丙烯碳酸酯基低温有机电解液及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种丙烯碳酸酯基低温有机电解液及其应用，所述有机电解液，其组分包括溶剂、溶质六氟磷酸锂，溶剂为环状酯丙烯碳酸酯、链状碳酸酯和链状羧酸酯的混合物。本发明专利技术以丙烯碳酸酯为基础溶剂的低温有机电解液，该电解液适用于非石墨基负极锂离子电容器，非石墨基负极锂离子电化学器件和非石墨基负极电容电池等电化学器件，不仅能满足市场上常见的电解液的电化学要求，特别对低温性能得到改善，可成功应用于对低温性能要求高的新能源、航天、航空领域以及军事领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机电解液，特别涉及能够用于非石墨基负极锂离子电容器、非 石墨基负极锂离子电池以及电容电池的电解液。
技术介绍
电解液是电化学器件的一个重要组成部分，在正负极之间起着输送和传导电流的 作用，直接影响到电电化学器件的充放电性能，如倍率性能、循环性能、高低温性能，以及安 全性和成本等。目前针对非石墨基负极锂离子电容器，非石墨基负极锂离子电化学器件和的电容 电池等电化学器件的电解液一般直接采用锂离子电池商用电解液，该类电解液种类很多， 但都含有乙烯碳酸酯(EC)，EC的熔点较高(37°C)，在常温下呈固态，限制了电池和电容器 的低温使用性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种丙烯碳酸酯基低温有机电解液及其应用，以克服现有技 术存在的上述缺陷。本专利技术在非石墨基负极锂离子电容器、非石墨基负极电容电池以及非石墨基负极 锂离子电池体系中，电解液舍弃传统有机电解液配方中必需的EC使用单一的环状碳酸酯、 链状碳酸酯、链状羧酸酯，溶质摒弃了电导率不好的LiBF4,使用单一溶质LiPF6。本专利技术的丙烯碳酸酯基低温有机电解液，其组分包括溶剂、溶质六氟磷酸锂 (LiPF6)；所述的溶剂为环状酯丙烯碳酸酯(PC)、链状碳酸酯和链状羧酸酯的混合物，各个 组分的质量份数为丙烯碳酸酯(PC) 20 50份，链状碳酸酯20 40份，链状羧酸酯30 60份；以所述的有机电解液的体积计，溶质六氟磷酸锂(LiPF6)的浓度为0. 8 1. 2mol/ L；所述的丙烯碳酸酯基低温有机电解液还包括添加剂，所述的添加剂为成膜稳定 剂、高温稳定剂和高压过充保护剂；以100质量份的溶剂计，成膜稳定剂为1 5份，高温稳定剂为1 5份，高压过 充保护剂为1 5份；所述的丙烯碳酸酯为一种环状酯，其分子式为C4H6O3,分子量102，熔点-49. 2°C， 密度1. 2047g/cm3，采用泰兴泰鹏医药化工有限公司生产的高纯度丙烯碳酸酯；所述链状碳酸酯为二甲基碳酸酯(DMC)、二乙基碳酸酯(DEC)、乙基甲基碳酸酯 (EMC)或碳酸甲乙酯(MPC)中的一种以上；所述链状羧酸酯为乙酸乙酯(EA)、丙酸甲酯(PA)、甲基甲酸酯(MF)、甲基乙酸酯 (MA)、丁酸甲酯(MB)或甲基丙酸酯(MP)中的一种以上；所述的成膜稳定剂为碳酸亚乙烯酯(VC)、亚硫酸乙烯酯(ES)、二甲亚砜(DMSO)、 丙烯腈(ANN)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、苯甲醚或N，N- 二甲基三氟乙酰胺(DMTFA) 等中的一种以上；所述的高温稳定剂为双草酸硼酸锂(LiBOB)或二甲基乙酰胺(DMAC)等中的一种 以上；所述的高压过充保护剂为联苯(BP)、2_乙酰噻蒽、噻蒽或1，3，-二甲氧基-5-氟 苯等中的一种以上。本专利技术以丙烯碳酸酯(PC)为基础溶剂的低温有机电解液，该电解液适用于非石 墨基负极锂离子电容器，非石墨基负极锂离子电化学器件和非石墨基负极电容电池等电化 学器件，不仅能满足市场上常见的电解液的电化学要求，特别对低温性能得到改善，可成功 应用于对低温性能要求高的新能源、航天、航空领域以及军事领域。具体实施例方式下面首先将描述根据本专利技术实施方案的非石墨基负极锂离子电容器、非石墨基负 极锂离子电池以及非石墨基负极电容电池的制备方法。下面的制备方法仅用于对本专利技术的 说明，而不是对本专利技术的范围的限制。方法1.采用制备锂离子电池的常用方法制备正极和负极，使用锂金属复合氧化 物镍钴锰酸锂(LiNi1/3COl/3Mni/302)为活性物质，导电炭黑(Super P)为导电剂，聚偏氟乙烯 (PVDF)为粘结剂；使用难石墨化碳(硬碳)作为负极，PVDF为粘结剂；使用聚丙烯微孔膜 (PP)作为隔膜。最后，将本专利技术中的有机电解液注入该体系中，可根据需要制备成扣式、卷 绕式、叠片式铝塑膜软包装等各种规格的电化学器件。方法2.使用活性炭片作为正极材料，导电炭黑(Super P)为导电剂，聚四氟乙烯 (PTFE)作为粘结剂；使用难石墨化碳(硬碳)作为负极，聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂；使 用聚丙烯微孔膜(PP)作为隔膜。最后，将本专利技术中的有机电解液注入该体系中，可根据需 要制备成扣式、卷绕式、叠片式铝塑膜软包装等各种规格的电化学器件。方法3.使用锂金属复合氧化物镍钴锰酸锂(LiNi1/3COl/3Mni/302)和活性炭的混合 物作为正极活性物质，导电炭黑(Super P)为导电剂，聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂；使用难 石墨化碳(硬碳)作为负极，PVDF为粘结剂；使用聚丙烯微孔膜(PP)作为隔膜。最后，将 本专利技术中的有机电解液注入该体系中，可根据需要制备成扣式、卷绕式、叠片式铝塑膜软包 装等各种规格的电化学器件。下面通过在以上三种体系中的实施例对本专利技术进一步说明，下面的实施例仅用于 对本专利技术的说明，而不是对本专利技术的范围的限制。实施例1按照方法1制备非石墨负极锂离子电池，组装成叠片式软包装方型电芯。电解液的配方如下(质量)溶剂丙烯碳酸酯(PC) 100份；添加剂碳酸亚乙烯酯(VC) 2份，双草酸硼酸锂(LiBOB) 1份，联苯(BP) 1份；溶质浓度六氟磷酸锂(LiPF6)浓度lmol/L。实施例2按照方法1制备非石墨负极锂离子电池，组装成叠片式软包装方型电芯。电解液的配方如下(质量份)溶剂丙烯碳酸酯(PC) 50份，二甲基碳酸酯(DMC) 50份；添加剂碳酸亚乙烯酯(VC) 2份，双草酸硼酸锂(LiBOB) 1份，联苯(BP) 1份；溶质浓度六氟磷酸锂(LiPF6)浓度lmol/L。实施例3按照方法1制备非石墨负极锂离子电池，组装成叠片式软包装方型电芯。电解液的配方如下(质量份)溶剂丙烯碳酸酯(PC) 20份，二甲基碳酸酯(DMC) 20份，乙酸乙酯(EA) 60份；添加剂碳酸亚乙烯酯(VC) 2份，双草酸硼酸锂(LiBOB) 1份，联苯(BP) 1份；溶质浓度六氟磷酸锂(LiPF6)浓度lmol/L。实施例4按照方法1制备非石墨负极锂离子电池，组装成叠片式软包装方型电芯。电解液的配方如下(质量份)溶剂丙烯碳酸酯(PC) 30份，二甲基碳酸酯(DMC) 30份，乙酸乙酯(EA) 40份；添加剂碳酸亚乙烯酯(VC) 2份，双草酸硼酸锂(LiBOB) 1份，联苯(BP) 1份；溶质浓度六氟磷酸锂(LiPF6)浓度lmol/L。实施例5按照方法1制备非石墨负极锂离子电池，组装成叠片式软包装方型电芯。电解液的配方如下(质量份)溶剂丙烯碳酸酯(PC) 50份，二甲基碳酸酯(DMC) 20份，乙酸乙酯(EA) 30份；添加剂碳酸亚乙烯酯(VC) 2份，双草酸硼酸锂(LiBOB) 1份，联苯(BP) 1份；溶质浓度六氟磷酸锂(LiPF6)浓度lmol/L。实施例6按照方法1制备非石墨负极锂离子电池，组装成叠片式软包装方型电芯。电解液的配方如下(质量份)溶剂丙烯碳酸酯(PC) 20份，碳酸甲乙酯(MPC) 20份，丙酸甲酯(PA)60份；添加剂碳酸亚乙烯酯(VC) 2份，双草酸硼酸锂(LiBOB) 1份，联苯(BP) 1份；溶质浓度六氟磷酸锂(LiPF6)浓度lmol/L。实施例7按照方法1制备非石墨负极锂离子电池，组装成叠片式软包装方型电芯。电解液的配方如下(质量份)溶剂丙烯碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
丙烯碳酸酯基低温有机电解液，其特征在于，其组分包括溶剂和溶质六氟磷酸锂（ＬｉＰＦ↓［６］）；所述的溶剂为环状酯丙烯碳酸酯（ＰＣ）、链状碳酸酯和链状羧酸酯的混合物。

【技术特征摘要】
丙烯碳酸酯基低温有机电解液，其特征在于，其组分包括溶剂和溶质六氟磷酸锂(LiPF6)；所述的溶剂为环状酯丙烯碳酸酯(PC)、链状碳酸酯和链状羧酸酯的混合物。2.根据权利要求1所述的丙烯碳酸酯基低温有机电解液，其特征在于，所述的溶剂各 个组分的质量份数为丙烯碳酸酯(PC) 20 50份，链状碳酸酯20 40份，链状羧酸酯 30 60份。3.根据权利要求1所述的丙烯碳酸酯基低温有机电解液，其特征在于，所述的丙烯碳 酸酯基低温有机电解液还包括添加剂。4.根据权利要求3所述的丙烯碳酸酯基低温有机电解液，其特征在于，所述的添加剂 为成膜稳定剂、高温稳定剂和高压过充保护剂；以100质量份的溶剂计，成膜稳定剂为1 5份，高温稳定剂为1 5份，高压过充保 护剂为1 5份。5.根据权利要求1所述的丙烯碳酸酯基低温有机电解液，其特征在于，以所述的有机 电解液的体积计，溶质六氟磷酸锂(LiPF6)的浓度为0. 8 1. 2mol/L。6.根据权利要求2所述的丙烯碳酸酯基低温有机电解液，其特征在于，以所述的有机 电解液的体积计，溶质六氟磷酸锂(LiPF6)的浓度为0. 8 1. 2mol/L。7.根据权利要求4所述的丙烯碳酸酯基低温有机电解液，其特征在于，以所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹小卫，吴明霞，安仲勋，杨恩东，华黎，
申请(专利权)人：上海奥威科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]