一种电解液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电解液及其制备方法，该电解液包括锂盐、溶剂和添加剂；其中，添加剂包括碳酸亚乙烯酯、以及具有特定结构的添加剂A和添加剂B。本发明专利技术通过向电解液中添加上述添加剂，可以改善锂离子电池在高温循环过程中的循环稳定性，且该电解液适配于以磷酸锰铁锂材料作为正极材料的锂离子电池中，能够保证其常温放电保持率优异，同时在高温下也具有优异的倍率性能和循环性能。倍率性能和循环性能。倍率性能和循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池电解液
，具体地，本专利技术涉及一种电解液及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池因具有能量密度大、自放电小、无记忆效应、工作电压范围宽、使用寿命长、无环境污染等优点，而被广泛应用于便携式电子设备，且在电动汽车等领域也得到推广应用。其中，以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池具有高安全性、低成本、长循环的优势，成为动力电池企业的优先选择。
[0003]然而磷酸铁锂锂电池在使用过程中经历长期循环后，电芯材料由于其自身的体积效应会产生膨胀，导致正极、负极材料的颗粒结构遭到破坏，产生严重裂纹，会破坏现有形成的固体电解质界面膜(SEI、CEI膜)结构，进而电解液中的溶剂会进入材料的内部，重新形成固体电解质界面膜(SEI、CEI膜)，进一步破坏正极、负极材料的颗粒结构，最终造成严重的容量衰减等问题。
[0004]且磷酸铁锂锂电池在多次循环使用或高温下使用时，电池的电性能会严重恶化，循环寿命也无法得到保证。目前通常是通过优化电解液以提高磷酸铁锂锂电池的循环稳定性，尤其是高温下的循环稳定性。例如，CN112201842A公开了一种磷酸铁锂动力电池高倍率电解液以及制备方法、电池，其电解液成分中包括锂盐、有机溶剂；所述有机溶剂包括非水有机溶剂为90wt％～95wt％和功能添加剂为5wt％～10wt％；所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯；所述功能添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3
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丙磺酸内脂、氟代碳酸乙烯酯和乙腈；所述电解液适用于倍率不低于6C磷酸铁锂动力电池。该电解液虽然有较好的倍率循环性能，但其制备时的环境条件较为严苛、复杂，且难以用于高温下。因此，如何通过优化电解液，以提高磷酸铁锂锂电池的高温循环稳定性是亟待解决的难点。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术实施例提出一种电解液及其制备方法。
[0006]本专利技术实施例第一方面提供一种电解液，所述电解液包括锂盐、溶剂和添加剂；其中，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、以及添加剂A和添加剂B；
[0007]所述添加剂A的结构如式(Ⅰ)所示：
[0008][0009]式(Ⅰ)中，R1为C1
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C8的烷基；
[0010]所述添加剂B的结构如式(Ⅱ)所示：
[0011][0012]式(Ⅱ)中，R2为卤素原子。
[0013]本专利技术实施例中通过在电解液中加入碳酸亚乙烯酯添加剂以及具有特定结构的添加剂A和B，改善锂离子电池在高温循环过程中的循环稳定性。其中，向电解液中加入碳酸亚乙烯酯添加剂能够降低在形成SEI膜时锂离子的损耗，进而改善锂电池的循环性能；而加入添加剂A，其作为正极成膜剂，能够在正极表面形成阻抗更低的CEI膜，从而提升电芯的高温循环能力；添加剂B作为负极成膜剂，能够在负极表面形成良好的SEI膜，提高SEI膜的稳定性；且添加剂A和添加B具有协同作用，有利于电芯循环能力的提升。本专利技术实施例中的电解液能够保证常温放电保持率优异，同时在高温下也具有优异的倍率性能和循环性能。
[0014]在一些实施例中，所述电解液中，所述锂盐的浓度为1～1.2mol/L。
[0015]在一些实施例中，所述电解液中，所述添加剂的质量百分含量为0.1～10wt％。
[0016]在一些实施例中，所述电解液中，所述碳酸亚乙烯酯(VC)的添加量为3～5wt％，所述添加剂A的添加量为0.1～2wt％，所述添加剂B的添加量为0.1～2wt％。
[0017]在一些实施例中，所述锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)、双氟磺酰亚胺锂[HN(SO2F)2]中的至少一种。
[0018]在一些实施例中，所述溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)，所述碳酸乙烯酯、所述碳酸甲乙酯与所述碳酸二甲酯的体积比为35:30:35。
[0019]在一些实施例中，所述卤素原子包括氟、氯、溴、碘中的至少一种。
[0020]本专利技术实施例第二方面提供了上述电解液的制备方法，包括如下步骤：
[0021]S1，将锂盐溶解于溶剂中，搅拌混合，得到混合液；
[0022]S2，先向所述混合液中加入碳酸亚乙烯酯搅拌混合，然后再加入添加剂A和添加剂B搅拌混合，得到所述电解液。
[0023]前述针对电解液所描述的特征和优点，同样适用于电解液的制备方法，在此不再赘述。
[0024]本专利技术实施例第三方面还提出一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片和上述电解液。
[0025]在一些实施例中，所述正极极片中的正极材料为磷酸铁锂正极材料。
附图说明
[0026]图1为利用实施例1
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3以及对比例1
‑
3中的电解液制得的锂离子电池在25℃下的循环性能图。
[0027]图2为利用实施例1
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3以及对比例1
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3中的电解液制得的锂离子电池在45℃下的循环性能图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0029]除非另作定义，本专利技术所使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内有一般技能的人士所理解的通常意义。
[0030]在本文中，在将值描述为范围的情况下，应当理解，这种公开包括在该范围内的所有可能的子范围的公开，以及落入该范围内的具体数值，而与是否明确指出具体数值或具体子范围无关。
[0031]在本文中，词语“包含”和“包括”及其各种变体意指可能包含允许但没有具体描述的其它要素或整体。
[0032]本专利技术实施例第一方面提供一种电解液，该电解液包括锂盐、溶剂和添加剂；其中，添加剂包括碳酸亚乙烯酯、以及添加剂A和添加剂B；
[0033]添加剂A的结构如式(Ⅰ)所示：
[0034][0035]式(Ⅰ)中，R1为C1
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C8的烷基；
[0036]添加剂B的结构如式(Ⅱ)所示：
[0037][0038]式(Ⅱ)中，R2为卤素原子。
[0039]本专利技术实施例中通过在电解液中加入碳酸亚乙烯酯添加剂以及具有特定结构的添加剂A和B，改善锂离子电池在高温循环过程中的循环稳定性。其中，向电解液中加入碳酸亚乙烯酯添加剂能够降低在形成SEI膜时锂离子的损耗，进而改善锂电池的循环性能；而加入添加剂A，其作为正极成膜剂，能够在正极表面形成阻抗更低的CEI膜，从而提升电芯的高温循环能力；添加剂B作为负极成膜剂，能够在负极表面形成良好的SEI膜，提高SEI膜的稳定性；且添加剂A和添加B具有协同作用，有利于电芯循环能力的提本文档来自技高网...

【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、溶剂和添加剂；其中，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、以及添加剂A和添加剂B；所述添加剂A的结构如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中，R1为C1
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C8的烷基；所述添加剂B的结构如式(Ⅱ)所示：式(Ⅱ)中，R2为卤素原子。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液中，所述锂盐的浓度为1～1.2mol/L。3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液中，所述添加剂的质量百分含量为0.1～10wt％。4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液中，所述碳酸亚乙烯酯的添加量为3～5wt％，所述添加剂A的添加量为0.1～2wt％，所述添加剂B的添加量为0.1～2wt％。5.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭立波，
申请(专利权)人：楚能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：