电容电池电解液及其制备方法与流程

文档序号:17917400发布日期:2019-06-14 23:52阅读:743来源:国知局
本发明涉及多种电化学储能装置用的电解液,尤其是涉及一种电容电池用的电解液及其制备方法。
背景技术
:电容电池是超级电容和锂电池的融合(电容电池的一极或两极加入有超级电容电极材料),相比于锂电池,电容电池的使用温度更低,充放电速度快。但是目前的电容电池电解液主要借鉴锂电池电解液,导致电容电池的低温性能受到限制,并且该种电解液中的六氟磷酸锂较容易产生氢氟酸,影响电池的性能和寿命。因此,亟需设计一种能够一定程度克服上述缺陷的电容电池电解液。技术实现要素:本发明的一个目的是提供电容电池电解液及其制备方法,其能够提升电容电池的低温性能,并且能够抑制氢氟酸的产生。为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种电容电池电解液,包括以下重量份的原料:六氟磷酸锂15份、二氟草酸硼酸锂1份、四氟硼酸锂0.2份、二氟磷酸锂0.2份、碳酸乙烯酯23.3份、碳酸甲乙酯57.3份、丁二酸酐1份、1,3-丙磺酸内酯2份、二氟二甲基硅烷0.05份。优选的是,所述的电容电池电解液,还包括:聚甘油酯0.1份。优选的是,所述的电容电池电解液,所述聚甘油酯为六聚甘油单油酸酯。优选的是,所述的电容电池电解液,还包括:烟酰胺0.03份、咪唑酸乙酯0.08份。本发明还提供了电容电池电解液的制备方法,包括:步骤一、取上述重量份的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯,混合,得溶剂,将溶剂均分为两份;步骤二、取上述重量份的六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂和二氟磷酸锂,溶于第一份溶剂,得第一溶液;步骤三、取上述重量份的丁二酸酐、1,3-丙磺酸内酯、二氟二甲基硅烷、六聚甘油单油酸酯、烟酰胺和咪唑酸乙酯,溶于第二份溶剂,得第二溶液;步骤四、将第二溶液滴入第一溶液内,滴入过程包括快速阶段和慢速阶段,快速阶段与慢速阶段的时间比为1:2,快速阶段和慢速阶段消耗的第二溶液的体积比为1:1,其中,在滴入过程中为第一溶液施加0.3t的恒定磁场。优选的是,所述的电容电池电解液的制备方法,第一份溶剂与第二份溶剂的体积比5:1。本发明至少包括以下有益效果:本发明的电解液通过添加二氟二甲基硅烷、六聚甘油单油酸酯、烟酰胺和咪唑酸乙酯,能够阻止电解液中残留水与含氟电解质接触,抑制氢氟酸的产生,并能够中和产生的氢氟酸,避免氢氟酸在电池内发生副反应产气而阻碍锂离子移动,进而影响电池的性能和寿命,并且还能够改善锂离子在低温条件下移动速度,提高电池的低温性能。本发明在电容电池电解液的制备方法中采用分别溶解,快速-慢速滴加以及恒定磁场处理,使得本发明的二氟二甲基硅烷、六聚甘油单油酸酯、烟酰胺和咪唑酸乙酯能够充分地分散在电解液中,更加充分地发挥作用。本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。实施例1电容电池电解液,包括以下重量份的原料:六氟磷酸锂15份、二氟草酸硼酸锂1份、四氟硼酸锂0.2份、二氟磷酸锂0.2份、碳酸乙烯酯23.3份、碳酸甲乙酯57.3份、丁二酸酐1份、1,3-丙磺酸内酯2份、二氟二甲基硅烷0.05份、聚甘油酯0.1份、烟酰胺0.03份、咪唑酸乙酯0.08份。所述聚甘油酯为六聚甘油单油酸酯。电容电池电解液的制备方法,包括:步骤一、取上述重量份的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯,混合,得溶剂,将溶剂均分为两份,第一份溶剂与第二份溶剂的体积比5:1。步骤二、取上述重量份的六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂和二氟磷酸锂,溶于第一份溶剂,得第一溶液;步骤三、取上述重量份的丁二酸酐、1,3-丙磺酸内酯、二氟二甲基硅烷、六聚甘油单油酸酯、烟酰胺和咪唑酸乙酯,溶于第二份溶剂,得第二溶液;步骤四、将第二溶液滴入第一溶液内,滴入过程包括快速阶段和慢速阶段,快速阶段与慢速阶段的时间比为1:2,快速阶段和慢速阶段消耗的第二溶液的体积比为1:1,其中,在滴入过程中为第一溶液施加0.3t的恒定磁场。对比例1不加入二氟二甲基硅烷、六聚甘油单油酸酯、烟酰胺和咪唑酸乙酯,其余参数与实施例1中的完全相同,工艺过程也完全相同。对比例2不进行分别溶解、快速-慢速滴加以及恒定磁场处理,直接将全部原料混合,其余参数与实施例1中的完全相同,工艺过程也完全相同。试验使用上述实施例1、对比例1和对比例2的方法制备电解液,以石墨和活性炭作为正极材料制成正极片,以lto和活性炭作为负极材料制成负极片,均依照常规方法组成电容电池(圆柱钢壳电池,直径15mm,高度50mm)。测试得到的电容电池内阻明显降低,交流内阻结果见表1,-40℃和-20℃放电容量保持率结果分别见表2和表3。表1表2rt放电容量mah-40℃放电容量mah-40℃放电容量保持率实施例1510.9333.1065.20%对比例1500.5115.6223.10%对比例2506.3177.2135.00%表3rt放电容量mah-20℃放电容量mah-20℃放电容量保持率实施例1510.9424.1583.02%对比例1500.5202.8440.53%对比例2506.3243.1348.03%由表1可知,实施例1具有较低的交流内阻,由表2和表3可知,实施例1在-40℃和-20℃下具有较高的容量保持率,均优于对比例1、对比例2,表明本发明的方法能够明显降低电容电池的交流内阻,提高电容电池的低温性能。这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的电容电池电解液的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。当前第1页12
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