在低温环境下的的工作效率。

技术实现思路

[0005]针对以上缺陷，本专利技术提供了一种固态电池超低温电解液材料的制备方法，包括锂盐、溶剂和添加剂，所述溶剂为直链状溶剂、环状溶剂和VC添加剂的混合溶剂。
[0006]进一步地，所述直链状的溶剂为具有相对较低的粘度和良好的电化学稳定性的溶剂，如DMC、EMC等。
[0007]进一步地，所述环状溶剂为EC。
[0008]进一步地，所述VC的剂量为2%。
[0009]进一步地，所述添加剂含有官能团
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NH2和/或
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COOH。
[0010]进一步地，所述锂盐在电解液中的摩尔浓度高于1.4mol/L，即浓度高于16.8%。
[0011]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术所述的一种固态电池超低温电解液材料的制备方法，通过多角度来增加低温状态下锂离子电池自身位于低温环境下的工作效率，通过在添加剂中增加含有官能团
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NH2和/或
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COOH，用于吸附于钒离子表面，通过静电斥力使钒离子之间更加分散，减少碰撞几率，抑制钒离子发生缩合反应形成低聚物；通过增加锂盐的浓度来使低温下的离子也有一定的导电率；通过改进SEI膜来减少Li+在SEI膜中的扩散阻抗，从而完成电池低温状态界面扩散和电荷交换阻抗的减小。
附图说明
[0012]图1为本专利技术混合溶剂中的分子结构。
[0013]图2为本专利技术混合溶剂中的基本的理化指标。
具体实施方式
[0014]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术装置进行更全面的描述。附图中给出了所述装置的实施例。但是，该装置可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是对本专利技术公开内容更加透彻全面。
实施例
[0015]如图1
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2所示，本实施例提供了一种固态电池超低温电解液材料的制备方法，包括锂盐、溶剂和添加剂，所述溶剂为直链状溶剂、环状溶剂和VC添加剂的混合溶剂，直链状溶剂如DMC、EMC等均具有相对较低的粘度和良好的电化学稳定性的溶剂，环状溶剂为EC（分子结构和基本的理化指标如图1和图2所示）。
[0016]可以看出EC为环状结构，而EC能够帮助在负极形成更佳稳定的SEI膜，EC较高的熔点（38℃）和高粘度的特性会导致EC过多的加入时电解液低温下电导率偏低（离子的电导率与电解液的粘度呈反比），影响电解液的低温性能。直链状的溶剂，例如DMC、EMC等具有相对较低的粘度和良好的电化学稳定性，因此本混合溶剂可以提升锂离子电池电解液的低温性能，同时VC（剂量为2%的VC添加剂并不会显著的改变电解液的电导率）在电池化成的过程中就会发生还原分解，可以形成了更好的SEI膜（SEI膜的孔隙率和密度对于电池的性能有显著的影响，孔隙率太高不能阻止电解液在负极表面的进一步反应，而密度太高则会对Li+在其中的扩散产生显著的阻碍）。
[0017]而温度降低时，欧姆阻抗Rs变化相对较小，而Li+在SEI膜中的扩散阻抗R和电荷交换阻抗Rcte则发生非常大的变化，证明电解液离子电导率的降低并不是导致电池低温性能降低的主要原因，真正导致电池低温性能下降的关键因素在于界面扩散和电荷交换阻抗的增大，电解液的低温电导率对锂离子电池低温性能的影响并没有想象中的大，而负极的SEI膜的成分和结构对于电池的低温性能的影响要重要的多，好的SEI膜应该含有更多的LiF，从而减少Li+在SEI膜中的扩散阻抗。
[0018]所述添加剂含有官能团
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NH2和/或
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COOH，用于吸附于钒离子表面，通过静电斥力使钒离子之间更加分散，减少碰撞几率，抑制钒离子发生缩合反应形成低聚物。
[0019]所述锂盐在电解液中的摩尔浓度高于1.4mol/L，即浓度高于16.8%，由于离子导电率与锂盐浓度呈正比，因此较高浓度的锂盐可以使即使处与低温下的离子也有一定的导电率。
[0020]需要说明的是，本专利技术所述结构可以以多种不同的形式来实现，并不限于所述实施例，凡是本领域普通技术人员利用本专利技术说明书及附图内容所作的任何等效变换，或直接或间接运用在其他相关的
，例如其他物品的装卸，均包含在本专利技术的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态电池超低温电解液材料的制备方法，包括锂盐、溶剂和添加剂，其特征在于：所述溶剂为直链状溶剂、环状溶剂和VC添加剂的混合溶剂。2.如权利要求1所述的一种固态电池超低温电解液材料的制备方法，其特征在于：所述直链状的溶剂为具有相对较低的粘度和良好的电化学稳定性的溶剂，如DMC、EMC等。3.如权利要求1所述的一种固态电池超低温电解液材料的制备方法，其特征在于：所述环状溶剂为EC。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鸿翔，
申请(专利权)人：郑州英诺贝森能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：