锂离子电池电解液的制作方法

文档序号:31671308发布日期:2022-09-28 01:00阅读:166来源:国知局
锂离子电池电解液的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域,特别涉及锂离子电池电解液。


背景技术:

2.锂离子电池作为最有前景的高能量密度存储设备之一,具有能量密度高、循环寿命长、安全性高、环境友好等优点,广泛应用于电子产品、电动汽车、航空航天和大型储能电站等领域。随着新能源汽车的快速发展、续航里程的提高,对电池的能量密度提出了更高的要求。
3.相比于石墨负极材料而言,硅基负极材料可以显著提升电池能量密度。目前,商业化的硅基负极材料主要是将氧化亚硅或纳米硅与石墨复合,首次充电过程中硅材料表面会形成大量固体电解质界面膜(sei),不可逆地消耗电池中有限的电解液和来自正极的锂,导致首次充放电效率低、不可逆容量损失大。使用锂箔、锂粉等补锂材料对硅基负极进行预锂化,提前完成上述反应过程,有利于抵消形成sei造成的不可逆锂损耗,以提高电池的首次充放电效率和可逆比容量,为高比能电池产业化应用提供材料解决方案。
4.补锂后,负极片在电解液注入后会立即发生嵌锂反应生成sei,单质状态的锂作为补锂锂源,能够同时提供锂离子和电子,然而电子能够和溶剂不断发生副反应,生成热力学和动力学不稳定的烷基碳酸锂、烷基锂等物质,导致sei不够稳定,对锂离子二次电池的首次充放电效率及循环寿命有一定影响。
5.为了改善预锂化负极sei稳定性,研究人员提出一些改进方案,已有一些专利对此进行了研究。
6.专利cn 110875499提供了一种电池补锂的方法,在负极片的表面设置一层锂金属,得到富锂负极片;将富锂负极片、隔离膜、正极片组装成补锂电芯;将补锂电芯置于有机溶剂中浸泡一段时间,所述有机溶剂包含负极成膜组分;将浸泡后的补锂电芯置于电池包装壳中,注入电解液并封装,获得补锂电池。这样使得富锂负极片内部孔隙以及负极活性物质表面预先被负极成膜组分充分浸润,负极成膜组分可以均匀包裹负极活性物质进而可以优先成膜,虽然能改善负极成膜效果,有助于提升电池的循环寿命以及存储寿命,但需要大量成膜剂浸泡,增加了时间成本和材料成本。
7.专利cn 103035952提供了一种锂离子电池电解液注液方法,将包含富锂负极片的待注液电芯和电解液一起进行降温处理并注液,待预锂化结束后再升温进行化成。该方法可以有效的控制预锂化过程中的嵌锂速度,提高sei的结构稳定性,从而提高首次充放电效率和容量,改善电池循环性能。但是降温处理会增加能耗,为了取得明显效果,需要采用-50℃的低温,限制了其大规模应用。
8.综上,目前所采用的方法在操作性、普及性、以及实际效果方面均存在一定的问题,并不能很好的改善预锂化负极sei稳定性,在提升锂离子二次电池的首次充放电效率及循环寿命方面存在局限。


技术实现要素:

9.基于此,本发明提供一种锂离子电池电解液,解决了sei膜不稳定造成的锂离子二次电池首次充放电效率低和循环寿命段的问题。
10.所述锂离子电池电解液包括锂盐、添加剂和有机溶剂;
11.所述锂盐选自六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂和氟代丙二酸硼酸锂的中的一种或几种的组合;
12.所述添加剂选自柠康酸酐、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯、丙烯基-1,3-丙磺酸内酯、亚硫酸丙烯酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯和甲烷二磺酸亚甲酯中的一种或几种的组合。
13.在其中一个实施例中,所述锂盐为六氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂组成的混合物。
14.在其中一个实施例中,所述六氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的摩尔比为(5~50):1。
15.在其中一个实施例中,所述锂盐为六氟磷酸锂和(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂组成的混合物。
16.在其中一个实施例中,所述六氟磷酸锂和(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂的摩尔比为(5~50):1。
17.在其中一个实施例中,所述锂盐为六氟磷酸锂和氟代丙二酸硼酸锂组成的混合物。
18.在其中一个实施例中,所述锂盐为六氟磷酸锂和氟代丙二酸硼酸锂的摩尔比为(5~50):1。
19.在其中一个实施例中,所述锂盐在所述锂离子电池电解液中的浓度为0.001mol/l~2mol/l。
20.在其中一个实施例中,所述添加剂为氟化物、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯组成的混合物;
21.所述氟化物选自1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、三氟化硼乙醚、氟代碳酸甲乙酯或1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲醚。
22.在其中一个实施例中,所述氟化物、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯的质量比为(1~2):1:1。
23.在其中一个实施例中,所述添加剂占所述锂离子电池电解液总质量的0.01%~10%。
24.在其中一个实施例中,所述有机溶剂选自环状酯和/或链状酯。
25.在其中一个实施例中,所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯和丁酸丙酯中的一种或几种的组合。
26.在其中一个实施例中,所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和氟代碳酸乙烯酯的混合物。
27.在其中一个实施例中,所述碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和氟代碳酸乙烯酯的质量比为1:(1~2):(1.5~2.5):(0.2~0.6)。
28.与现有方案相比,本发明具有以下有益效果:
29.本发明调整了电解液的成分,当补锂后的负极片接触上述电解液后,可优化硅氧预锂化负极sei膜的成分和结构,减少副反应的发生,从而改善sei膜的稳定性和锂沉积的均匀性,使之具有良好的机械强度和较低的界面电阻,提升电池首次充放电效率和长期循环性能。
具体实施方式
30.以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
31.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
32.一种锂离子电池电解液包括锂盐、添加剂和有机溶剂;
33.所述锂盐选自六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂和氟代丙二酸硼酸锂的中的一种或几种的组合;
34.所述添加剂选自柠康酸酐、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯、丙烯基-1,3-丙磺酸内酯、亚硫酸丙烯酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯和甲烷二磺酸亚甲酯中的一种或几种的组合。
35.优选地,所述锂盐为六氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂组成的混合物。
36.进一步优选地,所述六氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的摩尔比为(5~50):1。
37.优选地,所述锂盐为六氟磷酸锂和(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂组成的混合物。
38.进一步优选地,所述六氟磷酸锂和(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂的摩尔比为(5~50):1。
39.优选地,所述锂盐为六氟磷酸锂和氟代丙二酸硼酸锂组成的混合物。
40.进一步优选地,所述锂盐为六氟磷酸锂和氟代丙二酸硼酸锂的摩尔比为(5~50):1。
41.优选地,所述锂盐在所述锂离子电池电解液中的浓度为0.001mol/l~2mol/l。
42.优选地,所述添加剂为氟化物、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯组成的混合物;
43.所述氟化物选自1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、三氟化硼乙醚、氟代碳酸甲乙酯或1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲醚。
44.优选地,所述氟化物、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯的质量比为(1~2):1:1。
45.优选地,所述添加剂占所述锂离子电池电解液总质量的0.01%~10%。
46.优选地,所述有机溶剂选自环状酯和/或链状酯。
47.优选地,所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯和丁酸丙酯中的一种或几种的组合。
48.优选地,所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和氟代碳酸乙烯酯的混合物。
49.优选地,所述碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和氟代碳酸乙烯酯的质量比为1:(1~2):(1.5~2.5):(0.2~0.6)。
50.优选地,所述有机溶剂占所述锂离子电池电解液总质量的10%~90%。
51.以下结合具体实施例和对比例进行进一步说明,以下具体实施例中所涉及的原料,若无特殊说明,均可来源于市售,所使用的仪器,若无特殊说明,均可来源于市售。具体地:
52.六氟磷酸锂来源于多多化学试剂,100g/瓶,纯度99%;
53.二氟双草酸磷酸锂来源于多多化学试剂,10g/瓶,纯度99%;
54.(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂来源于多多化学试剂,10g/瓶,纯度99%;
55.氟代丙二酸硼酸锂来源于多多化学试剂,10g/瓶,纯度99%;
56.二草酸硼酸锂来源于多多化学试剂,10g/瓶,纯度99%;
57.四氟硼酸锂来源于多多化学试剂,10g/瓶,纯度99%;
58.碳酸乙烯酯来源于国药试剂,100g/瓶,纯度99%;
59.碳酸二乙酯来源于国药试剂,100g/瓶,纯度99%;
60.碳酸甲乙酯来源于国药试剂,100g/瓶,纯度99%;
61.氟代碳酸乙烯酯来源于国药试剂,20g/瓶,纯度99%;
62.1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚来源于国药试剂,10g/瓶,纯度99%;
63.碳酸亚乙烯酯来源于国药试剂,10g/瓶,纯度99%;
64.硫酸乙烯酯来源于国药试剂,10g/瓶,纯度99%。
65.实施例1
66.本实施例提供一种锂离子电池电解液及其制备方法、电池及其制备方法,步骤如下:
67.步骤一:正极片的制备
68.将正极活性物质lini
0.8
co
0.1
mn
0.1
o2、导电炭黑sp、碳纳米管cnt和粘结剂pvdf按质量比97:0.5:0.5:2进行混合,加入溶剂n-甲基吡咯烷酮,充分搅拌混合均匀得到正极浆料,然后涂覆于正极集流体铝箔的两个表面上,其中,正极浆料的涂布质量为1.524g/76.2cm2(单面,以不包含溶剂的固体组分质量计),然后烘干、冷压,得到正极片。
69.步骤二:补锂负极片的制备
70.将负极活性物质氧化亚硅、石墨、导电炭黑sp、碳纳米管cnt、粘结剂cmc和粘结剂sbr按照质量比14.4:81.4:0.04:1.20:2.50进行混合,加入溶剂去离子水,充分搅拌混合均匀得到负极浆料,然后涂覆于负极集流体铜箔的两个表面上,其中负极浆料的涂布质量为0.709g/80.6cm2(单面,以不包含溶剂的固体组分质量计),经烘干、冷压后得到初始负极片,然后将锂粉(理论克容量为3760mah/g)涂覆于初始负极片的表面,得到补锂负极片,其中锂粉的质量为25.08mg//80.6cm2。
71.步骤三:电解液制备
72.在含水量《10ppm的氩气气氛手套箱中,将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、
氟代碳酸乙烯酯按照质量百分含量20%、30%、40%、10%进行混合,得到混合有机溶剂,然后将充分干燥的锂盐溶解于上述混合有机溶剂中,锂盐为六氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂组成的混合物,锂盐在电解液中的浓度为1mol/l,其中六氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的摩尔比为95:5,添加剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯组成的混合物,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯的添加量均占电解液总质量的1%,加入添加剂搅拌均匀后,获得电解液。
73.步骤四:隔膜的制备
74.以双面涂覆氧化铝陶瓷的聚乙烯多孔膜作为隔膜。
75.步骤五:电池的制备
76.将正极片、隔膜、补锂负极片按顺序叠好,使隔膜处于正负极中间起到隔离的作用,得到补锂电芯。将补锂电芯置于电池包装壳中,再注入配制好的电解液并封装,即获得电池。
77.实施例2
78.本实施例提供一种锂离子电池电解液及其制备方法、电池及其制备方法,与实施例1的区别在于,电解液中锂盐的组成不同,本实施例中锂盐为六氟磷酸锂和(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂组成的混合物,其中,六氟磷酸锂和(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂的摩尔比为95:5,步骤如下:
79.步骤一:正极片的制备
80.与实施例1相同。
81.步骤二:补锂负极片的制备
82.与实施例1相同。
83.步骤三:电解液制备
84.在含水量《10ppm的氩气气氛手套箱中,将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯按照质量百分含量20%、30%、40%、10%进行混合,得到混合有机溶剂,然后将充分干燥的锂盐溶解于上述混合有机溶剂中,锂盐为六氟磷酸锂和(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂组成的混合物,锂盐在电解液中的浓度为1mol/l,其中六氟磷酸锂和(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂的摩尔比为95:5,添加剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯组成的混合物,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯的添加量均占电解液总质量的1%,加入添加剂搅拌均匀后,获得电解液。
85.步骤四:隔膜的制备
86.与实施例1相同。
87.步骤五:电池的制备
88.与实施例1相同。
89.实施例3
90.本实施例提供一种锂离子电池电解液及其制备方法、电池及其制备方法,与实施例1的区别在于,电解液中锂盐的组成不同,本实施例中锂盐为六氟磷酸锂和氟代丙二酸硼酸锂组成的混合物,其中,六氟磷酸锂和氟代丙二酸硼酸锂的摩尔比为95:5,步骤如下:
91.步骤一:正极片的制备
92.与实施例1相同。
93.步骤二:补锂负极片的制备
94.与实施例1相同。
95.步骤三:电解液制备
96.在含水量《10ppm的氩气气氛手套箱中,将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯按照质量百分含量20%、30%、40%、10%进行混合,得到混合有机溶剂,然后将充分干燥的锂盐溶解于上述混合有机溶剂中,锂盐为六氟磷酸锂和氟代丙二酸硼酸锂组成的混合物,锂盐在电解液中的浓度为1mol/l,其中六氟磷酸锂和氟代丙二酸硼酸锂的摩尔比为95:5,添加剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯组成的混合物,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯的添加量均占电解液总质量的1%,加入添加剂搅拌均匀后,获得电解液。
97.步骤四:隔膜的制备
98.与实施例1相同。
99.步骤五:电池的制备
100.与实施例1相同。
101.实施例4
102.本实施例提供一种锂离子电池电解液及其制备方法、电池及其制备方法,与实施例1的区别在于,添加剂中氟化物的含量不同,本实施例中,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚的添加量占电解液总质量的2%,步骤如下:
103.步骤一:正极片的制备
104.与实施例1相同。
105.步骤二:补锂负极片的制备
106.与实施例1相同。
107.步骤三:电解液制备
108.在含水量《10ppm的氩气气氛手套箱中,将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯按照质量百分含量20%、30%、40%、10%进行混合,得到混合有机溶剂,然后将充分干燥的锂盐溶解于上述混合有机溶剂中,锂盐为六氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂组成的混合物,锂盐在电解液中的浓度为1mol/l,其中六氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的摩尔比为95:5,添加剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯组成的混合物,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯的添加量分别占电解液总质量的2%、1%和1%,加入添加剂搅拌均匀后,获得电解液。
109.步骤四:隔膜的制备
110.与实施例1相同。
111.步骤五:电池的制备
112.与实施例1相同。
113.实施例5
114.本实施例提供一种锂离子电池电解液及其制备方法、电池及其制备方法,与实施例2的区别在于,添加剂中氟化物的含量不同,本实施例中,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚的添加量占电解液总质量的2%,步骤如下:
115.步骤一:正极片的制备
116.与实施例2相同。
117.步骤二:补锂负极片的制备
118.与实施例2相同。
119.步骤三:电解液制备
120.在含水量《10ppm的氩气气氛手套箱中,将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯按照质量百分含量20%、30%、40%、10%进行混合,得到混合有机溶剂,然后将充分干燥的锂盐溶解于上述混合有机溶剂中,锂盐为六氟磷酸锂和(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂组成的混合物,锂盐在电解液中的浓度为1mol/l,其中六氟磷酸锂和(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂的摩尔比为95:5,添加剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯组成的混合物,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯的添加量分别占电解液总质量的2%、1%和1%,加入添加剂搅拌均匀后,获得电解液。
121.步骤四:隔膜的制备
122.与实施例2相同。
123.步骤五:电池的制备
124.与实施例2相同。
125.实施例6
126.本实施例提供一种锂离子电池电解液及其制备方法、电池及其制备方法,与实施例3的区别在于,添加剂中氟化物的含量不同,本实施例中,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚的添加量占电解液总质量的2%,步骤如下:
127.步骤一:正极片的制备
128.与实施例3相同。
129.步骤二:补锂负极片的制备
130.与实施例3相同。
131.步骤三:电解液制备
132.在含水量《10ppm的氩气气氛手套箱中,将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯按照质量百分含量20%、30%、40%、10%进行混合,得到混合有机溶剂,然后将充分干燥的锂盐溶解于上述混合有机溶剂中,锂盐为六氟磷酸锂和氟代丙二酸硼酸锂组成的混合物,锂盐在电解液中的浓度为1mol/l,其中六氟磷酸锂和氟代丙二酸硼酸锂的摩尔比为95:5,添加剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯组成的混合物,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯的添加量分别占电解液总质量的2%、1%和1%,加入添加剂搅拌均匀后,获得电解液。
133.步骤四:隔膜的制备
134.与实施例3相同。
135.步骤五:电池的制备
136.与实施例3相同。
137.对比例1
138.本对比例提供一种锂离子电池电解液及其制备方法、电池及其制备方法,与实施
例1的区别在于,电解液中锂盐和添加剂的组成不同,本实施例中锂盐为六氟磷酸锂,添加剂为碳酸亚乙烯酯。步骤如下:
139.步骤一:正极片的制备
140.与实施例1相同。
141.步骤二:补锂负极片的制备
142.与实施例1相同。
143.步骤三:电解液制备
144.在含水量《10ppm的氩气气氛手套箱中,将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯按照质量百分含量20%、30%、40%、10%进行混合,得到混合有机溶剂,然后将充分干燥的锂盐溶解于上述混合有机溶剂中,锂盐为六氟磷酸锂,锂盐在电解液中的浓度为1mol/l,添加剂为碳酸亚乙烯酯碳酸亚乙烯酯的添加量占电解液总质量的1%,加入添加剂搅拌均匀后,获得电解液。
145.步骤四:隔膜的制备
146.与实施例1相同。
147.步骤五:电池的制备
148.与实施例1相同。
149.对比例2
150.本对比例提供一种锂离子电池电解液及其制备方法、电池及其制备方法,与实施例1的区别在于,电解液中锂盐的组成不同,本对比例中锂盐为六氟磷酸锂和二草酸硼酸锂组成的混合物,步骤如下:
151.步骤一:正极片的制备
152.与实施例1相同。
153.步骤二:补锂负极片的制备
154.与实施例1相同。
155.步骤三:电解液制备
156.在含水量《10ppm的氩气气氛手套箱中,将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯按照质量百分含量20%、30%、40%、10%进行混合,得到混合有机溶剂,然后将充分干燥的锂盐溶解于上述混合有机溶剂中,锂盐为六氟磷酸锂和二草酸硼酸锂组成的混合物,锂盐在电解液中的浓度为1mol/l,其中六氟磷酸锂和二草酸硼酸锂的摩尔比为95:5,添加剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯组成的混合物,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯的添加量均占电解液总质量的1%,加入添加剂搅拌均匀后,获得电解液。
157.步骤四:隔膜的制备
158.与实施例1相同。
159.步骤五:电池的制备
160.与实施例1相同。
161.对比例3
162.本对比例提供一种锂离子电池电解液及其制备方法、电池及其制备方法,与实施例1的区别在于,电解液中锂盐的组成不同,本对比例中锂盐为六氟磷酸锂和四氟硼酸锂组
成的混合物,步骤如下:
163.步骤一:正极片的制备
164.与实施例1相同。
165.步骤二:补锂负极片的制备
166.与实施例1相同。
167.步骤三:电解液制备
168.在含水量《10ppm的氩气气氛手套箱中,将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯按照质量百分含量20%、30%、40%、10%进行混合,得到混合有机溶剂,然后将充分干燥的锂盐溶解于上述混合有机溶剂中,锂盐为六氟磷酸锂和四氟硼酸锂组成的混合物,锂盐在电解液中的浓度为1mol/l,其中六氟磷酸锂和四氟硼酸锂的摩尔比为95:5,添加剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯组成的混合物,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯的添加量均占电解液总质量的1%,加入添加剂搅拌均匀后,获得电解液。
169.步骤四:隔膜的制备
170.与实施例1相同。
171.步骤五:电池的制备
172.与实施例1相同。
173.表1各实施例和对比例中锂盐和添加剂的组成
[0174][0175]
测试
[0176]
在25℃下,将电池先以0.02c恒流充电至电压为3.9v,然后以0.2c恒流充电至电压
为4.25v,静置5min之后,将电池以0.2c恒流放电至电压为2.5v,此为首次充放电过程,再按充/放电倍率为0.33c/0.33c进行多次充放电循环,分别测试各实施例和对比例的锂离子电池在25℃下首次充放电效率和循环200次的容量保持率,测试结果见表2。
[0177]
表2各实施例和对比例的锂离子电池的首次充放电效率和循环性能测试结果
[0178][0179][0180]
可见,实施例1~6的锂离子电池的首次充放电效率和循环性能明显优于对比例1-3,可知通过新型锂盐和功能型添加剂的配合使用,可明显改善预锂化负极的界面成膜,从而有效提升首次充放电效率和循环性能。
[0181]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0182]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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