一种共晶高熵电解液、制备方法及锂离子电池技术

本发明专利技术提供了一种共晶高熵电解液的制备方法，具体包括如下步骤：步骤一、将2

【技术实现步骤摘要】
一种共晶高熵电解液、制备方法及锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂电池领域，尤其涉及一种共晶高熵电解液、制备方法及其锂离子电池。

技术介绍

[0002]随着地球环境的持续恶化和自然资源的逐渐枯竭,人类社会迫切需要由当前的高污染高耗能的生产生活方式转变为更为绿色可持续的发展模式。其中能源技术的变革已成为全世界的共识。锂离子电池是现如今最为成功的商业化二次电池技术,它有着高实际能量密度、长循环寿命等优势，因此受到了大家广泛的关注。
[0003]电解液是锂离子电池中的重要组成部分，对电池的容量、寿命、温度适用范围以及安全性等具有决定性作用。随着对电池性能要求的提高，电解液的优化作为提升电池性能的有力手段受到广泛关注。然而传统碳酸酯电解液存在诸多缺点，例如，循环稳定性不足、电化学窗口窄、倍率性能差、安全性能差等，无法很好地与锂金属电池适配，因此研究新型电解液迫在眉睫。
[0004]共晶电解液有着高的热稳定性，高安全性，且可以将无法在传统电解液中使用的材料引入新型共晶电解液体系中。高熵电解液由于含有主成分较多，因此锂离子溶剂化结构得到了显著优化，锂离子可以顺利地脱去溶剂化结构进入正极或者负极，大大提升了电池的各方面性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种共晶高熵电解液、制备方法及其锂离子电池，本专利技术的电解液倍率性能优异，提高了锂电池性能效率。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种六元共晶高熵电解液的制备方法，具体包括如下步骤：r/>[0007]步骤一、将2
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4种锂盐和2
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4种配体按照一定质量分数混合；
[0008]步骤二、在60℃下搅拌至澄清透明液体；
[0009]步骤三、将步骤二得到的澄清透明液体冷却至室温，即得到澄清透明的电解液。
[0010]优选地，步骤一
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步骤三该在充满氩气的手套箱中进行，水含量和氧含量均在0.2ppm以下。
[0011]优选地，在执行步骤一之前，需要先将氩气通入到手套箱一段时间，将手套箱中空气的水含量和氧含量降低到设定值以下。
[0012]优选地，所述锂盐由双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、二草酸硼酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂和硝酸锂中的2
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4种组成。
[0013]优选地，所述配体由磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三己酯、磷酸甲苯二苯酯、乙腈、丁腈、丁二腈、己二腈、对三氟甲基腈、N
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甲基乙酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、丁内酰胺、二甲基砜、苯甲砜中的2
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4种组成。
[0014]优选地，所述锂盐与配体的质量分数分别为：锂盐1：0％
‑
15％；锂盐2：0％
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15％；锂盐3：0％
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15％；锂盐4：0％
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15％；配体1：0％
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40％；配体2：0％
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40％；配体3：0％
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40％；配体4：0％
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40％。
[0015]本专利技术还提供了一种电解液，采用上述制备方法制备。
[0016]本专利技术还提供了一种锂离子电池，包括电解液、正极、负极、隔膜，所述电解液采用上述电解液。
[0017]优选地，所述正极采用磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍锰酸锂、镍钴锰三元材料中的一种或多种制成。
[0018]优选地，所述负极采用金属锂、石墨、硅负极、硅碳负极、氧化亚硅和钛酸锂中的一种或多种制成。
[0019]优选地，所述隔膜采用聚乙烯、聚丙烯、PP/PE/PP三层复合膜、玻璃纤维隔膜中的一种制成。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术的电解液由于含有较多的主成分，因此是高熵电解液，其溶剂化结构相对于传统电解液来说更加宽松，更有利于锂离子的去溶剂化结构，因此倍率性能优异，能够很好地解决电解液效率低，性能不够优越的问题；
[0022]本专利技术的电解液由共晶电解液和高熵电解液相结合的方式，能够在正极和负极表面形成薄且稳定的固体电解质界面膜，有效解决了锂离子电池存在低温放电容量低、高温安全性差等缺点，该体系电解液与锂金属电极相容性好，电化学性能优异，稳定性好；
[0023]该体系电解液可以在原材料选择上有更多空间，可以选择一些本质不可燃的原材料，且通过共晶的方式组合在一起，电解液及锂电池的安全性能会有明显提升；
[0024]该电解液体系的合成方法简单，适合大规模应用。
附图说明
[0025]图1为实验例一在1C倍率下的长循环性能图；
[0026]图2为实验例二在1C倍率下的长循环性能图。
具体实施方式
[0027]以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
[0028]实施例一
[0029]一种共晶高熵电解液的制备方法，具体包括如下步骤：
[0030]步骤一、将2
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4种锂盐和2
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4种配体按照一定质量分数混合；
[0031]步骤二、通过磁力搅拌器在60℃下搅拌至澄清透明液体；
[0032]步骤三、将步骤二得到的澄清透明液体冷却至室温，即得到澄清透明的电解液。
[0033]步骤一
‑
步骤三该在充满氩气的手套箱中进行，水含量和氧含量均在0.2ppm以下。在执行上述步骤之前，需要先将氩气通入到手套箱一段时间，减少手套箱中空气的水含量和氧含量，减少水和氧气对电池电极的氧化以及防止锂盐吸水，影响电解液性能。
[0034]所述锂盐由双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、二草酸硼酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂和硝酸锂中的2
‑
4种组成。
[0035]所述配体由磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三己酯、磷酸甲苯二苯酯、乙腈、丁腈、丁二腈、己二腈、对三氟甲基腈、N
‑
甲基乙酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、丁内酰胺、二甲基砜、苯甲砜中的2
‑
4种组成。
[0036]所述锂盐与配体的质量分数分别为：锂盐1：0％
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15％；锂盐2：0％
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15％；锂盐3：0％
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15％；锂盐4：0％
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15％；配体1：0％
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40％；配体2：0％
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40％；配体3：0％
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40％；配体4：0％
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40％。
[0037]实施例二
[0038]该实施例为一种锂离子电池，包括电解液、正极、负极、隔膜，所述电解液为实施例一中的制备方法制备的六元共晶高熵电解液。
[0039]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共晶高熵电解液的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤一、将2
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4种锂盐和2
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4种配体按照一定质量分数混合；步骤二、在60℃下搅拌至澄清透明液体；步骤三、将步骤二得到的澄清透明液体冷却至室温，即得到澄清透明的电解液。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一
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步骤三该在充满氩气的手套箱中进行，水含量和氧含量均在0.2ppm以下。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在执行步骤一之前，需要先将氩气通入到手套箱一段时间，将手套箱中空气的水含量和氧含量降低到设定值以下。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锂盐由双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、二草酸硼酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂和硝酸锂中的2
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4种组成。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述配体由磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三己酯、磷酸甲苯二苯酯、乙腈、丁腈、丁二腈、己二腈、对三氟甲基腈、N
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甲基乙酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、丁内酰胺、二甲基砜、苯甲砜中的2
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【专利技术属性】
技术研发人员：高超超，张嘉恒，李豪，廖蔓，
申请(专利权)人：常州千沐新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：