一种宽温域电解液制造技术

本申请公开了一种宽温域电解液

【技术实现步骤摘要】
一种宽温域电解液、制备方法及锂金属电池


[0001]本申请涉及锂金属电池
，具体地，本申请涉及一种宽温域电解液
、
制备方法及锂金属电池
。

技术介绍

[0002]锂金属电池作为一种高能量密度电池，在电动汽车
、
储能系统等领域具有广泛应用
。
然而，锂金属电池在循环过程中存在严重的安全问题，例如：锂枝晶的生长
、
电解液的不稳定性等，这些问题严重限制了锂金属电池大规模商业化应用
。
[0003]为了提高锂金属电池的安全性能，一些宽温域溶剂和稀释剂来组成电解液被逐渐提出，宽温域溶剂和稀释剂形成的电解液不仅可以提高锂金属电池电解液的稳定性，还可以减少电解液的挥发性和热稳定性等问题
。
而且宽温域醚类电解液还可以提高溶液中聚集离子对
(aggregates
，
AGGs)
比例
。
但是，宽温域溶剂和稀释剂仍然存在一些问题，一方面可能会降低电解液的电导率，使电解液更易氧化分解；另一方面是否可以溶解高浓度锂盐与锂离子结合，这些因素都会影响锂金属电池的循环寿命
。
[0004]因此，开发一种电解液，既需要保证电池的高能量密度，同时还可以有较宽工作温域范围，这在温差较大的条件下对于抑制锂枝晶生长，提高比容量和循环稳定性以及减小能量密度损失
、
增加安全性是十分有必要的
。

技术实现思路

[0005]对于锂金属电池的迫切需求，本申请的目的之一提供了一种宽温域的电解液：包括锂盐
、
溶剂和稀释剂；所述溶剂选自含氧环状醚和不含氧环状醚的一种或多种；所述稀释剂选自氟代醚和氟代苯的一种或多种；所述锂盐选自二草酸硼酸锂
、
二氟草酸硼酸锂
、
双氟磺酰亚胺锂盐
、
双三氟甲基磺酰亚胺锂
、
四氟草酸磷酸锂
、
二草酸二氟磷酸锂
、
六氟磷酸锂中的一种或几种
。
[0006]进一步地：所述溶剂选自和的一种或几种，
R
各自独立地选自
‑
OC
n
H
2n+1
，
n
为非负整数
。
[0007]需要注意的是，在上述含氧环状醚和
/
或不含氧环状醚的结构选择对应结构式时，当其为至少两种结构的组合时，所选定的各结构式中的
R
可以相同或不同
。
[0008]例如，当含氧环状醚为（
A
）和不含氧环状醚（
B
）的组合时，式（
A
）中的
R
可以同式（
B
）
R
选择的基团相同或不同
。
[0009]例如，当同为含氧环状醚或不含氧环状醚时的组合时，这里的
R
中的
n
数值可以不
同，即可以形成和的组合，或形成和的组合
。
[0010]上述例举仅为通过具体细节以便于充分理解本专利技术
R
的选择，并不意味着仅以该组合限定
。
[0011]进一步地，所述溶剂选自环戊基甲醚
、2
‑
甲氧基
‑
1,3
‑
二恶茂烷
、2
‑
乙氧基
‑
1,3
‑
二恶茂烷
、1,3
‑
二氧戊环中的一种或几种；所述稀释剂选自
1H,1H,5H
‑
八氟戊基
‑
1,1,2,2
‑
四氟乙基醚
、1,1,2,2
‑
四氟乙基
‑
2,2,3,3
‑
四氟丙基醚
、
三氟甲氧基苯
、3
‑
氟苯中的一种或几种
。
[0012]所述锂盐：溶剂：稀释剂的摩尔比为（
1~3
）：（
1~15
）：（
1~30
）
。
[0013]优选地，所述锂盐：溶剂：稀释剂的摩尔比为（
1~2
）：（
2~11
）：（
2~8
）
。
[0014]本申请提供的宽温域电解液带来的优异性得益于两个方面，一方面得益于所选用的溶剂具有较高的沸点，另一方面，所选用的溶剂使得所形成的醚类电解液在溶剂化过程中可以提高电解液中的聚集离子对
(aggregates
，
AGGs)
比例，进一步稳定固态电解质界面膜（
solid electrolyte interphase
，
SEI
）
。
[0015]本申请的目的之二是提供一种本申请的目的之一任一项所述的宽温域电解液的制备方法，包括：将锂盐
、
溶剂
、
稀释剂依次加入，搅拌均匀，得到所述宽温域电解液
。
[0016]本申请的加入顺序严格控制，这是因为溶剂可以很好的与锂盐互溶，而若将稀释剂步骤提前，则锂盐无法与稀释剂很好的互溶，且最后加入溶剂后，仍然无法很好的互溶，容易造成所配溶液出现结块
、
固体颗粒的现象，最终导致后期的使用效果变差
。
[0017]本申请的目的之三是提供一种锂金属电池，其包括上述的任一项所述的宽温域电解液
。
[0018]进一步地，所述锂金属电池还包括正极
、
负极
、
隔膜和极耳，所述正极的活性物质包括锰酸锂
、
镍锰酸锂
、
磷酸铁锂
、
磷酸锰铁锂
、
富锂锰基材料
、
钴酸锂
、
镍钴锰三元材料中的一种或几种
。
[0019]所述负极材料为铜箔
、
涂层铜箔
、
锂铜复合负极和锂箔的任意一种
。
[0020]所述隔膜为聚丙烯
、
聚乙烯
、
聚丙烯和聚乙烯的复合
、
陶瓷
、
玻璃纤维
、
纤维素隔膜中的任意一种；所述极耳为镍
、
铝和铜镀镍中的任意一种
。
[0021]本申请的所选用的溶剂可以改善电解液的特性，提高其耐低温性能，增加电解液的稳定性和结构稳定性，提高电池的低温放电效率，同时降低电解液的凝固点，使其在低温环境下仍能保持良好的电导率和离子传输性能
。
[0022]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
1、
本申请所选择的具有较高沸点的环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种宽温域电解液，其特征在于，包括锂盐
、
溶剂和稀释剂；所述溶剂选自含氧环状醚和不含氧环状醚的一种或多种；所述稀释剂选自氟代醚和氟代苯的一种或多种；所述锂盐选自二草酸硼酸锂
、
二氟草酸硼酸锂
、
双氟磺酰亚胺锂盐
、
双三氟甲基磺酰亚胺锂
、
四氟草酸磷酸锂
、
二草酸二氟磷酸锂
、
六氟磷酸锂中的一种或几种
。2.
根据权利要求1所述的宽温域电解液，其特征在于，所述溶剂选自和的一种或几种，
R
各自独立地选自
‑
OC
n
H
2n+1
，
n
为非负整数
。3.
根据权利要求1所述的宽温域电解液，其特征在于，所述溶剂选自环戊基甲醚
、2
‑
甲氧基
‑
1,3
‑
二恶茂烷
、2
‑
乙氧基
‑
1,3
‑
二恶茂烷
、1,3
‑
二氧戊环中的一种或几种；所述稀释剂选自
1H,1H,5H
‑
八氟戊基
‑
1,1,2,2
‑
四氟乙基醚
、1,1,2,2
‑
四氟乙基
‑
2,2,3,3
‑
四氟丙基醚
、
三氟甲氧基苯
、3
‑
氟苯中的一种或几种
。4.
根据权利要求1所述的宽温域电解液，其特征在于，所述锂盐：溶剂：稀释剂的摩尔比为（
1~...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杜斌，王哲，常希望，杨扬，徐伟恒，王春源，李晓豪，李爱军，
申请(专利权)人：北京金羽新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：