一种电池复合电解液及其制备方法与流程

文档序号:15354805发布日期:2018-09-04 23:46阅读:341来源:国知局
本发明涉及电解液制备
技术领域
,具体为一种电池复合电解液及其制备方法。
背景技术
:现有的铅酸蓄电池的电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液,其属于一种二次电池,在使用过程中放电后经再次充电,电池功能能够复原,并能多次反复使用。多年来为社会的经济发展和人类生活带来了巨大的贡献和便利。但现有的这类蓄电池由于在生产过程中大量使用硫酸,因此对环境土壤和水源造成严重污染,并且在用于大电流放电、亏电时极板易损坏,温度适应性较差,大电流充电或放电时易损坏电池,安全性能差。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种电池复合电解液及其制备方法,以解决上述
背景技术
中提出的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种电池复合电解液,复合电解液组分按重量份数包括碳酸乙烯酯10-20份、四氟硼酸锂5-15份、氟代碳酸乙烯酯4-12份、硅酸钠8-18份、碳酸镁6-14份、缓蚀剂2-6份、2-苯基咪唑啉季铵盐2-8份、脂肪醇聚氧乙烯醚3-9份、2、3-二甲基癸二酸4-10份、邻硝基苯甲醚2-6份、阻燃剂1-4份。优选的,复合电解液组分优选的成分配比包括碳酸乙烯酯15份、四氟硼酸锂10份、氟代碳酸乙烯酯8份、硅酸钠13份、碳酸镁10份、缓蚀剂4份、2-苯基咪唑啉季铵盐5份、脂肪醇聚氧乙烯醚6份、2、3-二甲基癸二酸7份、邻硝基苯甲醚4份、阻燃剂3份。优选的,所述缓蚀剂由30%碘化钾、20%烷基酚聚氧乙烯醚、10%聚天冬氨酸、20%海藻酸钠、20%马来酸-丙烯酸共聚物组成。优选的,所述阻燃剂包括聚磷氮化合物和苯基均三嗪化合物,聚磷氮化合物与苯基均三嗪化合物的质量比为1:0.8。优选的,其制备方法包括以下步骤:a、将碳酸乙烯酯、四氟硼酸锂、氟代碳酸乙烯酯、硅酸钠、碳酸镁混合后加入搅拌釜中进行高低速搅拌,搅拌10min后加入2-苯基咪唑啉季铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚,继续搅拌8min-14min后,静置20min,得到混合物a;b、将2、3-二甲基癸二酸、邻硝基苯甲醚混合后加入缓蚀剂和阻燃剂,混合后加入水浴锅中水浴加热,加热温度为50℃-70℃,加热时间为10min-20min,之后恒温10min后,缓慢降温至室温,静置30min,得到混合物b;c、将混合物b加入混合物a中,充分混合后加入离心机中进行离心,离心速率为1000-2000转/分,时间为2min-4min,离心后的液体即为电解液。优选的,所述步骤a中高速搅拌速率为3000-4000转/分,搅拌时间为5min-12min,低速搅拌速率为80-120转/分。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明制备方法简单,制得的复合电解液环保无毒,有利于提高电解液体系的热稳定性,改善电池的高温循环和高温储存性能,同时还具有较高的安全性;其中,本发明中添加的缓蚀剂化学性质稳定、毒性低、缓蚀效果及适用性好,能够增强电池的安全性;添加的阻燃剂具有阻燃、化学稳定性好与热稳定性高的特点,而且不影响电解液的导电性;此外,本发明采用的制备方法操作简单,成本低,能够提高电解液的均匀性,还有利于降低电解液体系的粘度和流动性。具体实施方式下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。本发明提供如下技术方案:一种电池复合电解液,复合电解液组分按重量份数包括碳酸乙烯酯10-20份、四氟硼酸锂5-15份、氟代碳酸乙烯酯4-12份、硅酸钠8-18份、碳酸镁6-14份、缓蚀剂2-6份、2-苯基咪唑啉季铵盐2-8份、脂肪醇聚氧乙烯醚3-9份、2、3-二甲基癸二酸4-10份、邻硝基苯甲醚2-6份、阻燃剂1-4份;其中,缓蚀剂由30%碘化钾、20%烷基酚聚氧乙烯醚、10%聚天冬氨酸、20%海藻酸钠、20%马来酸-丙烯酸共聚物组成;阻燃剂包括聚磷氮化合物和苯基均三嗪化合物,聚磷氮化合物与苯基均三嗪化合物的质量比为1:0.8。实施例一:复合电解液组分按重量份数包括碳酸乙烯酯10份、四氟硼酸锂5份、氟代碳酸乙烯酯4份、硅酸钠8份、碳酸镁6份、缓蚀剂2份、2-苯基咪唑啉季铵盐2份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份、2、3-二甲基癸二酸4份、邻硝基苯甲醚2份、阻燃剂1份。本实施例的制备方法包括以下步骤:a、将碳酸乙烯酯、四氟硼酸锂、氟代碳酸乙烯酯、硅酸钠、碳酸镁混合后加入搅拌釜中进行高低速搅拌,搅拌10min后加入2-苯基咪唑啉季铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚,继续搅拌8min后,静置20min,得到混合物a;b、将2、3-二甲基癸二酸、邻硝基苯甲醚混合后加入缓蚀剂和阻燃剂,混合后加入水浴锅中水浴加热,加热温度为50℃,加热时间为10min,之后恒温10min后,缓慢降温至室温,静置30min,得到混合物b;c、将混合物b加入混合物a中,充分混合后加入离心机中进行离心,离心速率为1000转/分,时间为2min,离心后的液体即为电解液。本实施例中,步骤a中高速搅拌速率为3000转/分,搅拌时间为5min,低速搅拌速率为80转/分。实施例二:复合电解液组分按重量份数包括碳酸乙烯酯20份、四氟硼酸锂15份、氟代碳酸乙烯酯12份、硅酸钠18份、碳酸镁14份、缓蚀剂6份、2-苯基咪唑啉季铵盐8份、脂肪醇聚氧乙烯醚9份、2、3-二甲基癸二酸10份、邻硝基苯甲醚6份、阻燃剂4份。本实施例的制备方法包括以下步骤:a、将碳酸乙烯酯、四氟硼酸锂、氟代碳酸乙烯酯、硅酸钠、碳酸镁混合后加入搅拌釜中进行高低速搅拌,搅拌10min后加入2-苯基咪唑啉季铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚,继续搅拌8min-14min后,静置20min,得到混合物a;b、将2、3-二甲基癸二酸、邻硝基苯甲醚混合后加入缓蚀剂和阻燃剂,混合后加入水浴锅中水浴加热,加热温度为70℃,加热时间为20min,之后恒温10min后,缓慢降温至室温,静置30min,得到混合物b;c、将混合物b加入混合物a中,充分混合后加入离心机中进行离心,离心速率为2000转/分,时间为4min,离心后的液体即为电解液。本实施例中,步骤a中高速搅拌速率为4000转/分,搅拌时间为12min,低速搅拌速率为120转/分。实施例三:复合电解液组分按重量份数包括碳酸乙烯酯12份、四氟硼酸锂7份、氟代碳酸乙烯酯6份、硅酸钠10份、碳酸镁7份、缓蚀剂3份、2-苯基咪唑啉季铵盐3份、脂肪醇聚氧乙烯醚4份、2、3-二甲基癸二酸5份、邻硝基苯甲醚3份、阻燃剂2份。本实施例的制备方法包括以下步骤:a、将碳酸乙烯酯、四氟硼酸锂、氟代碳酸乙烯酯、硅酸钠、碳酸镁混合后加入搅拌釜中进行高低速搅拌,搅拌10min后加入2-苯基咪唑啉季铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚,继续搅拌9min后,静置20min,得到混合物a;b、将2、3-二甲基癸二酸、邻硝基苯甲醚混合后加入缓蚀剂和阻燃剂,混合后加入水浴锅中水浴加热,加热温度为55℃,加热时间为12min,之后恒温10min后,缓慢降温至室温,静置30min,得到混合物b;c、将混合物b加入混合物a中,充分混合后加入离心机中进行离心,离心速率为1200转/分,时间为2min,离心后的液体即为电解液。本实施例中,步骤a中高速搅拌速率为3200转/分,搅拌时间为7min,低速搅拌速率为90转/分。实施例四:复合电解液组分按重量份数包括碳酸乙烯酯18份、四氟硼酸锂13份、氟代碳酸乙烯酯10份、硅酸钠16份、碳酸镁12份、缓蚀剂5份、2-苯基咪唑啉季铵盐7份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、2、3-二甲基癸二酸9份、邻硝基苯甲醚5份、阻燃剂3份。本实施例的制备方法包括以下步骤:a、将碳酸乙烯酯、四氟硼酸锂、氟代碳酸乙烯酯、硅酸钠、碳酸镁混合后加入搅拌釜中进行高低速搅拌,搅拌10min后加入2-苯基咪唑啉季铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚,继续搅拌12min后,静置20min,得到混合物a;b、将2、3-二甲基癸二酸、邻硝基苯甲醚混合后加入缓蚀剂和阻燃剂,混合后加入水浴锅中水浴加热,加热温度为65℃,加热时间为18min,之后恒温10min后,缓慢降温至室温,静置30min,得到混合物b;c、将混合物b加入混合物a中,充分混合后加入离心机中进行离心,离心速率为1800转/分,时间为3min,离心后的液体即为电解液。本实施例中,步骤a中高速搅拌速率为3600转/分,搅拌时间为10min,低速搅拌速率为110转/分。实施例五:复合电解液组分按重量份数包括碳酸乙烯酯15份、四氟硼酸锂10份、氟代碳酸乙烯酯8份、硅酸钠13份、碳酸镁10份、缓蚀剂4份、2-苯基咪唑啉季铵盐5份、脂肪醇聚氧乙烯醚6份、2、3-二甲基癸二酸7份、邻硝基苯甲醚4份、阻燃剂3份。本实施例的制备方法包括以下步骤:a、将碳酸乙烯酯、四氟硼酸锂、氟代碳酸乙烯酯、硅酸钠、碳酸镁混合后加入搅拌釜中进行高低速搅拌,搅拌10min后加入2-苯基咪唑啉季铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚,继续搅拌11min后,静置20min,得到混合物a;b、将2、3-二甲基癸二酸、邻硝基苯甲醚混合后加入缓蚀剂和阻燃剂,混合后加入水浴锅中水浴加热,加热温度为60℃,加热时间为15min,之后恒温10min后,缓慢降温至室温,静置30min,得到混合物b;c、将混合物b加入混合物a中,充分混合后加入离心机中进行离心,离心速率为1500转/分,时间为3min,离心后的液体即为电解液。本实施例中,步骤a中高速搅拌速率为3500转/分,搅拌时间为9min,低速搅拌速率为100转/分。实验例:采用本发明各实施例制得的电解液进行性能测试,得到数据如下表:100次循环容量保持率(%)200次循环容量保持率(%)300次循环容量保持率(%)实施例一989592实施例二979492实施例三989590实施例四969589实施例五989793本发明制备方法简单,制得的复合电解液环保无毒,有利于提高电解液体系的热稳定性,改善电池的高温循环和高温储存性能,同时还具有较高的安全性;其中,本发明中添加的缓蚀剂化学性质稳定、毒性低、缓蚀效果及适用性好,能够增强电池的安全性;添加的阻燃剂具有阻燃、化学稳定性好与热稳定性高的特点,而且不影响电解液的导电性;此外,本发明采用的制备方法操作简单,成本低,能够提高电解液的均匀性,还有利于降低电解液体系的粘度和流动性。尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。当前第1页12
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