一种高温电解液及锂电池制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池领域，具体公开了一种高温电解液，包括以下重量百分比的各组分：锂盐2％

【技术实现步骤摘要】
一种高温电解液及锂电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，具体为一种高温电解液及锂电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池技术已经广泛应用于能源、交通、航空航天、信息、医疗等方面，例如：动力电池、储能电池、3C消费电池等。目前，商业化的锂离子电池电解液主要由环状碳酸酯、线状碳酸酯等非水有机溶剂和锂盐组成，但是现有商业化电解液体系的应用存在一些问题，特别是在一些特殊环境下，锂离子电池性能发挥会受到极大的限制。
[0003]目前，现有电解液体系存在以下问题：高温环境下，电解液中的六氟磷酸锂盐会分解为氟化锂和五氟化磷，会与电解液溶剂发生反应生成氢氟酸，这会导致负极SEI膜的分解和电极材料的腐蚀，进而降低电池的循环性能和使用寿命。并且锂离子电池在高温下循环时，正极材料中的金属离子会溶出，然后在负极端沉积，还会催化电解液的分解，从而使电池的阻抗显著增加，最终导致会电池容量大幅度衰减及电池安全性问题出现。
[0004]常见的改善方法为对锂离子电池的正极材料进行改进，比如通过表面包覆和体相元素掺杂等手段，改善正极材料的结构和表面稳定性，这种方法虽能提升电池的工作温度范围，但同时会降低电池的能量密度。另外一种方法是用其他锂盐部分或全部代替六氟磷酸锂盐，如双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂等。但这些锂盐用在电池中也会出现一些问题，例如，双草酸硼酸锂和二氟磷酸锂在电解液溶剂中的溶解性较低，四氟硼酸锂的SEI膜不稳定，双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂会腐蚀铝箔且价格昂贵等。
[0005]为了解决上述问题，在电解液中加入特殊的添加剂，对正负极表面的CEI膜和SEI膜进行修饰，进而提升锂离子电池的高温性能，也是一种方便且有效的办法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种高温电解液及锂电池，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高温电解液，包括以下重量百分比的各组分：
[0008]锂盐2％
‑
20％；
[0009]高温添加剂0.01％
‑
20％；
[0010]非水有机溶剂70％
‑
90％；
[0011]其他添加剂0.1％
‑
10％。
[0012]优选的，所述高温添加剂的结构通式为：
[0013][0014]其中，R1、R2、R3、R4分别为氟、氰基、异氰酸酯基、氟磺酰基、氟磺酰基苯基、氟磺酸基、氟磺酸基苯基、三氟甲磺酰基、三氟甲磺酰基苯基、三氟甲磺酸基、三氟甲磺酸基苯基、氟磺酰亚胺锂磺酰基、氟磺酰亚胺锂磺酰基苯基、氟磺酰亚胺锂磺酸基、氟磺酰亚胺锂磺酸基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酰基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酰基苯基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酸基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酸基苯基、锂氧基、碳原子数为1
‑
6的烷基、碳原子数为1
‑
6的氟代烷基、碳原子数为1
‑
6的烷氧基、碳原子数为1
‑
6的氟代烷氧基、碳原子数为1
‑
6的亚(磺酸酯基烷基)中的一种。
[0015]优选的，所述锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三氟甲磺酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、(氟磺酰)三氟甲基磺酰亚胺锂、四氯铝酸锂、六氟砷酸锂中的至少一种。
[0016]优选的，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、γ
‑
丁内酯、二氧五环、四氢呋喃、二甲基三氟乙酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。
[0017]优选的，所述其他添加剂为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、1,4
‑
丁烷磺酸内酯、硫酸丙烯酯、亚硫酸丙烯酯、硫酸丁烯酯、二氟磷酸锂中的至少一种。
[0018]本专利技术还提供一种锂电池，包括正极、负极、隔膜和所述的电解液。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术在电解液中加入高温添加剂中含有大量酸酐基团，在电池循环中能在电极表面形成性能良好稳定的界面膜，抑制高温下正极金属离子溶出，同时参与负极表面钝化膜的形成，修饰SEI膜的结构和成分，提升电池的高温和循环性能；引入的磺酸酯基团能在负极表面形成稳定SEI膜，高温存储后不会增加SEI膜的阻抗，容量恢复率较高，提升电池的高温循环稳定性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的实施例的表1中结构1的结构式；
[0022]图2为本专利技术的实施例的表1中结构2的结构式；
[0023]图3为本专利技术的实施例的表1中结构3的结构式。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例：本实施例涉及一种高温电解液，包括：锂盐、高温添加剂、非水有机溶剂和其他添加剂；
[0026]所述高温添加剂的结构通式如图1所示，其中R1、R2、R3、R4分别为氟、氰基、异氰酸酯基、氟磺酰基、氟磺酰基苯基、氟磺酸基、氟磺酸基苯基、三氟甲磺酰基、三氟甲磺酰基苯基、三氟甲磺酸基、三氟甲磺酸基苯基、氟磺酰亚胺锂磺酰基、氟磺酰亚胺锂磺酰基苯基、氟磺酰亚胺锂磺酸基、氟磺酰亚胺锂磺酸基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酰基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酰基苯基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酸基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酸基苯基、锂氧基、碳原子数为1
‑
6的烷基、碳原子数为1
‑
6的氟代烷基、碳原子数为1
‑
6的烷氧基、碳原子数为1
‑
6的氟代烷氧基、碳原子数为1
‑
6的亚(磺酸酯基烷基)中的一种。
[0027]一、所述电解液的具体制备方法如下：
[0028]实施例1
‑
6、对比例1
‑
4所涉及的电解液均按照以下方法进行配制：
[0029]将碳酸乙烯酯(EC，溶剂)、碳酸二甲酯(DMC，溶剂)、碳酸甲乙酯(EMC，溶剂)按照质量比EC:DMC:EMC＝2:3:5混合均匀，加入六氟磷酸锂(锂盐)至锂盐浓度为1mol/L，加入草酸磷酸酯锂和其他添加剂，溶解搅拌均匀即制得所需电解液。
[0030]实施例1
‑
6及对比例1
‑
4中添加剂种类及用量如表1所示。
[0031]表1
[0032][0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温电解液，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：锂盐2％
‑
20％；高温添加剂0.01％
‑
20％；非水有机溶剂70％
‑
90％；其他添加剂0.1％
‑
10％。2.根据权利要求1所述的一种高温电解液及锂电池，其特征在于：所述高温添加剂的结构通式为：其中，R1、R2、R3、R4分别为氟、氰基、异氰酸酯基、氟磺酰基、氟磺酰基苯基、氟磺酸基、氟磺酸基苯基、三氟甲磺酰基、三氟甲磺酰基苯基、三氟甲磺酸基、三氟甲磺酸基苯基、氟磺酰亚胺锂磺酰基、氟磺酰亚胺锂磺酰基苯基、氟磺酰亚胺锂磺酸基、氟磺酰亚胺锂磺酸基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酰基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酰基苯基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酸基、三氟甲磺酰亚胺锂磺酸基苯基、锂氧基、碳原子数为1
‑
6的烷基、碳原子数为1
‑
6的氟代烷基、碳原子数为1
‑
6的烷氧基、碳原子数为1
‑
6的氟代烷氧基、碳原子数为1
‑
6的亚(磺酸酯基烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚德华，王亚飞，
申请(专利权)人：傲普上海新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：