本发明专利技术公开了一种锂离子电池电解液及其制备方法与含有该电解液的锂离子电池。本发明专利技术的电解液含有通式Ⅰ所示有机氟磷化合物。其中，Ｐｈ代表苯基，Ｐ代表磷原子，Ｆ代表氟原子，ｘ是苯环上取代的氟原子的个数，０＜ｘ≤５。电解液制备方法是把碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯按照１∶１∶１的质量比混合，并配成含１Ｍ的ＬｉＰＦ↓［６］的电解液，然后在其中加入２～１０ｗｔ．％的上述有机氟磷化合物，搅拌至固体全部溶解，即得到本发明专利技术电解液。本发明专利技术的方法简单易行，得到的电解液具有良好的阻燃性，同时对电导率影响很小，与正负极极片和隔膜的润湿性好，并且用该电解液组装的电池具有良好的充放电性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池的制造领域，特别涉及一种锂离子电池的电解液及 其制备方法与含有该电解液的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池与其他可充电电池相比具有能量密度大、工作电压高、循环寿 命长和自放电低等优点。目前，小容量锂离子电池已成功应用于手机、数码相 机和笔记本电脑等电子产品。同时，大容量高功率锂离子动力电池也具有很好 的应用前景。然而，锂离子电池在过度充放电、短路和大电流长时间工作的情 况下放出大量热，这些热量成为易燃电解液的安全隐患，可能造成灾难性热击 穿(热逸溃)甚至电池爆破。因此，安全性问题已经成为锂离子电池市场创新 的重要前提，特别是在电动汽车等领域的应用对电池的安全性提出了更高、更 新的要求。阻燃添加剂的加入可以使易燃有机电解液变成难燃或不可燃的电解 液，降低电池放热值和电池自热率，增加电解液自身的热稳定性，从而避免电 池在过热条件下的燃烧或爆炸。研究锂离子电池电解液阻燃剂受到了国内外的关注，含磷有机化合物的研究最早，并已有其专利报道，如中国专利ZL 200410016199.3和中国专利申请200510024433.1等公开文件。已公开的这两类含 磷阻燃添加剂虽都具有一定的阻燃性，但电解液往往会由于它的添加而使其电 导率降低、电池的循环性能有较大的负面影响。
技术实现思路
.为了解决含磷阻燃添加剂对电池的负面影响，本专利技术的目的在于提供一种 添加了有机氟磷化合物的锂离子电池电解液；本专利技术的目的还在于提供该电解 液的制备方法；本专利技术的再一目的在于提供含有该电解液的锂离子电池。本专利技术的目的通过下述技术方案实现首先提供了 一种锂离子电池电解液， 该电解液含有具有如下通式的有机氟磷化合物，所述通式如下<formula>formula see original document page 5</formula>其中，Ph代表苯基，P代表磷原子，F代表氟原子，x是苯环上取代的氟 原子的个数，(XxS5。从稳定性等方面来看，x优选为3或5，加入量优选锂离子电池电解液重量 的2 10wt.%。本专利技术还提供了上述锂离子电池电解液的制备方法，只需要加入上述的有 机氟磷化合物即可，有机氟磷化合物优选电解液的2 10wt.%。更为优选的方案包括以下步骤 .把碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯按照1:1:1的质量比混合，并配成 含1M的LiPF6的电解液，然后在其中加入2 10wt.。/。的上述有机氟磷化合物， 搅拌至固体全部溶解。本专利技术进一步将该电解液用于制造锂离子电池，得到的电池具有优良的充 放电性能。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果本专利技术首次将有机氟磷化 合物作为添加剂应用于制造锂离子电池电解液。相对于现有含磷添加剂使电解 页电导率降低并损害电池的循环性能的缺点，包含有机氟磷化合物添加剂的电 解液使电解液具有良好的阻燃性，同时对电导率影响很小，与正负极极片和隔 膜的润湿性好，并且用该电解液组装的电池具有更好的安全性和良好的充放电 性能。附图说明图1是利用本专利技术制成的纽扣型电池循环52周充放电曲线图。 图2是含有有机氟磷化合物添加剂的电解液和不含该添加剂的电解液的线性电位扫描图的比较。图3是电解液是/否含有有机氟磷化合物添加剂的条件下，石墨-锂半电池的循环伏安曲线图的比较。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但专利技术的实施方式不限于此。实施例l本实施例所用有机氟磷化合物具有如下结构式即通式中苯环上的氢全部被氟取代，X=5，此物质名称是三-(五氟苯基) 瞵(阿法埃莎，天津)。电解液的制备方法是把碳酸二甲酯(DMC)、碳酸乙烯酯(EC)和碳酸 甲乙酯(EMC)按照1:1:1 (质量比)的比例混合，并配成1M的LiPFe的电解 液，然后在其中加入重量比为2 %的上述有机氟磷化合物，搅拌至固体全部溶解， 即制得锂离子电池电解液。为了测量使用本例制得的电解液的电池充放电效果，进行以下操作用N _甲基一2-吡咯烷酮(NMP)和LiMn204 (深圳源源公司产)、乙炔黑、聚偏氟 乙烯(PVDF)(质量比为80%: 10%: 10%)混合均匀后涂在铝箔集流体上，在 12(TC下真空干燥12小时制得正极片。使用前述电解液在手套箱中注液使用上 述极片制备的2025纽扣电池，用LAND (CT2001A型)电池测试系统对制备的 2025纽扣电池进行充放电测试。电池充放电倍率为0.2C，循环52次，见图1; 从图1中可以看出，使用本例制得的电解液组装的电池具有更高的初始放电容 量和很好的充放电性能。为了评价所得锂离子电池电解液的燃烧性，用自熄时间(Self-extinguishing time)来具体测量，具体步骤是以玻璃棉为原料制成长、宽、高均为4cm的正 方体，并安置在折成"O"形的细铁丝上，用注射器分别取出配有不同比例(0， 2wt.%， 5wt.%)添加剂的电解液lmL (L3g)注在玻璃棉上迅速点燃，记录点 火装置移开后至火焰自动熄灭的时间，该时间被称为自熄时间(Self-extinguishing time,简称SET)。按照上述方法对制得的电解液进行阻燃性测试，测量结果见 下表。<table>table see original document page 6</column></row><table><table>table see original document page 7</column></row><table>为了评价所得锂离子电池电解液的电导率，用德国Sartorius (pp-20)电导 率仪对本例制得的电解液的电导率进行测量，测量前先用0.01mol/L KC1的标准 溶液对电导率仪进行校准。测量结果见下表。从表中可以看出电导率随有机氟 磷添加剂浓度的增加而降低，但是降低的幅度不是很大，仅从5.77mS/cm降到<table>table see original document page 7</column></row><table>为了评价本锂离子电池电解液的热稳定性，用德国产差示扫描量热仪(Netzsch， PC200)对本例制的电解液的稳定型进行测量。具体步骤是用针筒 从手套箱中取出lmL电解液，用密封袋将针筒密封，取出后迅速往铝坩埚中注入 5mg左右的电解液，'压紧后放入仪器中，试验温度范围在40-25(TC之间，整个试 验过程用氮气保护。试验结果表明，添加了2wt.y。的这种添加剂可以使原始电解 液的分解温度从165'C提高到175'C，明显提高了电解液的稳定性。为了验证本锂离子电池电解液中的添加剂是否先于电解液之前氧化，用 CHI605b (上海辰华仪器公司)对本电解液进行线性电位扫描测试。测试条件 工作电极是玻碳电极，参比和对电极均为锂片，每次测试的溶液大约为2mL。扫 描的电位范围0~5.5V，扫描速率lmV/s，由于电解液需要隔绝空气和水， 所以实验装置是在氩气保护手套箱(米开罗那)中进行的。试验结果见图2。从 图可以看出添加剂先于电解液之前氧化，可能会在正极表面形成类似于负极本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池电解液，其特征在于：含有具有如下通式的有机氟磷化合物， 所述通式如下： ＊＊＊ 其中，Ｐｈ代表苯基，Ｐ代表磷原子，Ｆ代表氟原子，ｘ是苯环上取代的氟原子的个数，０＜ｘ≤５。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁英，李伟善，饶睦敏，赵灵智，蔡宗平，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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