适用于高电压体系的锂离子电池电解液以及锂离子电池的制作方法

本发明涉及锂离子电池，特别是一种适用于高电压体系的锂离子电池电解液以及锂离子电池。

背景技术：

1、近年来，为了改进电动汽车和储能系统的应用，对锂离子电池的能量密度和功率提出了更高的要求。电压与能量密度(e=∫q×v)和功率(p=v×i)密切相关，因此对一些高压正极进行了研究，以实现这两种性能。在这些材料中，掺杂镍的锰尖晶(lini0.5mn1.5o4，以下简称lnmo，在4.6v以上可逆反应具有稳定的结构稳定性，而商业上使用的层状材料，如licoo2，lini1/3co1/3mn1/3o2及其配套有机电解液，由于其在4.3v以上的结构不稳定性，通常截止电压最多只有4.3v。虽然lnmo存在高电压优势，但lnmo电极在实际的应用过程中还存在以下问题：

2、与负极上的钝化固体电解质界面相不同，电池正极上最初生成的表面膜钝化效果很差，因此，高压正极暴露于持续的电解质氧化中，循环过程中电解质/电极表面伴随有气体析出和膜沉积。此外，由微量水水解六氟磷酸锂产生的氢氟酸会导致过渡金属溶解到电解质中，从而导致lnmo电极的容量衰减，并使全电池的负极，例如石墨负极的sei性能恶化。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种适用于高电压体系的锂离子电池电解液以及锂离子电池。

2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种适用于高电压体系的锂离子电池电解液，包括有锂盐、有机溶剂和添加剂；所述添加剂为乙烯基聚二甲基硅氧烷；

3、进一步的，所述添加剂在电解液中的重量百分比为0.1～1.0%；

4、进一步的，所述锂盐为六氟磷酸锂；所述六氟磷酸锂的浓度为1.0～1.5mol/l；

5、进一步的，所述有机溶剂包括有碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丙酸丙酯、氟代碳酸乙烯酯；

6、进一步的，所述有机溶剂中，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丙酸丙酯、氟代碳酸乙烯酯的体积比为2～4:1～2: 3～5: 1～2；

7、本发明还提供一种适用于高电压体系的锂离子电池，包括有正极、负极和电解液；所述正极的材料为镍锰尖晶石；所述负极的材料为石墨材料；所述电解液上述的适用于高电压体系的锂离子电池电解液；

8、上述的适用于高电压体系的锂离子电池采用如下步骤制备得到：

9、1）配置电解液：将六氟磷酸锂加入到以碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丙酸丙酯、氟代碳酸乙烯酯混合形成的有机溶剂中；再加入乙烯基聚二甲基硅氧烷；

10、2）制备电池正极；将镍锰尖晶石与导电碳均匀分散在n-甲基-2-吡咯烷酮和聚偏二氟乙烯中，然后将分散的浆料加载在铝箔上形成正极电极板；在100℃～150℃下干燥正极电极板，随后对正极电极板进行加压，然后将其打孔呈圆形；

11、3）制备电池负极：将人造石墨与导电碳均匀分散在n-甲基-2-吡咯烷酮和聚偏二氟乙烯中，然后将分散的浆料加载在铜箔上形成负极电极板；将负极电极板打孔呈圆形后，在100℃～150℃真空下干燥；

12、4）将电池正极、电池负极和隔板组装在一起，再加入电解液，即得。

13、本发明具有以下优点：

14、1、本发明在锂离子电解液中使用乙烯基聚二甲基硅氧烷（以下简称pdms）作为添加剂，该添加剂包括两个官能团，硅氧烷和碳-碳双键，可以对lnmo正极起到清除氢氟酸的作用，以及钝化表面成膜的作用，通过实验发现，在锂离子电池电解液中加入该添加剂后，能够使锂离子电池表现出更高的库仑效率和更强的容量保持能力。

技术特征：

1.一种适用于高电压体系的锂离子电池电解液，其特征在于：包括有锂盐、有机溶剂和添加剂；所述添加剂为乙烯基聚二甲基硅氧烷。

2.根据权利要求1所述的适用于高电压体系的锂离子电池电解液，其特征在于：所述添加剂在电解液中的重量百分比为0.1～1.0%。

3.根据权利要求1所述的适用于高电压体系的锂离子电池电解液，其特征在于：所述锂盐为六氟磷酸锂；所述六氟磷酸锂的浓度为1.0～1.5mol/l。

4.根据权利要求1所述的适用于高电压体系的锂离子电池电解液，其特征在于：所述有机溶剂包括有碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丙酸丙酯、氟代碳酸乙烯酯。

5.根据权利要求4所述的适用于高电压体系的锂离子电池，其特征在于：所述有机溶剂中，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丙酸丙酯、氟代碳酸乙烯酯的体积比为2～4:1～2: 3～5: 1～2。

6.一种适用于高电压体系的锂离子电池，其特征在于：包括有正极、负极和电解液；所述正极的材料为镍锰尖晶石；所述负极的材料为石墨材料；所述电解液为权利要求1-5中任一项所述的适用于高电压体系的锂离子电池电解液。

7.根据权利要求6所述的适用于高电压体系的锂离子电池，其特征在于：采用如下步骤制备得到：

技术总结
本发明公开了一种适用于高电压体系的锂离子电池电解液以及锂离子电池，该适用于高电压体系的锂离子电池电解液中包括有锂盐、有机溶剂和添加剂；所述添加剂为乙烯基聚二甲基硅氧烷。本发明的有益效果是：在锂离子电解液中使用乙烯基聚二甲基硅氧烷作为添加剂，该添加剂包括两个官能团，硅氧烷和碳‑碳双键，可以同时对LNMO正极起到清除氢氟酸的作用，以及钝化表面成膜的作用，通过实验发现，在锂离子电池电解液中加入该添加剂后，能够使锂离子电池表现出更高的库仑效率和更强的容量保持能力。

技术研发人员：邵俊华,孔东波,施艳霞,王亚洲,韩飞,宋东亮,李渠成,司雅楠,张利娟,李海杰,郭飞,闫志卫,王郝为,闫国锋
受保护的技术使用者：河南省法恩莱特新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16