高倍率锂离子电解液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池用的电解液，具体的说是一种裡电池用的高倍率裡离子电解液。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池由于具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、与环境友好W及无记忆 效应等特点，得到了迅速的发展，成为能源领域的新宠儿。裡离子二次电池是由正负极、电 解液、隔膜组成，其中裡离子电池的正极是可W脱嵌裡离子的过渡金属化合物，负极是可脱 嵌裡离子的碳材料、碳娃复合材料，或其他可脱嵌裡离子的磯、硫等材料，充电时裡离子从 正极材料的晶格中脱出，进入电解液本体溶液中，穿过隔膜与负极材料表面的SEI膜，最后 扩散到负极材料中；放电时裡离子从负极材料本体中脱嵌出来，按充电时完全相反的路径 返回到正极材料中。故从裡离子电池工作原理来看，电解液是裡离子电池的重要组成部分， 其作用除提供裡离子迁移环境，还对电极表面SEI膜的形成有着重要影响，而裡离子电池 功率取决于裡离子浓度、裡离子在正负极片本体中扩散速率、裡离子在电解液本体溶液中 的迁移速率、裡离子穿过隔膜迁移速率、裡离子与SEI膜的界面兼容性及界面阻抗。由此可 知电解液对裡离子电池的功率性能有着至关重要的作用。
[0003] 裡离子电池电解液由溶剂、导电裡盐、添加剂H部分组成。溶剂一般是由低粘度、 低沸点的线状碳酸醋、駿酸醋和高粘度、高沸点的环状碳酸醋混合而成；导电裡盐多为商业 化的LiPFe,其它新型导电裡盐如LiBOB、LiSOsCFs、Li(CF3SO2)N、Li(CF3S02)3多为裡盐添加 剂来用，如添加LiBOB3%在磯酸亚铁裡、H元、儘酸裡体现中可W帮助形成稳定的沈I膜， 改善循环和克容量的发挥，但LiBOB与正极材料钻酸裡反应而不适用；添加剂主要由成膜 添加剂、表面活性剂、防过充添加剂、导电添加剂等组成，添加剂由很多种类，针对不同体系 使用不同添加剂来改善电池性能，针对高倍率裡电池一般使用两种添加剂：一、成膜添加剂 (如VC、PS等），二、表面活性剂，加入送两种添加剂的目的是除为了改善电解液与SEI膜的 界面，降低SEI膜的阻抗，还为了加快电解液润湿极片、隔膜和改善裡离子在大电流放电时 在电解液本体溶液中的迁移环境及在极片中扩散环境，进而提高裡离子电池的倍率性能， 而送两种添加剂含量不可过高，否则会影响电池的循环等性能，还会增加成本。
【发明内容】
[0004] 本发明为了克服现有技术的不足，提供一种高倍率裡离子电解液，其目的是解决 现有高倍率裡离子电解液使用的原料单一、价格高等的问题。
[0005] 为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为；一种高倍率裡离子电 池电解液，包括导电裡盐、混合碳酸醋溶剂和添加剂，所述导电裡盐为六氣磯酸裡，所述混 合碳酸醋溶剂包括碳酸己帰醋、碳酸丙帰醋、碳酸二甲醋和碳酸甲己醋，所述添加剂包括成 膜添加剂和表面活性剂；按照质量百分比计：
[0006] 六氣磯酸裡；13~16. 0%;
[0007] 碳酸己帰醋；15~35%;
[0008] 碳酸丙帰醋；0~15% ;
[0009] 碳酸二甲醋；30~60%;
[0010] 碳酸甲己醋；0~20%;
[0011]成膜剂；2. 5 ~5%;
[0012] 表面活性剂；2~3%。
[0013] 本发明所述的高倍率裡离子电解液中，各组分按照质量百分比如下，
[0014] 六氣磯酸裡；13~16. 0%;
[0015] 碳酸己帰醋；20~35%;
[0016] 碳酸丙帰醋；0~10% ;
[0017] 碳酸二甲醋；30~50 %;
[001引碳酸甲己醋；10~20% ;
[0019]成膜剂；2. 5 ~5%;
[0020] 表面活性剂；2~2. 5%。
[0021] 本发明所述的高倍率裡离子电解液中，所述表面活性剂的加入量为2. 4%。
[0022] 本发明所述的高倍率裡离子电解液中，所述成膜剂为不饱和碳酸醋、因代碳酸醋、 环状硫酸醋、礙酸醋、不饱和讽中的至少一种或者是二氧化物。
[0023] 本发明所述的高倍率裡离子电解液中，所述成膜剂包括碳酸氯己帰醋、碳酸氯丙 帰醋、碳酸亚己帰醋、碳酸己帰亚己醋、礙酸丙内醋、礙酸了内醋、硫酸己帰醋、硫酸内帰醋、 亚硫酸己帰醋、亚硫酸丙帰醋、二苯讽、己帰基讽、苯基己帰基讽、二氧化碳中的至少一种或 者是二氧化硫。
[0024] 本发明所述的高倍率裡离子电解液中，所述表面活性剂为己酸己醋。
[00巧]本发明所述的高倍率裡离子电解液中，所述己酸己醋的加入量为2. 4%。
[0026] 本发明的有益效果是：
[0027] 1、本发明所选用原材料均是成熟商业化的，来源丰富，价格低廉；
[0028] 2、选择合适的溶剂种类、合适的添加剂，并且配W合适的溶剂配比、添加剂配比和 导电裡盐配比，使得导电裡盐在混合碳酸醋溶剂中能充分解离，使裡离子能充分溶剂化，W 获得高浓度离子态裡盐及良好地裡离子迁移环境，同时电解液还能在负极嵌裡碳材料表面 性能稳定的、表面能低、阻抗小的SEI膜，从而提高裡离子电池的倍率性能；
[0029] 3、本发明中表面活性剂选为了酸己醋，除来源和价格优势，了酸己醋的加入还可 W大大降低电解液的表面张力，从而可W大大加快电解液润湿极片和隔膜的速度，节约实 际生产中裡离子电池陈化和老化时间，提高生产效率，同时还可W改善电解液的低温性能。
【附图说明】
[0030] 图1为实施例一至实施例九在5343125 20C3200m址测试电池中的倍率放电曲 线；
[0031] 图2为实施例十与实施例^^一在7043125 20C3700测试电池中的倍率放电曲 线；
[0032] 图3为实施例十H至实施例十四在9545135 30C5000m址测试电池中的倍率放电 曲线。
[0033] 附图中的，Cl代表实施例一，C2代表实施例二，如此类推；其中，10-1#代表实施例 十的1#试验，与表4对应，如此类推。 具体实施例
[0034] 为了能够更好的理解本发明的技术方案，W下将通过具体实施例来对本发明的技 术方案进行详细的说明，但不应W此来限制本发明的保护范围。
[0035] 发明将W14个具体实施例来对本发明的技术方案进行说明。本实施例一至实施 例九的实验目的是测试不同溶剂体系，不同添加剂体系及不同溶剂和添加剂配比对倍率性 能的影响；而具体实施例十、具体实施例十一是为了测试表面添加了酸己醋对降低电解液 表面张力、加快电解液润湿极片的作用是否明显，及其对电池倍率性能的影响，其中实施例 十电池注液后常温陈化4她，而实施例十一中电池注液后陈化36h。最后实施例十二、实施 例十H、实施例十四是为了测试同一溶剂体系，同一添加剂体系，不同溶剂配比，不同导电 裡盐含量对电池倍率性能的影响。
[0036] W下为具体实施例所涉及的基本实验状况：
[0037] 1、电解液的配置过程如下：
[003引在常温常压相对湿度Ippm左右，W及惰性气体的环境下，将纯度均在99. 95%W上的混合碳酸醋溶剂混合均匀，在该混合碳酸醋溶剂中溶解导电裡盐六氣磯酸裡化iPFe)， 该六氣磯酸裡平均分H次加入，每次加入的时间间隔2~3小时，加入后充分摇匀，最后加 入添加剂。
[0039] 2、实验数据的测试方法：
[0040] 用电导率仪测定高倍率裡离子电解液的电导率，库仑卡氏法渊定高倍率裡离子电 解液中的水分，酸碱滴定测试高倍率裡离子电解液中的酸度。
[0041] 3、所选用的测试裡离子电池
[0042] 本发明所选正极活性材料优选为磯酸亚铁裡和钻酸裡，所选负极活性材料优选为 人造石墨和中间相碳微球；所选用的测试电池为20C30C的电池，电池所用隔膜为高孔隙 率的单层PP、PE隔膜或PP与PE的复合隔膜。本发明所选用的测试电池均为软包装方块电 池，具体实施例1至具体实施例9所选用的测试电池为5343125 20C3200mah，其中53为电 池厚度5. 3mm，43为电池宽度43mm，125为电池长度125mm，20C指的是该电池可持续20C放 电，3200mah为该电池设计标称容量为3200mah;具体实施例10与具体实施例11所选用的 测试电池为7043125 20C3700mah;具体实施例12、具体实施例13、具体实施例14所选用 的测试电池为9545135 30C5000m址。
[0043] 4、裡离子电池的成品的