【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体涉及一种低温可用的锂离子电池电解液及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池由于具有高能量密度、长循环寿命等诸多优点，成为研究人员的重点关注、研发对象。锂离子电池已经成功商业化并且在便携设备电源、储能电池、动力电池等行业大量应用。随着锂离子电池应用范围的扩大以及在航空航天、高纬度高海拔地区使用，现有的锂离子电池的性能受到了低温的挑战。
2、锂离子电池的电极材料也会受到温度产生的影响，电解液是决定锂离子电池低温性能的关键因素。改善低温性能，可以从改良电解液的方向进行。由于温度的降低，电解液的粘度上升，阳离子在电解液中扩散能力、电荷转移能力也随之下降。同时电解液也会影响去溶剂化过程的动力学。
3、而目前常用的碳酸酯电解液溶剂，如碳酸乙烯酯(ec)在常温下是固体，在与线性酯类溶剂搭配后可以维持液态。专利技术人发现，碳酸酯电解液在零下环境下粘度显著增加，电导率降低，因此无法正常工作，导致锂离子器件性能损失，甚至无法充放电。而碳酸酯类溶剂与锂离子较强的溶剂化作用使得去溶剂化能较高，使得去溶剂化的动力学较差，在较低温度下也无法正常充放电。研发具有低温下可以正常工作的锂离子器件的电解液，与使用该种电解液的锂器件具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一个而提供一种在低温下可以正常工作的电解液，提高离子电导率，降低电解液在低温下粘度的低温可用的低温可用的锂离子电池电解液及其制备方法、
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种低温可用的锂离子电池电解液，该电解液包括溶剂、可溶锂盐和稀释剂；所述的溶剂包括氟代酸酯，所述的稀释剂包括氟代醚或氟代烃。
4、进一步地，所述的溶剂与可溶锂盐的摩尔比为(5-20):1；所述的溶剂与稀释剂的摩尔比为1:9～9:1，所述的可溶锂盐在溶剂中的浓度为0.1-2mol·l-1，优选0.5-2mol·l-1。
5、进一步地，所述的氟代酸酯包括氟磺酰基二氟乙酸甲酯、二氟乙酸甲酯、二氟乙酸乙酯、三氟乙酸甲酯或三氟乙酸乙酯。
6、进一步地，所述的可溶锂盐包括双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐(litfsi)和/或六氟磷酸锂(lipf6)。
7、进一步地，所述的稀释剂包括全氟己烷、1h-全氟己烷、全氟-1,3-二甲基环己烷、氟苯等氟代烃类的一种或多种、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚、2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚或三(三氟乙氧基)甲烷。
8、一种如上所述低温可用的锂离子电池电解液的制备方法，该方法为：将溶剂、可溶锂盐和稀释剂混合后，搅拌得到低温可用的锂离子电池电解液。
9、具体而言，电解液的配制方法包括以下步骤：在水分、氧分小于0.01ppm的干燥环境下将上述电解液中组成部分按照如下的加入顺序进行混合并搅拌：
10、顺序一：溶剂、锂盐、稀释剂
11、顺序二：溶剂、稀释剂、锂盐
12、上述顺序中每个组成部分加入后需要搅拌30-240min。
13、一种锂离子电池，该锂离子电池包括负极片、正极片、隔膜以及如上所述的低温可用的锂离子电池电解液。实现锂离子器件在较低温度下的正常使用，在-40℃温度下仍能保持60％以上的放电容量。
14、进一步地，所述的负极片包括以下质量分数组分：负极活性物质90-98％、导电剂1-3％、分散剂1-2％、粘结剂1-5％；所述的负极活性物质包括石墨、硅碳或硅。负极片典型配方为：石墨95％、super p 2％、pvdf 2％、nmp 1％。
15、进一步地，所述的正极片包括以下质量分数组分：正极活性物质90-97％、导电剂1-2％、分散剂1-2％、粘结剂1-3％；所述的正极活性物质包括钴酸锂、镍锰钴三元材料、镍钴铝三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂或碳材料。正极片典型配方为：磷酸铁锂活性物质95％、super p 2％、pvdf 2％、nmp 1％。
16、进一步地，所述的隔膜包括聚乙烯(pe)单层隔膜、聚丙烯(pp)单层隔膜、pp/pe/pp三层复合隔膜、硼硅酸玻璃纤维隔膜或陶瓷隔膜。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
18、(1)本专利技术通过使用低熔点的溶剂配制的电解液可以保证电解液在低温下不凝固、不析出钠盐，使用稀释剂有助于保持电解液具有较低粘度以及较高的离子电导率，同时其较低的去溶剂化能使得低温环境下具有较好的动力学特征。综合提升所述锂离子器件的低温性能；
19、(2)本专利技术所得的低温锂离子器件由于使用所述低温电解液，相比六氟磷酸锂与碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯的二元溶剂相溶的商用电解液，具有更高的离子电导率，并且使用低熔点、难溶剂化的氟代醚类稀释剂降低电解液粘度，进一步改善了低温下电解液中离子迁移速率；
20、(3)使用本专利技术所得低温电解液在充放电过程中可显著改善锂离子器件在低温下的放电性能，在温度低至-40℃时可释放出常温下60％的容量，而六氟磷酸锂与碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯的二元溶剂相溶的商用电解液在-40℃时几乎无放电容量。
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1.一种低温可用的锂离子电池电解液，其特征在于，该电解液包括溶剂、可溶锂盐和稀释剂；所述的溶剂包括氟代酸酯，所述的稀释剂包括氟代醚或氟代烃。
2.根据权利要求1所述的一种低温可用的锂离子电池电解液，其特征在于，所述的溶剂与可溶锂盐的摩尔比为(5-20):1；所述的溶剂与稀释剂的摩尔比为1:9～9:1，所述的可溶锂盐在溶剂中的浓度为0.1-2mol·L-1。
3.根据权利要求1所述的一种低温可用的锂离子电池电解液，其特征在于，所述的氟代酸酯包括氟磺酰基二氟乙酸甲酯、二氟乙酸甲酯、二氟乙酸乙酯、三氟乙酸甲酯或三氟乙酸乙酯。
4.根据权利要求1所述的一种低温可用的锂离子电池电解液，其特征在于，所述的可溶锂盐包括双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐和/或六氟磷酸锂。
5.根据权利要求1所述的一种低温可用的锂离子电池电解液，其特征在于，所述的稀释剂包括全氟己烷、1H-全氟己烷、全氟-1,3-二甲基环己烷、氟苯等氟代烃类的一种或多种、1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚、2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙
6.一种如权利要求1-5任一项所述低温可用的锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，该方法为：将溶剂、可溶锂盐和稀释剂混合后，搅拌得到低温可用的锂离子电池电解液。
7.一种锂离子电池，其特征在于，该锂离子电池包括负极片、正极片、隔膜以及如权利要求1-5任一项所述的低温可用的锂离子电池电解液。
8.根据权利要求7所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述的负极片包括以下质量分数组分：负极活性物质90-98％、导电剂1-3％、分散剂1-2％、粘结剂1-5％；所述的负极活性物质包括石墨、硅碳或硅。
9.根据权利要求7所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述的正极片包括以下质量分数组分：正极活性物质90-97％、导电剂1-2％、分散剂1-2％、粘结剂1-3％；所述的正极活性物质包括钴酸锂、镍锰钴三元材料、镍钴铝三元材料、磷酸铁锂、碳材料或锰酸锂。
10.根据权利要求7所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述的隔膜包括聚乙烯单层隔膜、聚丙烯单层隔膜、PP/PE/PP三层复合隔膜、硼硅酸玻璃纤维隔膜或陶瓷隔膜。
...【技术特征摘要】
1.一种低温可用的锂离子电池电解液，其特征在于，该电解液包括溶剂、可溶锂盐和稀释剂；所述的溶剂包括氟代酸酯，所述的稀释剂包括氟代醚或氟代烃。
2.根据权利要求1所述的一种低温可用的锂离子电池电解液，其特征在于，所述的溶剂与可溶锂盐的摩尔比为(5-20):1；所述的溶剂与稀释剂的摩尔比为1:9～9:1，所述的可溶锂盐在溶剂中的浓度为0.1-2mol·l-1。
3.根据权利要求1所述的一种低温可用的锂离子电池电解液，其特征在于，所述的氟代酸酯包括氟磺酰基二氟乙酸甲酯、二氟乙酸甲酯、二氟乙酸乙酯、三氟乙酸甲酯或三氟乙酸乙酯。
4.根据权利要求1所述的一种低温可用的锂离子电池电解液，其特征在于，所述的可溶锂盐包括双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐和/或六氟磷酸锂。
5.根据权利要求1所述的一种低温可用的锂离子电池电解液，其特征在于，所述的稀释剂包括全氟己烷、1h-全氟己烷、全氟-1,3-二甲基环己烷、氟苯等氟代烃类的一种或多种、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚、2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙...
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