新型锂盐电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术具体是涉及一种新型锂盐电解液及锂离子电池，电解液包括新型锂盐、锂盐、添加剂和非水有机溶，新型锂盐的结构通式为：其中，R为直链烷基

【技术实现步骤摘要】
新型锂盐电解液及锂离子电池


[0001]本专利技术涉及电化学
，特别是涉及一种新型锂盐电解液及锂离子电池。

技术介绍

[0002]随着经济的发展和社会的进步，能源问题也愈发凸显，人们对化石燃料的依赖也愈发严重，随之而来的是大量的二氧化碳排放，引发了导致温室效应导致了全球变暖问题。因此，全球都在积极探索新能源替代传统化石能源，比如风能、水能、太阳能以及核能等。但是又遇到一系列新的问题，比如这些新能源往往稳定性较差，还有面临的用电高峰等问题，这就催生了一个新的行业
‑
储能。
[0003]中国储能行业中很重要的一环是锂离子电池制造业。锂离子电池是将化学能转换为电能的储能器件，其具有能量密度高、输出电压高、循环寿命长、无记忆效应等突出优点。锂离子电池由正极、负极、隔膜、电解液等组成，其中电解液是锂离子电池技术中的较为关键的部分。锂离子电池电解液通常由锂盐、有机溶剂、添加剂组成，而这也使得锂离子电池电解液具有易燃性质，且其中的锂盐往往不能耐受较高温度。商用的锂盐通常是六氟磷酸锂，其在高温下会分解，使电池性能劣化；而且电极上形成的固体电解质膜会在高温条件下分解，进而放出大量的热量，使电池发生热失控。
[0004]一般的做法通常为使用耐高温的锂盐，比如双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂等，但以这些锂盐为基础的电解液有的会腐蚀铝箔，有的电导率较低不能使电池性能充分发挥，还有些锂盐和常规电池材料体系的匹配性较差，而且这些锂盐制备困难，价格普遍较高。还有一种方法就是使用电解液添加剂，在电极表面形成致密固体电解质膜，这些固体电解质膜稳定性较好，具有较好的高温稳定性，但是添加剂的使用会提升电池的制造成本，而且引入添加剂会使电解液的离子电导率降低，极大增加了电池的内阻，降低电池的循环性能，而且传统添加剂种类繁多，要耗费大量精力探索电解液配方。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述问题，提供一种成本较低、充分发挥电池性能且能降低电池内阻的新型锂盐电解液及锂离子电池。
[0006]为了实现上述目的，在本专利技术的第一个方面，提供一种新型锂盐电解液，其特征在于，所述电解液包括新型锂盐、锂盐、添加剂和非水有机溶剂，所述新型锂盐的结构通式为：
[0007][0008]其中，R为直链烷基
‑
C
n
，所述直链烷基
‑
C
n
上的一个或者多个氢原子被以下取代基
所取代生成所述新型锂盐，所述取代基为：氟、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、氟磺酰基、氟磺酸基、三氟甲磺酰基、三氟甲磺酸基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酰基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酸基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酰基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酸基、磺酸锂基、苯基、氟代苯基、三甲基硅基、三氟甲基硅基、氟代环三磷腈基、异氰酸酯基。
[0009]进一步的，所述新型锂盐占所述电解液重量的百分比为0.01％～20％。
[0010]进一步的，所述直链烷基
‑
C
n
中n为1～6的整数。
[0011]进一步的，所述锂盐占所述电解液重量的百分比为2％～20％。
[0012]进一步的，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、六氟砷酸锂中的一种或者多种的组合。
[0013]进一步的，所述非水有机溶剂占所述电解液重量的百分比为70％～90％。
[0014]进一步的，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、二甲基亚砜中的一种或者多种的组合。
[0015]进一步的，所述添加剂占所述电解液重量的0.1％～10％。
[0016]进一步的，所述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、二氟磷酸锂中的一种或者多种的组合。
[0017]在本专利技术的第二方面，提供了一种锂离子电池，包括正极片、负极片、电解液和隔膜，所述隔膜设置在所述正极片和所述负极片之间；所述电解液为本专利技术第一方面所述的新型锂盐电解液。
[0018]上述新型锂盐电解液及锂离子电池，电解液由新型锂盐、锂盐、添加剂和非水有机溶剂组成，新型锂盐的结构通式为：
[0019][0020]该新型锂盐电解液在直链烷基
‑
C
n
结构中引入氟、马来酰亚胺等基团，制备简单，节约了成本，且能在电极表面形成耐高温稳定的固体电解质膜，结构中的氟、磺酰等基团具有强吸电子能力，具有较高的离子电导率，形成的固体电解质膜具有较好的锂离子导通性能，能极大降低电池内阻。同时，该新型锂盐主体结构中的硼酸酯基团，能够提升电解液在负极表面的成膜性能，降低负极端的溶剂共嵌入问题，提升锂离子电池在高温环境下的循环性能，因此，该新型锂盐具有较好的热稳定性，可提升电池的高温性能。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面根据本专利技术的新型锂
盐电解液及锂离子电池，结合实施例、对比例、测试过程以及测试结果进行说明。显然，所描述的实施例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。
[0022]首先，说明本专利技术第一方面的新型锂盐电解液。
[0023]一种新型锂盐电解液，由新型锂盐、锂盐、添加剂和非水有机溶剂组成，新型锂盐的结构通式为：
[0024][0025]其中，R为直链烷基
‑
C
n
(其中n为1
‑
6的整数)，所述直链烷基
‑
C
n
上的一个或多个氢原子为以下取代基所取代：氟、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、氟磺酰基、氟磺酸基、三氟甲磺酰基、三氟甲磺酸基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酰基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酸基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酰基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酸基、磺酸锂基、苯基、氟代苯基、三甲基硅基、三氟甲基硅基、氟代环三磷腈基、异氰酸酯基，生成新型锂盐。
[0026]本专利技术第一方面的新型锂盐电解液中，新型锂盐的重量占电解液总重量的百分比为0.01％～20％。锂盐的重量占电解液总重量的百分比为2％～20％。非水有机溶剂的重量占电解液总重量的百分比为70％～90％。添加剂的重量占电解液总重量的百分比为0.1％～10％。
[0027]本专利技术第一方面的新型锂盐电解液中，锂盐可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型锂盐电解液，其特征在于，所述电解液包括新型锂盐、锂盐、添加剂和非水有机溶剂，所述新型锂盐的结构通式为：其中，R为直链烷基
‑
C
n
，所述直链烷基
‑
C
n
上的一个或者多个氢原子被以下取代基所取代生成所述新型锂盐，所述取代基为：氟、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、氟磺酰基、氟磺酸基、三氟甲磺酰基、三氟甲磺酸基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酰基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酸基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酰基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酸基、磺酸锂基、苯基、氟代苯基、三甲基硅基、三氟甲基硅基、氟代环三磷腈基、异氰酸酯基。2.根据权利要求1所述的新型锂盐电解液，其特征在于，所述新型锂盐占所述电解液重量的百分比为0.01％～20％。3.根据权利要求1所述的新型锂盐电解液，其特征在于，所述直链烷基
‑
C
n
中n为1～6的整数。4.根据权利要求1所述的新型锂盐电解液，其特征在于，所述锂盐占所述电解液重量的百分比为2％～20％。5.根据权利要求1所述的新型锂盐电解液，其特征在于，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...

【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：