一种低温锂电池的电解液的制作方法

文档序号:11956790阅读:551来源:国知局

本发明属于锂电池领域,具体是一种低温锂电池的电解液。



背景技术:

锂电池具有标称电压高、比能量高、循环寿命长、无记忆效应等特点,而且绿色环保,无污染,因此被广泛应用于手机、笔记本电脑及MP3等数码产品中,同时在电动汽车、电动自行车、国防装备等行业也得到广泛应用。近几年,锂电池在各个领域的应用越来越广泛,电池使用的环境复杂,对电池的性能要求也更高,例如倍率型电池,应用于启动设备上时,要求在-40℃甚至更低温度下,也能快速将设备启动。但目前锂离子蓄电池的低温性能相对较差,特别是在-30℃以下的低温环境中的工作性能较差。

现有的锂电池电解液主要是由有机溶剂和锂盐组成,其导电效果较差,尤其在低温环境下导电性能更差,并且在低温环境下阻抗较大。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种低温锂电池的电解液,提高了锂电池的成膜效果,降低了阻抗。

本发明的技术方案为:

一种低温锂电池的电解液,包括有机溶剂和锂盐,还包括添加剂,所述有机溶剂、锂盐和添加剂的质量比为78-90:11.5-15.5:1.3-3.7。

优选地,所述的有机溶剂、锂盐和添加剂的质量比为82-86:12.7-14.3:1.9-3.1。

优选地,所述的有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二乙酯(DEC)组成,其中碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯的质量比为28-32:38-42:9-11:3-5。

更进一步地,所述的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯的质量比为30-31:40-41:9-10:3-4。

优选地,所述的锂盐为四氟硼酸锂和六氟磷酸锂按质量比为0.2-1.5:11-14组成。

优选地,所述的添加剂为氟代碳酸乙烯酯(FEC)和碳酸亚乙烯酯(VC)按质量比为1-3:0.3-0.7组成。

本发明的有益效果在于:

原有的低温锂电池的电解液中的锂盐仅仅为六氟磷酸锂,本发明加入少量四氟硼酸锂的锂盐,四氟硼酸锂的导电效果、热稳定性高于六氟磷酸锂,且加入的比例不影响锂盐的低温性能;本发明另外加入了氟代碳酸乙烯酯,与碳酸亚乙烯酯协同作用,提高了低温环境下锂电池的成膜效果,降低了阻抗,提高了低温下电子和离子的传导速度,改善锂离子电池低温循环性能;本发明优选了各成分的质量比例,使得电解液的性能更加优良。

具体实施方式

实施例1

将1.1g四氟硼酸锂、12.1g六氟磷酸锂、1.2g氟代碳酸乙烯酯和0.9g碳酸亚乙烯酯溶于84.7g有机溶剂(30.9g碳酸乙烯酯、40.2g碳酸甲乙酯、9.6g碳酸丙烯酯、4g碳酸二乙酯)中,混合均匀后制成电解液。

实施例2

将0.7g四氟硼酸锂、12.2g六氟磷酸锂、1.4g氟代碳酸乙烯酯和0.4g碳酸亚乙烯酯溶于85.3g有机溶剂(30.7g碳酸乙烯酯、40.8g碳酸甲乙酯、9.9g碳酸丙烯酯、3.9g碳酸二乙酯)中,混合均匀后制成电解液。

实施例3

将0.5g四氟硼酸锂、13.6g六氟磷酸锂、2.3g氟代碳酸乙烯酯和0.7g碳酸亚乙烯酯溶于83.0g有机溶剂(30.1g碳酸乙烯酯、40.8g碳酸甲乙酯、9.0g碳酸丙烯酯、3.1g碳酸二乙酯)中,混合均匀后制成电解液。

实施例4

将0.2g四氟硼酸锂、11.9g六氟磷酸锂、1.7g氟代碳酸乙烯酯和0.2g碳酸亚乙烯酯溶于86g有机溶剂(31g碳酸乙烯酯、41g碳酸甲乙酯、10g碳酸丙烯酯、4g碳酸二乙酯)中,混合均匀后制成电解液。

实施例5

将0.3g四氟硼酸锂、14g六氟磷酸锂、2.4g氟代碳酸乙烯酯和0.7g碳酸亚乙烯酯溶于82.6g有机溶剂(30g碳酸乙烯酯、40g碳酸甲乙酯、9g碳酸丙烯酯、3.6g碳酸二乙酯)中,混合均匀后制成电解液。

实施例6

将1.5g四氟硼酸锂、12.8g六氟磷酸锂、1.6g氟代碳酸乙烯酯和0.3g碳酸亚乙烯酯溶于83.8g有机溶剂(30g碳酸乙烯酯、41g碳酸甲乙酯、9.0g碳酸丙烯酯、3.8g碳酸二乙酯)中,混合均匀后制成电解液。

实施例7

将0.5g四氟硼酸锂、11g六氟磷酸锂、1.0g氟代碳酸乙烯酯和0.3g碳酸亚乙烯酯溶于78g有机溶剂(28g碳酸乙烯酯、38g碳酸甲乙酯、9g碳酸丙烯酯、3g碳酸二乙酯)中,混合均匀后制成电解液。

实施例8

将1.5g四氟硼酸锂、14g六氟磷酸锂、2.0g氟代碳酸乙烯酯和0.5g碳酸亚乙烯酯溶于86g有机溶剂(28g碳酸乙烯酯、42g碳酸甲乙酯、11g碳酸丙烯酯、5g碳酸二乙酯)中,混合均匀后制成电解液。

实施例9

将0.7g四氟硼酸锂、12g六氟磷酸锂、3g氟代碳酸乙烯酯和0.7g碳酸亚乙烯酯溶于90g有机溶剂(32g碳酸乙烯酯、42g碳酸甲乙酯、11g碳酸丙烯酯、5g碳酸二乙酯)中,混合均匀后制成电解液。

对比例1

将11.9g六氟磷酸锂溶于88.1g有机溶剂(19.8g碳酸乙烯酯、50.2g碳酸甲乙酯、15g碳酸丙烯酯、3.1g碳酸二乙酯)中,混合均匀后制成电解液。

对比例2

将13.0g六氟磷酸锂溶于87.0g有机溶剂(25.3g碳酸乙烯酯、42.3g碳酸甲乙酯、13.5g碳酸丙烯酯、5.9g碳酸二乙酯)中,混合均匀后制成电解液。

对比例3

将3g六氟磷酸锂和5g四氟硼酸锂和1g碳酸亚乙烯酯溶于91g有机溶剂(40g碳酸乙烯酯、35g碳酸甲乙酯、16g碳酸丙烯酯)中,混合均匀后制成电解液。

将上述实施例1-9与比较例1-3制备的电解液加入到塑壳200Ah锂离子电池中,然后分别检测容量保持率,说明了本发明制备的电解液低温性能明显提高。

具体检测标准与检测结果与下表1所示:

从上表1可看出,本发明制备的电解液加入到塑壳200Ah锂离子电池中,在-20℃条件下存放24h后放电容量均在92%以上。

另外,本发明的电解液制成的200Ah锂离子电池在-20℃循环500次后电池容量保持82%以上;远远高于对比例1、2、3中的70%左右。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

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