锂离子电池凝胶电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池凝胶电解液，包括非水有机溶剂

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池凝胶电解液及锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种锂离子电池凝胶电解液及锂离子电池
。

技术介绍

[0002]锂电池电解液是锂离子电池中的一种重要组成部分，它主要作用是提供锂离子的传输和储存
。
根据不同的材料和用途，锂电池电解液可以分为有机电解液和凝胶电解液
。
有机电解液是锂离子电池中最常用的电解液，它通常由锂盐和有机溶剂混合而成，虽然有机电解液具有电导率高
、
稳定性好
、
能量密度高等特点，但由于有机溶剂易挥发
、
易燃，也存在着一定的安全隐患；而凝胶电解液是利用聚合物凝胶来固定电解液中的锂盐和添加剂，形成一种凝胶状的电解质，有效的防止了电池漏液，大大提高了锂离子电池的安全性，凝胶状的电解质还有一定的机械强度，有利于制作任意形状和任意尺寸的超薄电池，应用前景广泛
。
[0003]目前凝胶电解液大多采用大分子型单体，单体分子量较大，进而导致电解液的粘度显著增大，导致注液后电解液在极片和隔膜中的渗透较为困难，容易出现浸润不完全的现象，从而导致电池不良
。
此外，凝胶状的电解质的强度较低，不利于电池机械加工性，或者为了保证聚合后凝胶状的电解质的强度，需要加入大量的单体
(
通常大于电解液总体质量的5％
)
，这也会导致电解液的粘度显著增加，电导率下降，进而引起电池性能的下降
。
[0004]因此，亟需一种锂离子电池凝胶电解液及锂离子电池，以解决现有技术问题的不足
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种锂离子电池凝胶电解液，该电解液不仅能保证锂离子电池的高温存储性能，同时可兼顾锂离子电池的高温循环性能和常温循环性能
。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种锂离子电池，该锂离子电池具有较好的高温存储性能
、
高温循环性能和常温循环性能
。
[0007]为实现以上目的，本专利技术提供了一种锂离子电池凝胶电解液，包括非水有机溶剂
、
锂盐
、
单体及辅助单体，单体的结构如式1所示，辅助单体的结构如
[0008]式2所示，
[0009][0010]其中
X、Y、Z
各自独立地选自氢或如下基团：
[0011][0012]R1、R3、R4分别独立地选自氢或
C1
～
C3
的烷基，
R2为
C1
～
C6
的烷基
、C1
～
C6
的卤代烷基
、
乙二醇二乙醚基或二甲氨基，
*
表示连接端
。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的锂离子电池凝胶电解液包括含有特殊结构的单体，该单体具有空间位阻大的金刚烷主体结构进而能够抑制侧链的聚合，因此本专利技术的单体能够形成厚度适中的聚合物界面，锂离子的传输距离相对较低，锂离子电池的循环性能得到了保障，而且单体分子量小从而可降低锂离子电池凝胶电解液的粘度以进一步提升锂离子电池的循环性能；同时，该金刚烷主体结构能够被吸附在电极界面处形成热稳定性较优的吸附层，进而提高锂离子电池的高温存储性能
。
此外，本专利技术的锂离子电池凝胶电解液具有较好的电导率，从而进一步提升锂离子电池的高温循环性能，且凝胶后的凝胶状电解质的机械强度较好
。
[0014]较佳地，本专利技术的单体于锂离子电池凝胶电解液中的质量百分比为
0.1
～3％
。
本专利技术的单体于此含量范围有助于提升锂离子电池的常温循环性能
、
高温循环性能和高温存储性能
。
单体含量具体可为但不限于
0.1
％
、0.3
％
、0.5
％
、0.8
％
、1
％
、1.2
％
、1.5
％
、1.8
％
、2
％
、2.2
％
、2.4
％
、2.6
％
、2.8
％
、3
％
。
[0015]较佳地，本专利技术的辅助单体于锂离子电池凝胶电解液中的质量百分比为
0.1
～3％
。
辅助单体含量具体可为但不限于
0.1
％
、0.3
％
、0.5
％
、0.8
％
、1
％
、1.2
％
、1.5
％
、1.8
％
、2
％
、2.2
％
、2.4
％
、2.6
％
、2.8
％
、3
％
。
本专利技术的辅助单体于此含量范围可改善凝胶电解液的电导率，同时还能保证凝胶后的凝胶状电解质的机械强度
。
[0016]较佳地，本专利技术的单体选自化合物1～化合物5中的至少一种：
[0017][0018]较佳地，本专利技术的辅助单体选自化合物6～化合物9中的至少一种：
[0019][0020]较佳地，本专利技术的非水有机溶剂为链状碳酸酯
、
羧酸酯
、
醚类化合物和杂环化合物中的至少一种
。
具体地，非水有机溶剂可为碳酸乙烯酯
(EC)、
碳酸二甲酯
(DMC)、
碳酸二乙酯
(DEC)、
碳酸甲乙酯
(EMC)、
氟代碳酸甲乙酯
(FEMC)、
碳酸丙烯酯
(PC)、
乙酸丁酯
(n
‑
BA)、
γ
‑
丁内酯
(GBL)、
丙酸丙酯
(n
‑
PP)、
丙酸乙酯
(EP)
和丁酸乙酯
(EB)
中的至少一种
。
[0021]较佳地，本专利技术的锂盐包括六氟磷酸锂
(LiPF6)、
高氯酸锂
(LiClO4)、
四氟硼酸锂
(LiBF4)、
甲基磺酸锂
(LiCH3SO3)、
三氟甲基磺酸锂
(LiCF3SO3)、
二草酸硼酸锂
(C4BLiO8)、
二氟草酸硼酸锂
(C2BF2LiO4)、
二氟磷酸锂
(LiPO2F2)、
二氟双草酸磷酸锂
(LiDFBP)、
双氟磺酰亚胺锂
(LiFSI)
和双三氟甲基磺酰亚胺锂
(LiTFSI)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池凝胶电解液，其特征在于，包括非水有机溶剂
、
锂盐
、
单体及辅助单体，所述单体的结构如式1所示，所述辅助单体的结构如式2所示，其中
X、Y、Z
各自独立地选自氢或如下基团：
R1、R3、R4分别独立地选自氢或
C1
～
C3
的烷基，
R2为
C1
～
C6
的烷基
、C1
～
C6
的卤代烷基
、
乙二醇二乙醚基或二甲氨基，
*
表示连接端
。2.
如权利要求1所述的锂离子电池凝胶电解液，其特征在于，所述单体于所述锂离子电池凝胶电解液中的质量百分比为
0.1
～3％
。3.
如权利要求1所述的锂离子电池凝胶电解液，其特征在于，所述辅助单体于所述锂离子电池凝胶电解液中的质量百分比为
0.1
～3％
。4.
如权利要求1所述的锂离子电池凝胶电解液，其特征在于，所述单体选自化合物1～化合物5中的至少一种：
5.
如权利要求1所述的锂离子电池凝胶电解液，其特征在于，所述辅助单体选自化合物6～化合物9中的至少一种：
6.
如权利要求1所述的锂离子电池凝胶电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧霜辉，王霹霹，毛冲，王晓强，黄秋洁，戴晓兵，冯攀，韩晖，
申请(专利权)人：珠海市赛纬电子材料股份有限公司淮南市赛纬电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：