高电压电解液及其制备方法、电池技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，公开了一种高电压电解液。将固态电解质粉末加入到锂离子电池有机电解液中，构建锂离子电池用高电压半固态有机电解液，增大电解液的电化学窗口，实现电池的高电压性能。本发明专利技术提供的制备高电压电解液的方法流程简单，成本低，而且制备得到的锂离子电池用高电压电解液适用于大规模工业化生产。工业化生产。工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
高电压电解液及其制备方法、电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及电解液，尤其涉及高电压电解液。

技术介绍

[0002]天然化石能源的枯竭和环境问题的日趋严重，使得社会迫切需要大规模的使用清洁能源，这相应的推动了电池行业的迅猛发展。现有的商业电解液由于其较窄的电化学窗口，无法匹配一些高电压正极材料，仅能实现较低的充电电压，使得其很难满足目前动力电池对高比能的要求。科学家们也想了很多办法来开发高电压电解液。公开号为CN112038696A的专利文献公开了一种高电压电解液，包括锂盐、有机溶剂和高电压添加剂，所述高电压添加剂为含氟硅烷基氰代磷酸酯。公开号为CN103682439A以及CN103887559A的专利文献公开的高压电解液中包含不同类型的添加剂。
[0003]总的来说，电解液为满足高压应用，加入添加剂是常规选择。目前，高压电解液在大规模商业化运用方面遭遇诸多困难，或者成本高昂，或者存在其他难以商业化应用的危险。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高电压电解液，同时提供高电压电解液的制备方法。
[0005]首先，本专利技术提供一种高电压电解液，由锂离子电池有机电解液和固态电解质粉末组成。
[0006]进一步地，在本专利技术的部分优选实施方式中，所述锂离子电池有机电解液为有机碳酸酯类电解液。
[0007]EC（碳酸乙烯酯）、EMC（碳酸甲乙酯）、DMC（碳酸二甲酯）中的一种以上是有机碳酸酯类电解液溶剂的常规选择。在有机碳酸酯类电解液溶剂中加入LiPF6，即为有机碳酸酸类电解液。比如，1 M LiPF6 inEC:EMC:DMC=1:1:1 Vol%、1 M LiPF6 in FEC:DEC=1:1 Vol%、1 M LiPF6 in EC:DEC=1:1 Vol%等都是常见的有机碳酸酯类电解液。
[0008]进一步地，在本专利技术的部分优选实施方式中，所述固态电解质粉末为Li3N、LiPON、Li4SiO4、Li4(Si
0.6
Ti
0.4
)O4、Li3Mg
0.5
SiO4、Li9SiAlO8、Li
3.6
Si
0.6
P
0.4
O4、Li
5.9
Al
0.1
Zn
0.9
O4、Li
5.5
Fe
0.5
Zn
0.5
O4、Li
14
Zn(GeO4)4、Li
3.6
Ge
0.6
V
0.4
O4、LiNaSO4、LiKSO4、Li4Zn(SO4)3、Li
0.22
Na
1.33
Zn
0.22
SO4、Li
2.5
P
0.5
S
0.5
O4、Li2MnCl4、Li2MgCl4、Li2CdCl4、Li2CdI4、Li3InCl6、Li2ZnCl4、Li
0.29
La
0.57
TiO3、Li3OCl、Li
0.1
Zr
0.1
Ta
0.9
(PO4)3、Li
1.3
Al
0.3
Ti
1.7
(PO4)3、Li
1.5
Al
0.5
Ge
1.5
(PO4)3、Li5La3Ta2O
12
、Li7La3Zr2O
12
、Li6BaLa2Ta2O
12
、Li
6.5
La3Zr
1.5
Ta
0.5
O
12
、Li7P2S8I、Li7P2S8Br
0.5
I
0.5
、Li
3.25
Ge
0.25
P
0.75
S4、Li
10
GeP2S
12
、Li
11
Si2PS
12
、Li
9.54
Si
1.74
P
1.44
S
11.7
Cl
0.3
、Li6PS5Cl、Li
5.5
PS
4.5
Cl
1.5
、Li
6.6
P
0.4
Ge
0.6
S5I中的一种或两种以上。
[0009]进一步地，在本专利技术的部分优选实施方式中，所述高压电解液中，固态电解质粉末的固含量为5%~90%。
[0010]基于同样的专利技术构思，本专利技术提供上述高压电解液的制备方法，包括以下步骤：将
固态电解质粉末加入到锂离子电池有机电解液中，混合均匀后，即得到高压电解液。
[0011]进一步地，所述混合的方式为机械震荡。
[0012]此外，本专利技术提供一种电池，应用上述高压电解液。
[0013]本专利技术将固态电解质粉末加入到锂离子电池有机电解液中，构建锂离子电池用高电压半固态有机电解液，增大电解液的电化学窗口，实现电池的高电压性能，增加安全性能。
[0014]本专利技术提供的制备高电压电解液的方法流程简单，成本低，而且制备得到的锂离子电池用高电压电解液适用于大规模工业化生产。
附图说明
[0015]图1为分别以实施例1制备得到的高电压电解液和市售碳酸酯类电解液为电解液的电池的线性扫描伏安曲线。
[0016]图2为分别以实施例1制备得到的高电压电解液和市售碳酸酯类电解液为电解液的电池的电化学循环性能图。
[0017]图3为分别以实施例2制备得到的高电压电解液和市售碳酸酯类电解液为电解液的电池的电化学循环性能图。
[0018]图4为分别以实施例3制备得到的高电压电解液和市售碳酸酯类电解液为电解液的电池的电化学循环性能图。
[0019]图5为分别以实施例4制备得到的高电压电解液和市售碳酸酯类电解液为电解液的电池的电化学循环性能图。
[0020]图6为分别以实施例5制备得到的高电压电解液和市售碳酸酯类电解液为电解液的电池的电化学循环性能图。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0022]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0023]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电压电解液，其特征在于，由锂离子电池有机电解液和固态电解质粉末组成。2.如权利要求1所述的高电压电解液，其特征在于，所述锂离子电池有机电解液为有机碳酸酯类电解液。3.如权利要求1所述的高电压电解液，其特征在于，所述固态电解质粉末为Li3N、LiPON、Li4SiO4、Li4(Si
0.6
Ti
0.4
)O4、Li3Mg
0.5
SiO4、Li9SiAlO8、Li
3.6
Si
0.6
P
0.4
O4、Li
5.9
Al
0.1
Zn
0.9
O4、Li
5.5
Fe
0.5
Zn
0.5
O4、Li
14
Zn(GeO4)4、Li
3.6
Ge
0.6
V
0.4
O4、LiNaSO4、LiKSO4、Li4Zn(SO4)3、Li
0.22
Na
1.33
Zn
0.22
SO4、Li
2.5
P
0.5
S
0.5
O4、Li2MnCl4、Li2MgCl4、Li2CdCl4、Li2CdI4、Li3InCl6、Li2ZnCl4、Li
0.29
La
0.57
TiO3、Li3OCl、Li
0.1
Zr
0.1
Ta
0.9
(PO4)3、Li
1.3
Al
0.3
Ti
1.7
(PO4)3、Li
1.5
Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴飞翔，周金伟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：