一种含甲基羧酸-2-丙炔基酯的电解液及由该电解液组成的电池制造技术

本发明专利技术公开了一种含甲基羧酸

【技术实现步骤摘要】
一种含甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯的电解液及由该电解液组成的电池


[0001]本专利技术属于电化学储能
，具体涉及一种含甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯的电解液及由该电解液组成的电池。

技术介绍

[0002]目前，锂电池产业中所使用的有机电解质材料主要是烷基碳酸酯类化合物和LiPF6锂盐体系，高温(60℃以上)下其性能大大下降，而如电动汽车用动力电池要求更高的工作温度范围(约为
‑
30至80℃)；而且，烷基碳酸酯类有机电解质材料具有很高的可燃性，因此安全性存在巨大的隐患；尤其是在混合动力和全电汽车应用领域，长期循环问题和安全性是制约这些材料实际应用的重要因素。
[0003]电解液是锂离子电池的重要组成部分，它在正负极之间起着传输锂离子的作用。电池的安全性，充放电循环，工作温度范围和电池的充放电容量等都与电解液的电化学性能有重要的关系。电解液中传统的功能成分对于延长电池的使用寿命起到了关键的作用，但是对于延缓或抑制锂枝晶的产生没有长期有效的措施，这就极大的影响了电池的安全性能和充放电循环的使用寿命。
[0004]电池对高能量密度的需求和高温高电压稳定性的要求越来越高，因此开发一种提高电池稳定充电放电循环的电解液至关重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种含甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯的电解液及由该电解液组成的电池。
[0006]一种含甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯的电解液，所述电解液包括电解质，有机溶剂和甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯(式I)。
[0007][0008]所述电解质包括XClO4、XPF6、XBF4、XTFSI、XFSI、XBOB、XODFB，XCF3SO3或XAsF6中的任意一种或至少两种的组合；其中，X包括Li，Na或K中的任意一种。
[0009]所述有机溶剂包括碳酸酯、羧酸酯、氟代羧酸酯、丙酸酯、氟醚或芳香烃中的任意一种或至少两种的组合。
[0010]所述碳酸酯包括卤代碳酸酯和/或非卤代碳酸酯；
[0011]所述卤代碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、双氟碳酸丙烯酯、三氟
代乙酸乙酯、三氟乙基甲基碳酸酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、4
‑
三氟代甲基碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、二(2,2,2
‑
三氟乙基)碳酸酯、三氟丙酸甲酯、3,3,3
‑
三氟代乙酸乙酯、2
‑
三氟甲基苯甲酸甲酯、4,4,4
‑
三氟丁酸乙酯或1,1,1,3,3,3
‑
六氟异丙基丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合；
[0012]所述非卤代碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸甲乙酯中的任意一种或至少两种的组合。
[0013]所述羧酸酯包括卤代羧酸酯和/或非卤代羧酸酯；
[0014]所述卤代羧酸酯包括氟代丁酸丙酯、氟代乙酸丙酯、氟代乙酸异丙酯、氟代丙酸丁酯、氟代丙酸异丙酯、氟代丁酸乙酯，氟代丙酸甲酯、氟代丙酸乙酯或氟代丙酸丙酯中的任意一种或至少两种的组合；
[0015]所述非卤代羧酸酯包括丁酸丙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、丙酸丁酯、丙酸异丙酯、丁酸乙酯，丙酸甲酯、丙酸乙酯或丙酸丙酯中的任意一种或至少两种的组合。
[0016]所述氟醚为碳原子数7个以下的氟醚。
[0017]所述芳香烃包括卤代芳香烃和/或非卤代芳香烃；所述卤代芳烃包括单氟苯、双氟苯、1,3,5
‑
三氟苯、三氟甲苯、2
‑
氟甲苯或2,4
‑
二氯三氟甲苯中的任意一种或至少两种的组合。
[0018]所述电解质在所述电解液中的重量百分数为8
‑
49％；所述有机溶剂在所述电解液中的重量百分数为1
‑
85％；所述甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯在所述电解液中的重量百分数为0.01
‑
10％。
[0019]一种电池，所述电池包括所述的电解液。
[0020]所述电池包括锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池或超级电容器；
[0021]所述锂离子电池的负极材料包括石墨、软碳、硬碳、单晶硅与石墨的复合材料、氧化亚硅与石墨的复合材料、钛酸锂或五氧化二铌中的任意一种或至少两种的组合。
[0022]本专利技术的有益效果：本专利技术所述电解液通过添加甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯，在电池中使用时，所得电池的多方面性能均得以提升，本专利技术所得电池中常温下3C放电率在3C充电率在79.8％以上，
‑
20℃下1C放电率在80.5％以上，常温循环800次3C充电/1C放电循环的容量保持率在82.9％以上，45℃高温3C充电/1C放电循环的800次容量保持率在82.1％以上，综合性能优异。
具体实施方式
[0023]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术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使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0024]实施例中使用的通用测试平台如下：
[0025]本实验正极采用粘结剂PVDF
‑
S5130、复合导电剂Super
‑
P/KS
‑
6(质量比Super
‑
P：KS
‑
6＝2：1)、622镍钴锰三元正极材料或钴酸锂正极材料、溶剂NMP(N
‑
methyl
‑2‑
pyrrolidone，N
‑
甲基吡咯烷酮)，负极采用C
‑
P15、导电剂Super
‑
P溶剂CMC、H2O、粘结剂SBR为原材料，分别采用湿法制浆工艺制备浆料，正极调节黏度10000～13000mPa
·
s，负极调节黏度1500～3000mPa
·
s，设计N/P比为1.12，容量为1671mAh，通过涂布、切片、辊压、分条、
140℃干燥8h、贴胶带、卷电芯、80℃干燥48h，然后按着下述不同的电解液配方对锂离子电池注液封口、搁置24h、化成、一次终封、老化、二次终封制备出锂离子软包电池，然后对电池进行循环性能和安全性能的测试。
[0026]实施例1
‑
7中使用的甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯定制于石家庄圣泰化工(纯度99.5％)。
[0027]实施例1
‑
11和对比例1及对比例2的电解液组成如表1所示。
[0028]实施例1
‑
11和对比例1及对比例2提供的电解液的组成，其组成均为重量比，其中均含有1％VC和1％PS，具体如表1所示。
[0029]表1(表中均为重量比率)
[0030][0031][本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯的电解液，其特征在于，所述电解液包括电解质，有机溶剂和甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯。2.根据权利要求1所述含甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯的电解液，其特征在于，所述电解质包括XClO4、XPF6、XBF4、XTFSI、XFSI、XBOB、XODFB，XCF3SO3或XAsF6中的任意一种或至少两种的组合；其中，X包括Li，Na或K中的任意一种。3.根据权利要求1所述含甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸酯、羧酸酯、氟代羧酸酯、丙酸酯、氟醚或芳香烃中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1所述含甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯的电解液，其特征在于，所述碳酸酯包括卤代碳酸酯和/或非卤代碳酸酯；所述卤代碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、双氟碳酸丙烯酯、三氟代乙酸乙酯、三氟乙基甲基碳酸酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、4
‑
三氟代甲基碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、二（2,2,2
‑
三氟乙基）碳酸酯、三氟丙酸甲酯、3,3,3
‑
三氟代乙酸乙酯、2
‑
三氟甲基苯甲酸甲酯、4,4,4
‑
三氟丁酸乙酯或1,1,1,3,3,3
‑
六氟异丙基丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合；所述非卤代碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸甲乙酯中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求1所述含甲基羧酸
‑2‑
丙炔基酯的电解液，其特征在于，所述羧酸酯包括卤代羧酸酯和/或非卤代羧酸酯；所述卤...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙春胜，李新丽，张和平，杨欢，乔顺攀，朱少华，赵京伟，程梅笑，
申请(专利权)人：香河昆仑新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：