一种电解液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种电解液及其制备方法和应用。所述电解液包括添加剂和锂盐，所述添加剂包括低阻抗添加剂和含硼化合物，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂。本发明专利技术在双氟磺酰亚胺锂基电解液中加入低阻抗添加剂和含硼化合物来提高电解液的热稳定性和循环性能。高电解液的热稳定性和循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池领域，涉及一种电解液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着动力电池对长循环的要求和高低温性能的兼顾要求日益提高，电极材料正在发生技术上的升级迭代。然而，与之匹配的电解液技术也需要与之适应，高热稳定性双氟磺酰亚胺锂的成功应用助力了电池发挥优良的电性能和安全性能。然而，为实现高低温性能的兼顾，当前高热稳定性的双氟磺酰亚胺锂基电解液中加入某些添加剂时，存在热稳定性明显下降的问题，对于电解液存放和电池性能发挥造成一定困难。
[0003]双氟磺酰亚胺锂作为主盐的电解液未来会成为一个发展趋势，其自身热稳定性优于六氟磷酸锂，但与某些不稳定添加剂进行组合时，会出现热稳定性不及六氟磷酸锂电解液的情况，这极大的限制了双氟磺酰亚胺锂作为高热稳定性锂盐，提高电池循环和高低温性能的应用。
[0004]CN113782833A公开了一种电解液及其制备方法和应用。锂盐为六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂，添加剂选用苯基乙烯砜和硼酸三(2,2,2
‑
三氟乙基)酯。CN109301324A公开了一种高能量密度锂离子电池电解液，锂盐包括六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂和硫酸二氟硼酸锂，配合使用锂盐添加剂。上述两篇专利添加的添加剂均会影响双氟磺酰亚胺锂电解液的热稳定性，对于电解液的存放和电池性能发挥造成一定困难。
[0005]因此，如何提高双氟磺酰亚胺锂基电解液热稳定性和循环性能，是本领域重要的研究方向。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种电解液及其制备方法和应用。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术目的之一在于提供一种电解液，所述电解液包括添加剂和锂盐，所述添加剂包括低阻抗添加剂和含硼化合物，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂。
[0009]本专利技术在双氟磺酰亚胺锂基电解液中加入低阻抗添加剂和含硼化合物来提高电解液的热稳定性和循环性能，其中，当加入低阻抗添加剂时，提高了电池的循环性能，但是导致电解液出现热稳定性下降的问题，加入稳定性添加剂含硼化合物来提高电解液的热稳定性，采用双氟磺酰亚胺锂基电解液、低阻抗添加剂和含硼化合物的电解液制备得到的锂离子电池，相比传统的六氟磷酸锂电解液，具有优良高温循环稳定性、高温存储性能和低温放电性能。
[0010]作为本专利技术优选的技术方案，所述低阻抗添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯或硫酸乙烯酯中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：氟代碳酸乙烯酯和三(三甲基硅烷)磷酸酯的组合、三(三甲基硅烷)磷酸酯和硫
酸乙烯酯的组合或氟代碳酸乙烯酯和硫酸乙烯酯的组合等。
[0011]优选地，在所述电解液中，所述低阻抗添加剂的质量分数为1.5～10％，其中所述质量分数可以是1.5％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0012]作为本专利技术优选的技术方案，所述含硼化合物包括苄胺三氟化硼络合物、吡啶三氟化硼、2
‑
甲基吡啶
‑3‑
硼酸频哪醇酯、三氟化硼乙酸丁酯或3
‑
甲基
‑5‑
氰基
‑
苯硼酸频哪醇酯中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：苄胺三氟化硼络合物和吡啶三氟化硼的组合、吡啶三氟化硼和2
‑
甲基吡啶
‑3‑
硼酸频哪醇酯的组合、2
‑
甲基吡啶
‑3‑
硼酸频哪醇酯和三氟化硼乙酸丁酯的组合或三氟化硼乙酸丁酯和3
‑
甲基
‑5‑
氰基
‑
苯硼酸频哪醇酯的组合等。
[0013]优选地，在所述电解液中，所述含硼化合物的质量分数为0.1～1％，其中所述质量分数可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0014]作为本专利技术优选的技术方案，所述双氟磺酰亚胺锂在所述电解液中的浓度为0.5～1.0mol/L，其中所述浓度可以是0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L或1.0mol/L等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0015]优选地，所述锂盐还包括六氟磷酸锂。
[0016]优选地，所述锂盐在所述电解液中的浓度为0.8～1.2mol/L，其中所述浓度可以是0.8mol/L、0.9mol/L、1.0mol/L、1.1mol/L或1.2mol/L等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]作为本专利技术优选的技术方案，所述电解液还包括有机溶剂。
[0018]优选地，所述有机溶剂包括环状碳酸酯溶剂和线型碳酸酯溶剂。
[0019]作为本专利技术优选的技术方案，所述环状碳酸酯溶剂包括碳酸乙烯酯。
[0020]优选地，以所述有机溶剂的体积为100％计，所述环状碳酸酯溶剂的体积分数为20～40％，其中所述体积分数可以是20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％或40％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述线型碳酸酯溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯或碳酸甲丙酯中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的组合、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的组合或碳酸二乙酯和碳酸甲丙酯的组合等。
[0022]优选地，以所述有机溶剂的体积为100％计，所述线型碳酸酯溶剂的体积分数为60～80％，其中所述体积分数可以是60％、62％、64％、68％、70％、72％、74％、76％、78％或80％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0023]本专利技术的目的之二在于提供一种如目的之一所述的电解液的制备方法，所述制备方法包括：
[0024]将锂盐加入到有机溶剂混合后，再加入添加剂，得到所述电解液。
[0025]作为本专利技术优选的技术方案，所述有机溶剂包括环状碳酸酯溶剂和线型碳酸酯溶剂。
[0026]优选地，将环状碳酸酯溶剂和线型碳酸酯溶剂混合后，纯化除杂和除水后得到有
机溶剂。
[0027]本专利技术中的纯化除杂采用分子筛、氢化钙或氢化锂中的任意一种或至少两种的组合来进行纯化除杂。
[0028]优选地，所述混合的温度为15～30℃，其中所述温度可以是15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括添加剂和锂盐，所述添加剂包括低阻抗添加剂和含硼化合物，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述低阻抗添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯或硫酸乙烯酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，在所述电解液中，所述低阻抗添加剂的质量分数为1.5～10％。3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述含硼化合物包括苄胺三氟化硼络合物、吡啶三氟化硼、2
‑
甲基吡啶
‑3‑
硼酸频哪醇酯、三氟化硼乙酸丁酯或3
‑
甲基
‑5‑
氰基
‑
苯硼酸频哪醇酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，在所述电解液中，所述含硼化合物的质量分数为0.1～1％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电解液，其特征在于，所述双氟磺酰亚胺锂在所述电解液中的浓度为0.5～1.0mol/L；优选地，所述锂盐还包括六氟磷酸锂；优选地，所述锂盐在所述电解液中的浓度为0.8～1.2mol/L。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的电解液，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：严成结，邹志群，曾汉民，尚慧敏，钟颖贤，李佐球，何巍，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：