含氟碳表面活性剂的电解液以及锂离子电池制造技术

本发明专利技术涉及锂离子电池领域，公开了一种含氟碳表面活性剂的电解液以及锂离子电池。该离子电池电解液包括：电解质锂盐、溶剂、氟碳表面活性剂，其中所述氟碳表面活性剂的化学式为：CmF2m+1CH2O(C2H4O)n-R，所述R为氢、甲基、甲酰基、苯甲酰基，m为4至18的任一整数；n值为2至20的任一整数。该电解液的低温性能更好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电解液以及包含该电解液的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池由于具有工作电压高、比能量密度大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应以及环境污染小等优点，首先在移动通讯设备、移动电子设备等领域获得了巨大的成功。目前正在向大型储能设备、电动汽车领域扩张。近年来，由于能源危机，尤其是温室气体排放所导致的气候变暖问题，使用低排放的环保能源已经成为了迫切要求。因此，近年来，太阳能、风能等清洁能源的开发与利用得到了长足的发展。然而，太阳能、风能发电等都是不稳定的能源，实现并网发电的前提是解决储能的问题；电动汽车因排放低(或零排放)、较高的能量转换效率等优点，其研究和应用获得了巨大进展。全球范围内的新能源战略为动力锂离子电池的发展提供了一个前所未有的平台。无论是储能电池还是电动汽车用动力锂离子电池，都要求具备在较宽的温度范围内工作的能力。锂离子电池普遍存在低温下(o°c以下)电化学容量、能量密度急剧衰减的问题，是其应用的主要障碍之一。磷酸铁锂具有长循环寿命、高安全性以及较高的理论电化学容量而成为了电动汽车用锂离子电池、储能电池的理想正极材料。然而，磷酸铁锂电池低温下电化学性能发挥问题较其它锂离子电池更为严重。
技术实现思路
本专利技术第一目的在于提供一种锂离子电池电解液，该电解液的低温性能更好。本专利技术第二目的在于提供一种锂离子电池，该电池低温性能更好。本专利技术实施例提供的一种离子电池电解液，包括电解质锂盐、溶剂、氟碳表面活性剂，其中，所述氟碳表面活性剂的化学式为CmF2m+1CH20(C2H4O)n-R,所述R为氢、甲基、甲酰基、苯甲酰基，m为4至18的任一整数，η值为2至20的任一整数。可选地，所述氟碳表面活性剂占所述电解液的质量分数为0. 01-2%。可选地，所述电解质锂盐选自LiC104、LiPF6, LiCF3S03、LiN(CF3SO2)2的一种或任意几种。可选地，所述溶剂由如下化合物的一种或任意几种按一定比例混合而成碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙烯酯、碳酸甲丙酯、 碳酸亚乙烯酯、Y-丁内酯、碳酸乙二醇酯、碳酸丙二醇酯、碳酸丁二醇酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、环丁砜、四氢呋喃。本专利技术实施例提供的一种离子电池，壳体、在所述壳体内的电解液、以及浸泡在所述电解液中的电芯；其特征是，所述电解液包括电解质锂盐、溶剂、氟碳表面活性剂；其中，所述氟碳表面活性剂的化学式为CmF2m+1CH20(C2H4O)n-R,所述R为氢、甲基、甲酰基、苯甲酰基，m为4至18的任一整数，η值为2至20的任一整数。可选地，所述氟碳表面活性剂占所述电解液的质量分数为0. 01-2%。可选地，所述电解质锂盐选自LiC104、LiPF6, LiCF3S03、LiN(CF3SO2)2的一种或任意几种。可选地，所述溶剂由如下化合物的一种或多种按一定比例混合而成碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙烯酯、碳酸甲丙酯、 碳酸亚乙烯酯、Y-丁内酯、碳酸乙二醇酯、碳酸丙二醇酯、碳酸丁二醇酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、环丁砜、四氢呋喃。由上可见，应用本专利技术实施例的技术方案，本专利技术的专利技术人经过研究发现锂离子电池低温性能问题主要受电解液控制，而电解液性能一方面决定了锂离子在电解质中的扩散速度，另一方面还强烈影响负极表面SEI膜的形成以及组分，同时也影响液-固界面接触阻抗。因此，调整电解液的配方是改善锂离子电池低温性能的主要途径之一。具体实施例方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1 本实施提供的一种锂离子电解液，其主要包括电解质锂盐、溶剂、氟碳表面活性齐U，其中，该电解质锂盐、溶剂可以但不限于选用现有技术中的锂盐、溶剂。比如可以选用LiC104、LiPF6、LiBF4、LiCF3S03、LiN(CF3S02)2 其中的一种或者至少二种按照一定的比例混合作为锂盐。选用碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸亚乙烯酯、Y-丁内酯、碳酸乙二醇酯、碳酸丙二醇酯、碳酸丁二醇酯、乙酸甲酯、 丙酸甲酯、环丁砜、四氢呋喃的一种或者至少两种按照一定的比例混合作为溶剂。在本实施例中的氟碳表面活性剂在本实施例电解液中所占的质量百分比为 0. 01-2%。氟碳表面活性剂的化学式可以但不限于为CmF2m+1CH20 (C2H4O)n-R,其中，R为氢、甲基、甲酰基、苯甲酰基，m可以为4至18的任一整数，η可以为2至 20的任一整数。本专利技术的专利技术人经过研究发现锂离子电池低温性能问题主要受电解液控制，而电解液性能一方面决定了锂离子在电解质中的扩散速度，另一方面还强烈影响负极表面 SEI膜的形成以及组分，同时也影响液-固界面接触阻抗。因此，调整电解液的配方是改善锂离子电池低温性能的主要途径之一。以下，将通过实施例2-6、比较例对本专利技术进行更详细的描述，但是本专利技术并不仅仅限于如下实施例。实施例2 在充满氩气的手套箱内，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸酯(DEC)按照质量比1 1 1的比例混合，做成溶剂。然后将LiPF6溶解在上述溶剂中，物质的量的浓度为lmol/L。再向溶液中加入质量百分比为wt. 0. 2%的活性添加剂CF3CH2O (C2H4O) 3CH0。实施例3 电解液的制备方法与实施例2相同，但其中CF3CH2O(C2H4O)3CHO的添加量分别为 wt. 0. 5% ο实施例4 电解液的制备方法与实施例2相同，但其中CF3CH2O(C2H4O)3CHO的添加量分别为 wt. 1. 0%。实施例5 电解液的制备方法与实施例2相同，但其中CF3CH2O(C2H4O)3CHO的添加量分别为 wt. 1. 5%。实施例6:电解液的制备方法与实施例2相同，但其中CF3CH2O(C2H4O)3CHO的添加量分别为 wt. 2. 0%。对比例1 电解液的制备方法与实施例1相同，但不加入CF3CH2O (C2H4O) 3CH0。实验结果将实施例2-6的电解液与对比例的电解液的低温性能进行比对得到表一所示的实验数据。表一各种电解液的电导率和粘度比较(20°C )权利要求1.一种离子电池电解液，其特征是，包括电解质锂盐、溶剂、氟碳表面活性剂，其中， 所述氟碳表面活性剂的化学式为CmF2m+1CH20(C2H4O)n-R,所述R为氢、甲基、甲酰基、苯甲酰基，m为4至18的任一整数，η值为2至20的任一整数。2.根据权利要求1所述的一种离子电池电解液，其特征是， 所述氟碳表面活性剂占所述电解液的质量分数为0. 01-2%。3.根据权利要求1所述的一种离子电池电解液，其特征是，所述电解质锂盐选自LiC104、LiPF6、LiBF4、LiCF3S03、LiN(CF3SO2)2的一种或任意几种。4.根据权利要求1所述的一种离子电池电解液，其特征是， 所述溶剂由如下化合物的一种或任意几种按一定比例混合而成碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸亚乙烯酯、Y-丁内酯、碳酸乙二醇酯、碳酸丙二醇酯、碳酸丁二醇酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、 环丁砜、四氢呋喃。5.一种锂离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾纪术，唐道平，陶芝勇，郭永兴，曾坚义，
申请(专利权)人：深圳市海盈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：