一种锂电池用双盐高压电解液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种锂电池用双盐高压电解液及其制备方法和应用，所述高压电解液包括四元有机溶剂、两种锂盐，所述锂盐包括LiPF6，LiDFOB，LiTFSI，LiBF4。本发明专利技术所述的高压电解液可以在在电极表面形成薄且致密的电极

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用双盐高压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，具体而言，本专利技术涉及一种锂电池用双盐高压电解液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池因其具有高容量、高能量、体积小、质量轻、对环境友好等特点，现如今大多数电子设备都运用了锂离子电池作为储能原件，小到移动电源，手提电脑等便携式储能设备，大到电动交通工具。总之，锂离子电池遍及在生活的方方面面。在这一背景下，无疑对锂离子电池的技术提出了更高的要求，因此如何在保证安全的前提下提高动力电池的能量密度、延长续航里程、降低电芯成本是目前亟需解决的问题。
[0003]已有研究结果表明，在锂离子电池中，过高的高压不仅会使活性材料稳定性变差，还会导致电解液的氧化分解，使电极/电解液界面不稳定。通常在高电压下电解液溶剂会严重分解甚至产气，并且溶质LiPF6和痕量水反应就会生成HF等腐蚀性路易斯酸，损失电解液有效成分。此外，这些副反应产物会导致正极材料结构不稳定以及正极电解质界面(CEI)的重构。其结果是电池的库伦效率降低、容量的快速衰减甚至出现安全问题。为提高高压下电解液稳定性以及高镍层状氧化物正极材料的循环稳定性，可以通过单晶结构设计、活性物质表面包覆以及加入电解液添加剂等方法实现。电解液添加剂被证明是改善电极材料电化学性能的一种有效方式，目前使用的有机高压电解液添加剂在循环过程中一般会比溶剂分子优先氧化，通过在正极表面分解形成界面膜的方式来提高电化学性能。
[0004]因此，研制出一种能够在高压条件下使用的电解液，改善锂离子电池的高压性能，成为推动锂离子电池应用和发展的一个亟待解决重要问题。

技术实现思路

[0005]针对上述锂离子电池在高压环境下的性能差乃至失效的问题，本专利技术目的在于提供一种锂电池用双盐高压电解液，可在高压环境下使用的锂离子电池用电解液。
[0006]本专利技术的再一目的在于：提供一种上述锂电池用双盐高压电解液的制备方法。
[0007]本专利技术的又一目的在于：提供一种上述锂电池用双盐高压电解液的应用。
[0008]本专利技术目的通过以下方案实现：一种锂离子电池用高压电解液，所述高压电解液包括：四元有机溶剂、双锂盐；其中，所述电解质选自六氟磷酸锂(LiPF6)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI) 、四氟硼酸锂(LIBF4)中的两种。
[0009]所述三元有机溶剂包含：所述四元有机溶剂包含：(1)选自碳酸乙烯酯(EC)作为第一有机溶剂；(2)选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)的至少一种的第二有机溶剂；(3)选自碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)的至少一种的第三有机溶剂；(4)选自碳酸丙烯酯(PC)中的至少一种的第四有机溶剂；
所述其中，第一有机溶剂：第二有机溶剂：第三有机溶剂：第四有机溶剂体积的比为：20：20：55：5。
[0010]所述第一锂盐与第二锂盐的摩尔比优选为1：0.2。
[0011]所述第一锂盐优选选自六氟磷酸锂(LiPF6)，第二锂盐为二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI) 、四氟硼酸锂(LIBF4)中的一种。
[0012]所述电解质在电解液中的浓度为0 .5mol/L～3 .0mol/L。
[0013]所述电解质在电解液中的浓度优选为0 .5mol/L、1 .0mol/L、1 .5mol/L、2.0mol/L、2 .5mol/L或3 .0mol/L。
[0014]所述电解质在电解液中的浓度进一步优选为1 .2mol/L。
[0015]本专利技术提供一种锂电池用双盐高压电解液的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)在湿度小于0.1ppm的环境中，按配比混合第一有机溶剂和第二有机溶剂，之后加入第三有机溶剂，最后加入第四有机溶剂以形成四元有机溶剂；(2)依次加入双锂盐并使完全溶解；得到所述锂离子电池用高压电解液。
[0016]本专利技术提供一种双盐高压电解液在锂电池中的应用。
[0017]本专利技术提供一种锂离子电池，包括：负极、正极、隔膜、以及根据上述任一项所述的高压电解液。
[0018]本专利技术所述的高压电解液可以在在电极表面形成薄且致密的电极
‑
电解液界面膜，该界面膜的形成可以避免电极材料与电解液的持续接触，既可以抑制电解液的分解又可以保护电极材料的晶体结构，从而有效地减少了循环过程中可逆容量的损失。
[0019]与现有技术相比，本专利技术中所得的锂离子电池（镍锰酸锂正极验证）用高压电解液可使得锂离子电池具有十分优异的耐高压性能。
附图说明
[0020]图1：实施例1至3的LSV曲线对比图；图2：实施例2循环性能对比图。
具体实施方式
[0021]以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。
[0022]实施例1一种锂电池用双盐高压电解液，包括有机溶剂和锂盐，所述的双锂盐为LiPF6和LiDFOB，按下述步骤制备：（1）四元有机溶剂配制：在充满氮气的湿度小于0 .1ppm的手套箱中，按照体积比将第一有机溶剂：第二有机溶剂：第三有机溶剂：第四有机溶剂体积的比为：20：20：55：5混合，形成四元有机溶剂；（2）锂电池用双盐高压电解液制备：在步骤（1）得到的四元有机溶剂中加入LiPF6以使得其浓度为1mol/L，然后加入LiDFOB以使得其浓度为1.2mol/L，得到锂电池用双盐高压电解液。
[0023]实施例2一种锂电池用双盐高压电解液，采用与实施例1类似的方法制备，区别在于加入
LiPF6以使得其浓度为1mol/L，然后加入LiTFSI以使得其浓度为1.2mol/L，按下述步骤制备：（1）四元有机溶剂配制：在充满氮气的湿度小于0 .1ppm的手套箱中，按照体积比将第一有机溶剂：第二有机溶剂：第三有机溶剂：第四有机溶剂体积的比为：20：20：55：5混合，形成四元有机溶剂；（2）锂电池用双盐高压电解液制备：在步骤（1）得到的四元有机溶剂中加入LiPF6以使得其浓度为1mol/L，然后加入LiTFSI以使得其浓度为1.2mol/L，得到锂电池用双盐高压电解液。
[0024]实施例3一种锂电池用双盐高压电解液，按照实施例1类似的方法制备，区别在于加入LiPF6以使得其浓度为1mol/L，然后加入LiBF4以使得其浓度为1.2mol/L，按下述步骤制备：（1）四元有机溶剂配制：在充满氮气的湿度小于0 .1ppm的手套箱中，按照体积比将第一有机溶剂：第二有机溶剂：第三有机溶剂：第四有机溶剂体积的比为：20：20：55：5混合，形成四元有机溶剂；（2）锂电池用双盐高压电解液制备：在步骤（1）得到的四元有机溶剂中加入LiPF6以使得其浓度为1mol/L，然后加入LiBF4以使得其浓度为1.2mol/L，得到锂电池用双盐高压电解液。
[0025]应用例按照锂离子电池的制作标准，正极材料是镍锰酸锂材料(LiNi
0.5
Mn
1.5
O本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用双盐高压电解液，包括有机溶剂和锂盐，其特征在于，所述的锂盐为双锂盐，所述有机溶剂包含：碳酸乙烯酯(EC)作为第一有机溶剂，碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二乙酯(DEC)中的至少一种为第二有机溶剂，碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸甲丙酯(MPC)中的至少一种为第三有机溶剂，以及碳酸丙烯酯(PC)作为第四有机溶剂，第一有机溶剂：第二有机溶剂：第三有机溶剂：第四有机溶剂体积的比为：20：20：55：5；所述的双锂盐在电解液中的浓度为0 .5mol/L～3 .0mol/L。2.根据权利要求1所述的锂电池用双盐高压电解液，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂LiPF6、二氟草酸硼酸锂LiDFOB 、双三氟甲磺酰亚胺锂LiTFSI 、四氟硼酸锂LIBF4中的至少两种。3.根据权利要求1或2所述锂电池用双盐高压电解液，其特征在于，包括如下制备步骤：(1)在湿度小于0.1ppm的环境中，按体积比混合第一有机溶剂和第二有机溶剂，之后加入第三有机溶剂，最后加入第四有机溶剂以形成四元有机溶剂；(2)依次加入双锂盐并使完全溶解，得到所述锂离子电池用高压电解液。4.根据权利要求3所述锂电池用双盐高压电解液，其特征在于，按下述步骤制备：（1）四元有机溶剂配制：在充满氮气的湿度小于0 .1ppm的手套箱中，按照体积比将第一有机溶剂：第二有机溶剂：第三有机溶剂：第四有机溶剂体积的比为：20：20：55：5混合，形成四元有机溶剂；（2）锂电池用双盐高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔大祥，王金，张芳，卢玉英，葛美英，张放为，王琦，邬淑红，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：