一种锂离子电池电解液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学电源技术领域，涉及一种锂离子电池电解液，本发明还涉及该锂 离子电池电解液的制备方法。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池技术的飞速发展，特别是在电动汽车行业的广泛应用，对电池的高容 量、高电压、长的使用寿命及安全性问题，促使锂离子电池正极、负极、电解液、隔膜材料呈 现出多样性。目前锂离子电池电解液的制备工艺，采用高纯度的LiPF 6与常用的电解液体系 通过工艺复合配制的，常用的电解液体系包括碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯电解液体系、碳酸 乙烯酯和碳酸二乙酯电解液体系、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯电解液体系、碳 酸乙烯酯和碳酸二甲酯和碳酸二乙酯(EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC)电解液体 系。LiPF 6是最常用的电解质锂盐，六氟磷酸锂电池放电容量大、电导率高、内阻小、充电速 度快、用于电池中安全性好、适合锂离子电池的工业化大规模使用。石墨类负极材料价格低 廉，原料来源丰富，但表面呈现非极性，与电解液相容性差，首次充放电成膜过程中容易发 生溶剂化锂离子共嵌入，引起石墨层剥离，严重影响首次充放电效率和电池循环寿命，因此 急需解决这方面问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种锂离子电池电解液，解决现有技术中锂离子电池电解液 与石墨类负极材料相容性差，容易发生溶剂化锂离子共嵌入，引起石墨层剥离，影响锂离子 电池首次充放电效率和电池循环寿命的问题；同时，电解液中磷酸酯基团的加入使得电解 液燃烧时自熄时间大大缩短，即电解液变得难燃从而提高电解液的安全性。
[0004] 本发明的另一目的是提供上述锂离子电池电解液的制备方法，解决现有电池电解 液制备方法中存在的电池电解液首次充放电效率低、循环寿命差的问题。
[0005] 本发明所采用的技术方案是，一种锂离子电池电解液，按照质量百分比由以下组 分组成：有机溶剂70 %~85 %，LiPF65%~15%，添加剂10 %~15 %，以上组分的含量总和 为 100%〇
[0006] 本发明的特点还在于，
[0007] 其中有机溶剂为碳酸乙烯酯与碳酸二甲酯的混合物，或者碳酸乙烯酯与碳酸二乙 酯的混合物，混合物中两种物质之间质量比为1:1。
[0008] 其中有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯的混合物，或者碳酸乙烯 酯、碳酸二甲酯与碳酸二乙酯的混合物，混合物中三种物质之间质量比为1:1:1。
[0009] 其中添加剂为碳酸亚乙烯酯、丙烷磺酸内酯和烯丙基磷酸酯化合物的混合物，其 中碳酸亚乙烯酯占添加剂的质量百分比为14%~20%，丙烷磺酸内酯占添加剂的质量百分 比为20%~30%，烯丙基磷酸酯化合物占添加剂的质量百分比为50%~66%，以上组分的 含量总和为100 %。
[0010] 其中烯丙基磷酸酯化合物为二(2-甲氧基乙基)稀丙基磷酸酯，二(2-甲氧基丙基） 烯丙基磷酸酯或2-甲氧基乙基-4-甲氧基丙基-烯丙基磷酸酯中的一种。
[0011] 本发明的另一技术方案是，一种锂离子电池电解液的制备方法，具体包括以下步 骤：
[0012] 步骤1、按照质量百分比称取70%~85 %的有机溶剂，5%~15 %的LiPF6，10 %~ 15 %的添加剂，以上组分的含量总和为100 % ;
[0013] 步骤2、在充有氩气且H20的浓度小于50ppm的手套箱中依次加入有机溶剂、LiPF6及 添加剂，然后充分搅拌均匀，得到锂离子电池电解液。
[0014] 本发明的特点还在于，
[0015] 其中有机溶剂为碳酸乙烯酯与碳酸二甲酯的混合物，或者碳酸乙烯酯与碳酸二乙 酯的混合物，混合物中两种物质之间质量比为1:1。
[0016] 其中有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯的混合物，或者碳酸乙烯 酯、碳酸二甲酯与碳酸二乙酯的混合物，混合物中三种物质之间质量比为1:1:1。
[0017] 其中添加剂为碳酸亚乙烯酯、丙烷磺酸内酯和烯丙基磷酸酯化合物的混合物，其 中碳酸亚乙烯酯占添加剂的质量百分比为14%~20%，丙烷磺酸内酯占添加剂的质量百分 比为20%~30%，烯丙基磷酸酯化合物占添加剂的质量百分比为50%~66%，以上组分的 含量总和为100 %。
[0018] 其中烯丙基磷酸酯化合物为二(2-甲氧基乙基)烯丙基磷酸酯、二(2-甲氧基丙基） 烯丙基磷酸酯或2-甲氧基乙基-4-甲氧基丙基-烯丙基磷酸酯中的一种。
[0019] 本发明的有益效果是，
[0020] (1)电解液中由于烯丙基磷酸酯化合物的存在，使得在电化学反应中通过添加剂 中的烯烃双键与电解液溶剂发生反应，抑制溶剂化的锂离子共嵌入到石墨层中，从而在电 池中形成良好的SEI膜，提高电池的容量和循环寿命。
[0021] (2)电解液中由于存在烯丙基磷酸酯化合物，因而使得电解液引入磷酸酯基团，从 而使电解液变得难燃，燃烧时的自熄时间大大缩短，从而提高电解液的安全性。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0023] 本发明一种锂离子电池电解液，按照质量百分比由以下组分组成：有机溶剂70% ~85%，LiPF6为5%~15%，添加剂10%~15%，以上组分的含量总和为100%。
[0024]其中有机溶剂为碳酸乙烯酯与碳酸二甲酯的混合物，或者碳酸乙烯酯与碳酸二乙 酯的混合物，混合物中两种物质之间质量比为1:1。
[0025] 其中有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯的混合物，或者碳酸乙烯 酯、碳酸二甲酯与碳酸二乙酯的混合物，混合物中三种物质之间质量比为1:1:1。
[0026] 其中添加剂为碳酸亚乙烯酯、丙烷磺酸内酯和烯丙基磷酸酯化合物的混合物，其 中碳酸亚乙烯酯占添加剂的质量百分比为14%~20%，丙烷磺酸内酯占添加剂的质量百分 比为20%~30%，烯丙基磷酸酯化合物占添加剂的质量百分比为50%~66%，以上组分的 含量总和为100 %。
[0027] 其中烯丙基磷酸酯化合物的结构式为：
[0028] 烯丙基磷酸酯化合物为二（2-甲氧基乙基）烯丙基 磷酸酯，二(2-甲氧基丙基)烯丙基磷酸酯或2-甲氧基乙基-4-甲氧基丙基-烯丙基磷酸酯中 的一种。
[0029]本发明的一种锂离子电池电解液的制备方法，具体包括以下步骤：
[0030] 步骤1、按照质量百分比分别称取7 0 %~8 5 %的有机溶剂，5 %~15 %的L i PF 6， 10 %~15 %的添加剂，以上组分的含量总和为100 % ;
[0031]步骤2、在充有氩气且H20的浓度小于50ppm的手套箱中依次加入有机溶剂、LiPF6及 添加剂，然后充分搅拌均匀，得到锂离子电池电解液。
[0032]其中有机溶剂为碳酸乙烯酯与碳酸二甲酯的混合物，或者碳酸乙烯酯与碳酸二乙 酯的混合物，混合物中两种物质之间质量比为1:1。
[0033] 其中有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯的混合物，或者碳酸乙烯 酯、碳酸二甲酯与碳酸二乙酯的混合物，混合物中三种物质之间质量比为1:1:1。
[0034] 其中添加剂为碳酸亚乙烯酯、丙烷磺酸内酯和烯丙基磷酸酯化合物的混合物，碳 酸亚乙烯酯占添加剂的质量百分比为14%~20%，丙烷磺酸内酯占添加剂的质量百分比为 20%~30%，烯丙基磷酸酯化合物占添加剂的质量百分比为50%~66%，以上组分的含量 总和为100 %。
[0035]其中烯丙基磷酸酯化合物为二(2-甲氧基乙基)烯丙基磷酸酯、二(2-甲氧基丙基） 烯丙基磷酸酯或2-甲氧基乙基-4-甲氧基丙基-烯丙基磷酸酯中的一种。
[0036] 实施例1
[0037] 一种锂离子电池电解液，按照质量百分比由以下组分组成:有机溶剂为碳酸乙烯 酯和碳酸二甲酯的混合物共70%，碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯组分之间的质量比例为1:1， LiPF6为15%，添加剂总量为15%，以上组分的含量总和为100% ;添加剂中碳酸亚乙烯酯 14%，丙烷磺酸内酯20%，二（2-甲氧基乙基）烯丙基磷酸酯66%，以上组分的含量总和为 100%〇
[0038]上述锂离子电池电解液的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0039]步骤1、按照质量百分比称取碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合物共70%，碳酸乙烯 酯和碳酸二甲酯组分之间的质量比例为1:1，LiP