【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体的说，是涉及一种锂离子电池功能电解液的制备方法及其应用。
技术介绍
1、近年来，锂离子电池(libs)等作为先进的储能器件得到了广泛的研究，为新兴的便携式电子设备和电动汽车的快速发展提供了支持。然而，为了满足应用的需求，具有高能量密度和快充性能的新型锂离子电池体系仍需研究。
2、高镍三元正极材料由于其高能量密度，被认为是新型锂离子电池的理想正极材料之一。高镍低钴三元正极的能量密度随ni含量的增加而增加，同时可以避免co带来的高昂成本。
3、与商用石墨(372mah/g)相比，磷基负极材料具有极高的理论比容量(2596mah/g)，被视为理想的高能量密度电池负极材料。磷碳复合材料具有较高的电导率，能实现良好的快充性能。
4、以高镍三元材料为正极，磷基复合材料为负极可以实现高能量密度和快充性能的新型锂离子电池体系。然而，在该电池体系中，由于不稳定的电极/电解质界面，会导致电解液持续分解和其他副反应。此外，正极侧的过渡金属离子和负极侧的多磷化锂溶解到电解液中也会导致电池性能的恶化。不稳定的电极/电解质界面无法抑制磷碳负极在循环过程中发生的体积膨胀,这会导致界面膜的破裂和持续生长。
技术实现思路
1、针对上述现有技术，为了能从根本上解决锂离子全电池中不稳定的电极/电解质界面导致的副反应和正负极间的串扰问题，提高锂离子电池的循环稳定性、快充性能和li离子的扩散速度，本专利技术提供一种锂离子电池功能电解液，通过在以高镍三元材料为
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种锂离子电池功能电解液，该锂离子电池功能电解液包括电解液a、有机磷酸酯阻燃剂和功能添加剂；所述有机磷酸酯阻燃剂的质量百分比为10％～50％，所述功能添加剂的质量百分比为1％～20％，余量为所述的电解液a；由非水有机溶剂和以及溶解在非水有机溶剂中的锂盐组成所述的电解液a，且锂盐的浓度为1mol/l。
3、进一步讲，本专利技术所述的锂离子电池功能电解液，其中：
4、所述非水有机溶剂是酯类非水有机溶剂或是醚类非水有机溶剂；所述酯类非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲磺酸乙酯、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯中的至少一种；所述醚类非水有机溶剂为乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的至少一种；
5、溶解在非水有机溶剂中的锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。
6、所述有机磷酸酯阻燃剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、甲基磷酸三氟乙酯、乙基磷酸三氟乙酯中的至少一种.
7、所述功能添加剂为锂盐；其阴离子为pf6-、bob-、bf4-、dfob-、fsi-、tfsi-、cf3so3-、clo4-、po2f2-、asf6-中的至少一种；具体地，所述功能添加剂为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、高氯酸锂、二氟磷酸锂和六氟砷酸锂中的至少一种。
8、同时，本专利技术还提出了上述锂离子电池功能电解液的制备方法，具体工艺包括：
9、(1)功能电解液组成设计：根据权利要求1所述各配比，设计非水有机溶剂与有机磷酸酯阻燃剂的质量比，并计算计划配制功能电解液中，非水有机溶剂、有机磷酸酯阻燃剂、锂盐及功能添加剂的质量；
10、(2)配制锂盐浓度为1mol/l且含有有机磷酸酯阻燃剂的电解液：依据步骤(1)中计算出的各组元的质量，将非水有机溶剂和有机磷酸酯阻燃剂的混合制得混合溶液，将已确定质量的锂盐溶于所述混合溶液中，即得到锂盐浓度为1mol/l且含有有机磷酸酯阻燃剂的电解液；
11、(3)功能电解液的制备：称取已确定质量的功能添加剂溶解于步骤(2)制得的产物中，即得到锂离子电池功能电解液。
12、另外，本专利技术还提出了上述锂离子电池功能电解液的应用，即，将本专利技术所述的锂离子电池功能电解液用于制备锂离子电池，该锂离子电池以高镍三元材料为正极活性材料；磷碳复合材料为负极活性材料。
13、进一步讲，所述的锂离子电池，其中，所述高镍三元材料的分子式为li[ni0.5co0.2mn0.3]o2、li[ni0.6co0.2mn0.2]o2、li[ni0.8co0.1mn0.1]o2中的一种。所述磷碳复合材料由红磷、碳组分和导电材料组成；所述碳组分为还原氧化石墨烯、短多壁碳纳米管、科琴黑中的至少一种；所属导电材料为高导电炭黑、炭黑、乙炔黑中的至少一种。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
15、本专利技术提供了一种锂离子电池用功能电解液，该功能电解液中不但含部分阻燃剂作为共溶剂，而且该功能电解液中溶解有功能添加剂，将该功能电解液用于制备以高镍三元材料为正极材料、磷碳复合物为负极材料的锂离子电池。本专利技术功能电解液中的功能添加剂在锂离子电池充放电过程中会优先在正极和负极表面反应，参与形成薄、均匀、稳定的电极/电解质界面。该电极/电解质界面可以有效地减少电极和电解质之间的副反应，阻止电解液的分解。同时，该电极/电解质界面可以有效抑制正负极之间的串扰作用，减少高镍三元正极侧的过渡金属离子以及磷碳负极侧的多磷化锂在电解液中的溶解。同时，锂离子电池功能电解液中阻燃剂的存在使锂离子电池具有高安全性和不燃性，有利于锂离子电池的实际应用。
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1.一种锂离子电池功能电解液，其特征在于，该锂离子电池功能电解液包括电解液A、有机磷酸酯阻燃剂和功能添加剂；所述有机磷酸酯阻燃剂的质量百分比为10％～50％，所述功能添加剂的质量百分比为1％～20％，余量为所述的电解液A；由非水有机溶剂和以及溶解在非水有机溶剂中的锂盐组成所述的电解液A，且锂盐的浓度为1mol/L。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池功能电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂是酯类非水有机溶剂或是醚类非水有机溶剂；
3.根据权利要求1所述的锂离子电池功能电解液，其特征在于，溶解在非水有机溶剂中的锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池功能电解液，其特征在于，所述有机磷酸酯阻燃剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、甲基磷酸三氟乙酯、乙基磷酸三氟乙酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池功能电解液，其特征在于，所述功能添加剂为锂盐；其阴离子为PF6-、BOB-、BF4-、DFOB-、FSI-、
6.一种按照权利要求1所述的锂离子电池功能电解液的制备方法，其特征在于，具体工艺包括：
7.一种锂离子电池功能电解液的应用，其特征在于，将权利要求6所述制备方法制得的如权利要求1所述的锂离子电池功能电解液用于制备锂离子电池。
8.一种锂离子电池，其特征在于，根据权利要求7所述锂离子电池功能电解液的应用制备得到的锂离子电池，该锂离子电池以高镍三元材料为正极活性材料；磷碳复合材料为负极活性材料。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述高镍三元材料的分子式为Li[Ni0.5Co0.2Mn0.3]O2、Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2、Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2中的一种。
10.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述磷碳复合材料由红磷、碳组分和导电材料组成；所述碳组分为还原氧化石墨烯、短多壁碳纳米管、科琴黑中的至少一种；所述导电材料为高导电炭黑、炭黑、乙炔黑中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池功能电解液，其特征在于，该锂离子电池功能电解液包括电解液a、有机磷酸酯阻燃剂和功能添加剂；所述有机磷酸酯阻燃剂的质量百分比为10％～50％，所述功能添加剂的质量百分比为1％～20％，余量为所述的电解液a；由非水有机溶剂和以及溶解在非水有机溶剂中的锂盐组成所述的电解液a，且锂盐的浓度为1mol/l。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池功能电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂是酯类非水有机溶剂或是醚类非水有机溶剂；
3.根据权利要求1所述的锂离子电池功能电解液，其特征在于，溶解在非水有机溶剂中的锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池功能电解液，其特征在于，所述有机磷酸酯阻燃剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、甲基磷酸三氟乙酯、乙基磷酸三氟乙酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池功能电解液，其特征在于，所述功能添加剂为锂盐；其阴离子为pf6-、bob-、bf4-、dfob-、fsi-、tfsi-、cf3so3-、clo4-、po2f2-、asf6-中的至少一...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙洁，杨文胜，周新，张宝山，方思羽，
申请(专利权)人：衢州资源化工创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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