电解液及其制备方法、电化学装置制造方法及图纸

本申请提供了一种电解液，所述电解液包括锂盐和溶剂，所述溶剂包括环状有机溶剂和链状有机溶剂，其中ε＝k

【技术实现步骤摘要】
电解液及其制备方法、电化学装置


[0001]本申请涉及电化学装置
，尤其涉及电解液及其制备方法、电化学装置。

技术介绍

[0002]相关技术中，研究人员往往通过提高锂盐的浓度来提高电解液的电导率，以期望改善锂离子电池的倍率性能。然而锂盐浓度的增加会明显提高电解液粘度，在锂盐浓度达到饱和后继续加入会导致锂盐结晶，进一步增加电解液粘度，反而影响了电导率的提升。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供了一种电解液及其制备方法、电化学装置，通过改变电解液中溶剂的介电常数来提升电解液的电导率，并且不会提高电解液的粘度，从而有利于电化学装置倍率性能的提高。
[0004]第一方面，本申请提供了一种电解液，所述电解液包括锂盐和溶剂，所述溶剂包括环状有机溶剂和链状有机溶剂，其中ε＝k
σ
·
σ
‑
k
μ
·
μ
‑
k
γ
·
γ+k
ε
，所述ε为所述溶剂的介电常数，所述σ为所述电解液的电导率，所述μ为所述电解液的粘度，所述γ为所述环状有机溶剂和所述链状有机溶剂的质量比，所述k
σ
为7.14
‑
8.74，所述k
μ
为30.15
‑
36.85，所述k
γ
为56
‑
112，所述k
ε
为79.7
‑
99.8。
[0005]可选的，所述γ为0.05
‑
20。进一步的，所述γ为0.05
‑
1。
[0006]可选的，所述ε为5
‑
50。进一步的，所述ε为10
‑
25。
[0007]可选的，所述σ大于10。
[0008]可选的，所述μ为1.9
‑
2.4。
[0009]可选的，所述环状有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二氧五环和环丁砜中的至少一种。
[0010]可选的，所述链状有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、丙酸乙酯、1,2
‑
二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚、四甲基硅烷和己二腈中的至少一种。
[0011]可选的，所述环状有机溶剂包括环状碳酸酯。
[0012]可选的，所述链状有机溶剂包括链状碳酸酯。
[0013]可选的，所述电解液中所述锂盐的浓度为0.8mol/L
‑
1.2mol/L。
[0014]可选的，所述锂盐包括六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂中的至少一种。
[0015]可选的，所述电解液还包括添加剂，所述电解液中所述添加剂的质量含量为1％
‑
8％。
[0016]可选的，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3
‑
丙磺酸内酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅烷基)磷酸酯、三(三甲基硅烷基)硼酸酯、甲基二磺酸亚甲酯、碳酸乙烯亚乙酯、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂和二氟磷酸锂中的至少一种。
[0017]第二方面，本申请提供了一种电解液的制备方法，包括：根据ε
’
＝k
σ
·
σ
’‑
k
μ
·
μ
’‑
k
γ
·
γ+k
ε
、溶剂的预设介电常数、电解液的预设电导率以及电解液的预设粘度获得环状有机溶剂和链状有机溶剂的质量比，其中所述ε
’
为所述溶剂的预设介电常数，所述σ
’
为所述电解液的预设电导率，所述μ
’
为所述电解液的预设粘度，所述γ为所述环状有机溶剂和链状有机溶剂的质量比；根据所述环状有机溶剂和链状有机溶剂的质量比，将环状有机溶剂和链状有机溶剂混合，得到所述溶剂；将所述溶剂与锂盐混合，得到所述电解液，其中ε＝k
σ
·
σ
‑
k
μ
·
μ
‑
k
γ
·
γ+k
ε
，所述ε为所述溶剂的介电常数，所述σ为所述电解液的电导率，所述μ为所述电解液的粘度，所述k
σ
为7.14
‑
8.74，所述k
μ
为30.15
‑
36.85，所述k
γ
为56
‑
112，所述k
ε
为79.7
‑
99.8。
[0018]第三方面，本申请提供了一种电化学装置，包括第一方面所述的电解液或第二方面所述的制备方法制得的电解液。
[0019]本申请开拓性地从溶剂的介电常数出发，随着溶剂介电常数的提高，锂盐的解离更加充分，并且电解液粘度适宜，解离的锂离子的迁移速度可以保持较高的水平，从而提升了电解液的电导率；通过本申请上述公式，可以根据所需的电导率、粘度和介电常数，获得环状有机溶剂和链状有机溶剂的配合比例，从而获得所需性能的电解液；同时本申请提供的电解液可以兼顾电导率、粘度以及溶剂的介电常数，从而在提高电解液电导率的同时不会过多增加粘度，并且溶剂的高介电常数可以进一步促进锂盐的解离，进而进一步提升电解液的电导率，有利于其在电化学装置中的使用，显著提升电化学装置的倍率性能。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为电池的性能检测结果图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本申请实施方式对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。
[0023]本申请提供了一种电解液，电解液包括锂盐和溶剂，溶剂包括环状有机溶剂和链状有机溶剂，其中ε＝k
σ
·
σ
‑
k
μ
·
μ
‑
k
γ
·
γ+k
ε
，ε为溶剂的介电常数，σ为电解液的电导率，μ为电解液的粘度，γ为环状有机溶剂和链状有机溶剂的质量比，k
σ
为7.14
‑
8.74，k
μ
为30.15
‑
36.85，k
γ
为56
‑
112，k
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐和溶剂，所述溶剂包括环状有机溶剂和链状有机溶剂，其中ε＝k
σ
·
σ
‑
k
μ
·
μ
‑
k
γ
·
γ+k
ε
，所述ε为所述溶剂的介电常数，所述σ为所述电解液的电导率，所述μ为所述电解液的粘度，所述γ为所述环状有机溶剂和所述链状有机溶剂的质量比，所述k
σ
为7.14
‑
8.74，所述k
μ
为30.15
‑
36.85，所述k
γ
为56
‑
112，所述k
ε
为79.7
‑
99.8。2.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述γ为0.05
‑
20。3.如权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述γ为0.05
‑
1。4.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述ε为5
‑
50。5.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述σ大于10；所述μ为1.9
‑
2.4。6.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述环状有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二氧五环和环丁砜中的至少一种；所述链状有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、丙酸乙酯、1,2
‑
二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚、四甲基硅烷和己二腈中的至少一种。7.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述环状有机溶剂包括环状碳酸酯；所述链状有机溶剂包括链状碳酸酯。8.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液中所述锂盐的浓度为0.8mol/L
‑
1.2mol/L；所述锂盐包括六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂中的至少一种。9.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括添加剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文扬，廖颖，
申请(专利权)人：厦门海辰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：