一种锂离子电池电解液的制作方法

文档序号:19056070发布日期:2019-11-06 01:17阅读:738来源:国知局

本发明涉及锂离子电池的电解液技术领域,尤其涉及一种适用于不同电池正极材料体系的锂离子电池电解液。



背景技术:

锂离子电池的能量密度,可以通过提升电压而被改变。例如从4.2v提升电压到4.35v、4.45v,甚至更高的4.7v。但是,由于提升电压的过程中,正极、负极、电解液都面临新的挑战。对于锂离子电池电解液来说,可以通过选择不同的电解液添加剂,来抑制电压提高情况下的产气、鼓胀、保液量、循环等问题。

从目前的研究开发情况看,目前的电解液的添加剂选择包括:1、使用锂盐添加剂:lifsi、litfsi等改善循环性能;2、使用二腈sn、adn或三腈htcn等添加剂来改善胀气和循环问题。

虽然上述在电解液中加入相关添加剂都能够解决高电压条件下,锂离子电池所出现的各种问题,但是也会存在技术上的局限性。例如当电池正极从钴酸锂变成镍钴锰三元材料,添加剂会因此而改变,导致这种目前的电解液添加剂无法在众多体系中广泛使用。

为了克服上述问题,本发明人经过不断的测试,提出以下技术方案,从而令该锂离子电池电解液可以使用不同的电池体系中。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题就是克服现有技术的不足,提供一种锂离子电池电解液。

为解决上述技术问题,本发明采用了如下的技术方案:该锂离子电池的电解液包括:有机溶剂、溶于有机溶剂的锂盐以及添加剂,所述的添加剂为:双(乙烯砜基)甲烷、或者双(乙炔砜基)甲烷中的任意一种或者组合,其对应的分子式为:

双(乙烯砜基)甲烷的分子式为:

双(乙炔砜基)甲烷的分子式为:

其中,上述分子式中,r是碳分子数5以内的烷烃组成;所述的添加剂在电解液中的重量百分比为:1%~3%。

进一步而言,上述技术方案中,所述的电解液中还添加有以下材料中的任意一种或组合:碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯。

进一步而言,上述技术方案中,所述的有机溶剂为:碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸丁烯酯、乙酸乙酯、乙酸丙烯酯等中的任意一种或两种及两种以上任意比列的组合。

进一步而言,上述技术方案中,所述的有机溶剂中各材料之间的重量比为:碳酸乙烯酯:碳酸二乙酯:碳酸丙烯酯=25:55:5。

进一步而言,上述技术方案中,所述的锂盐为:六氟磷酸锂,其在电解液中的浓度为0.8~1.5mo1/l。

本发明主要是在电解液中加入了新的添加剂:双(乙烯砜基)甲烷或双(乙炔砜基)甲烷。在电解液中加入该新的添加剂后,所制作的锂离子电池能够在4.5v以下的电压范围内,适用于常见的钴酸锂、镍钴锰三元、高镍正极材料体系,同时也能够在石墨类或硅碳类负极材料体系中使用。

具体实施方式:

本发明所述的锂离子电池的电解液包括:有机溶剂、溶于有机溶剂中的锂盐、添加剂,以及其他补充添加剂。

本发明中,所述的有机溶剂可以选择常规的有机溶剂,包括:碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸丁烯酯、乙酸乙酯、乙酸丙烯酯等中的任意一种或两种及两种以上任意比列的组合。本发明实施例中优选:碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯的组合。所述的有机溶剂中各材料之间的重量比为:碳酸乙烯酯:碳酸二乙酯:碳酸丙烯酯=25:55:5。

所述的锂盐为:六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂等。优选六氟磷酸锂,其在电解液中的浓度为0.8~1.5mo1/l。

所述的添加剂为:双(乙烯砜基)甲烷、双(乙炔砜基)甲烷中的任意一种或者组合,其对应的分子式为:

双(乙烯砜基)甲烷的分子式为:

双(乙炔砜基)甲烷的分子式为:

其中,上述分子式中,r是碳分子数5以内的烷烃组成;

所述的添加剂在电解液中的重量百分比为:1%~3%。

其他补充添加剂为:碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯,其总量占电解液重量的:1~3%。

下面结合具体实施例例对发明进行进一步的说明:

测试一

正极:钴酸锂;

负极:人造石墨;

电压:高电压4.4v体系;

包装:软包锂电池。

对比例1

锂盐采用:lipf6,有机溶剂采用:碳酸乙烯酯(ec)/碳酸二乙酯(edc)/碳酸丙烯酯(pc)按照质量比25/55/5的混合溶剂中得到溶剂,将锂盐溶于有机溶剂中,其中lipf6浓度为1.0mol/l。加入总质量的1%的碳酸亚乙烯酯(vc),加入总质量的1%的亚硫酸丙烯脂(ps),得到对比电解液。

测试对比例电解液的常规指标,合格后按照电池测试工艺要求得到锂离子电池。

实施例1

按照对比例1的相同的方法制备电解液及对电池进行测试,不同的是在此基础上加入占电解液总质量1%的双(乙烯砜基)甲烷。

实施例2

按照对比例1的相同的方法制备电解液及对电池进行测试,不同的是在此基础上加入占电解液总质量2%的双(乙烯砜基)乙烷。

实施例3

按照对比例1的相同的方法制备电解液及对电池进行测试,不同的是在此基础上加入占电解液总质量1%的双(乙烯砜基)丙烷。

实施例4

按照对比例1的相同的方法制备电解液及对电池进行测试,不同的是在此基础上加入占电解液总质量1%的双(乙烯砜基)乙烷、1%的双(乙烯砜基)甲烷。

实施例5

按照对比例1的相同的方法制备电解液及对电池进行测试,不同的是在此基础上加入占电解液总质量1%的双(乙炔砜基)甲烷。

实施例6

按照对比例1的相同的方法制备电解液及对电池进行测试,不同的是在此基础上加入占电解液总质量1%的双(乙炔砜基)甲烷、1%的双(乙烯砜基)甲烷。

将上述对比例、实施例制备的电池进行性能测试一,测试一数据如下表:

由上表中数据可以看出,通过本发明制备的锂离子电池,其容量保持率、厚度增加率明显优于对比例。

测试二:

正极:高镍811;

负极:人造石墨;

电压:高电压4.35v体系;

包装:圆柱锂电池。

对比例2

锂盐采用:lipf6,有机溶剂采用:碳酸乙烯酯(ec)/碳酸甲乙酯(emc)/碳酸二甲酯(dmc)按照质量比25/5/55的混合溶剂中得到溶剂,将锂盐溶于有机溶剂中,其中lipf6浓度为1.0mol/l。加入总质量的1%的碳酸亚乙烯酯(vc),加入总质量的1%的亚硫酸丙烯脂(ps),得到对比电解液。

测试对比例电解液的常规指标,合格后按照电池测试工艺要求得到锂离子电池。

实施例7

按照对比例的相同的方法制备电解液及对电池进行测试,不同的是在此基础上加入占电解液总质量1%的双(乙烯砜基)甲烷。

将上述对比例、实施例制备的电池进行性能测试一,测试一数据如下表:

由上表中数据可以看出,通过本发明制备的锂离子电池,其容量保持率、厚度增加率明显优于对比例。

当然,以上所述仅仅为本发明的实施例而已,并非来限制本发明范围,凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括于本发明申请专利范围内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1