一种电解液及其制备方法和二次电池技术

本发明专利技术公开了一种电解液及其制备方法和二次电池，其电解液包括锂盐、有机溶剂、添加剂Ⅰ和添加剂Ⅱ；所述添加剂Ⅰ包括如式(Ⅰ)所示的结构式的化合物；所述添加剂Ⅱ包括如式(Ⅱ)所示的结构式的化合物：其中，R1选自C

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及其制备方法和二次电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其是涉及一种电解液及其制备方法和二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有工作温度范围宽、比能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、对环境友好等优点广泛应用在各种电子设备中，例如移动电话、笔记本电脑、电动工具等领域。当前，随着对动力电池在低温环境条件下的性能要求越来越高，开发低温电池具有非常重要的意义
[0003]锂电池低温性能主要与电解液的低温导电能力、锂离子在活性电极材料中的扩散能力、电极界面性质有关，锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由锂盐和有机溶剂组成，电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证，电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。
[0004]但现有的低温锂电池电解液在寒冷状态的性能差，主要由于随着温度的降低，电解液当中粘度逐渐增大，流动性降低，这严重影响电解液性能的发挥，从而导致电池的低温性能变差。因此，有必要开发一种低温锂电池电解液。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一方面提出一种电解液，使得其低温放电容量保持率和低温循环保持率高。
[0006]本专利技术第二方面还提供一种电解液的制备方法。
[0007]本专利技术第三方面还提供一种二次电池。
[0008]根据本专利技术的第一方面实施例提供的一种电解液，所述电解液包括锂盐、有机溶剂、添加剂Ⅰ和添加剂Ⅱ；
[0009]所述添加剂Ⅰ包括如式(Ⅰ)所示的结构式的化合物；所述添加剂Ⅱ包括如式(Ⅱ)所示的结构式的化合物：
[0010][0011]其中，R1选自C
1～6
的烷基。
[0012]根据本专利技术实施例的电解液，至少具有如下有益效果：
[0013]本专利技术提供的电解液通过添加剂Ⅰ和添加剂Ⅱ的协同作用可以大幅度提高电池的低温循环效率和低温放电容量保持率。其中添加剂Ⅰ的作用是为了提高在低温状态下电解液的电导率，降低电阻；本专利技术添加剂Ⅱ的在低温下也具有较好的导电率，稳定性更好；与添加剂Ⅰ协同作用提升电池的低温放电容量保持率和低温循环保持率。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述R1选自甲基、乙基、叔丁基中的至少一种。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述添加剂Ⅰ的质量为电解液总质量的0.1％～5％。具体地，添加剂Ⅰ的质量占电解液总质量的百分比可以为0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％或其中任意两个数组成的范围。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述添加剂Ⅱ的质量为电解液总质量的0.1％～1％。具体地，添加剂Ⅱ的质量占电解液总质量的百分比可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.6％、0.8％、1.0％或其中任意两者的组合。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述添加剂Ⅰ与添加剂Ⅱ的质量比为4～12。由此，当添加剂Ⅰ和添加剂Ⅱ在电解液中的质量含量处于上述范围时，进一步提高添加剂Ⅰ和添加剂Ⅱ之间的协同作用，提升低温循环性能。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(氟磺酰基)酰亚胺锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂或全氟烷基磺酸锂的一种或几种。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丙烯酸甲酯、乙烯亚硫酸酯、丙烯亚硫酸酯、亚硫酸二甲酯、二乙基亚硫酸酯、1,3
‑
丙磺酸内酯、硫酸乙烯酯、酸酐、N
‑
甲基吡咯烷酮、N
‑
甲基甲酰胺、N
‑
甲基乙酰胺、乙腈、N,N
‑
二甲基甲酰胺、环丁砜、二甲亚砜、甲硫醚、γ
‑
丁内酯以及四氢呋喃中的一种或几种。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述有机溶剂的质量为电解液总质量的10～70％。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述锂盐在电解液中的浓度为0.5mol/L～2mol/L。锂盐在电解液中的浓度太低影响电解液的电导率，锂盐在电解液中的浓度太高会使电解液粘度升高，同样影响电解液的电导率。当锂盐中在电解液中的浓度处于上述范围时，可保证电解液的电导率，降低二次电池的内阻。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述锂盐的质量为电解液总质量的12～18％。
[0023]根据本专利技术的第二方面实施例提供上述所述的电解液的制备方法，包括如下步骤：
[0024]于氩气保护、手套箱中，将所述锂盐、添加剂Ⅰ、添加剂Ⅱ加入到有机溶剂中混合均匀，得到所述电解液。
[0025]本专利技术第三方面提供一种二次电池，包括正极片、负极片和上述所述的电解液。
[0026]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
具体实施方式
[0027]以下是本专利技术的具体实施例，并结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0028]本专利技术所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本
常规试剂、方法和设备。
[0029]本专利技术实施例中用到的添加剂Ⅰ和添加剂Ⅱ的结构式如下：
[0030][0031]添加剂Ⅰ通过如下方法制备：
[0032]将4.26g的乙烯基二氟亚磷酸酯(CAS18133
‑
42
‑
1)在氮气保护下加入6.1g六甲基二硅氧烷中，在75℃～80℃的条件下反应2h后，将体系温度升高至95℃，即可得到。
[0033]添加剂Ⅱ参考文献方法Arvai R,Toulgoat F,M M
é
debielle,et al.New aryl
‑
containing fluorinated sulfonic acids and their ammonium salts,useful as electrolytes for fuel cells or ionic liquids[J].Journal of Fluorine Chemistry,2009,129(10):1029
‑
1035.制备。
[0034]实施例1～3以及对比例1～3中的锂离子电池均按照下述方法制备。
[0035](1)电解液的制备
[0036]在充满氩气的手套箱中(水含量＜10ppm，氧气含量＜1ppm)，将添加剂Ⅰ和添加剂Ⅱ加入到非水有机溶剂(EC:DEC＝30:70，质量比)中，混合均匀后，缓慢加入适量的锂盐(LiPF6)，待锂盐完全溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、有机溶剂、添加剂Ⅰ和添加剂Ⅱ；所述添加剂Ⅰ包括如式(Ⅰ)所示的结构式的化合物；所述添加剂Ⅱ包括如式(Ⅱ)所示的结构式的化合物：其中，R1选自C
1～6
的烷基。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述R1选自甲基、乙基、叔丁基中的至少一种。3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂Ⅰ的质量为电解液总质量的0.1％～5％。4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂Ⅱ的质量为电解液总质量的0.1％～1％。5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂Ⅰ与添加剂Ⅱ的质量比为4～12。6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(氟磺酰基)酰亚胺锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂或全氟烷基磺酸锂的一种或几种。7.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海杰，邵俊华，孔东波，张利娟，
申请(专利权)人：湖南法恩莱特新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：