一种铝电池用电解液及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种铝电池用电解液及其制备方法，本发明电解液包含离子液体85?90重量份、枝晶抑制剂1?3重量份、黏度调节剂8.5?11重量份、缓蚀剂0.5?1重量离子液体。本发明制备的电解液具有高低温循环性好、热稳定性好，导电性佳等特点，同时可以抑制铝枝晶的形成，成本低适于工业化大规模生产。
【专利说明】
-种错电池用电解液及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于侣电池技术领域，更具体地，设及一种侣电池电解液及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 侣二次电池是继铅酸电池、儀儒电池、儀氨电池和裡二次电池之后的新一代化学 电源。侣二次电池与其他二次电池体系相比，具有能量更大、成本更低、重量更轻、体积更 小、更环保、更安全稳定、性价比更高等特点，是符合循环利用持续发展的可再生新能源，可 W改善目前汽车用动力电池性能不足的问题。
[0003] 但由于侣是一种活泼金属，还原电位比氨还负，在侣盐水溶液是无法进行充电还 原反应，因此要想实现侣电池的可充电，就必须解决侣电池电解液问题，而且电解液的组成 也很大程度上决定了侣电池的循环性能、稳定性、安全性。目前侣电池电解液包括侣盐有机 溶剂电解液和侣室溫烙盐体系。其中侣室溫烙盐由于具有较多优点得到广泛研究。侣室溫 烙盐是由特定的阳离子和阴离子构成，在室溫或室溫条件下呈液态的烙盐体系，因此也被 称为离子液体，具有导电性能好，不含有水、比热大等性能。
[0004] 中国专利CN 104078705B-种二次侣电池及其电解质，公开了一种非水含侣电解 质，该电解质含有无水侣盐、离子液体及有机溶剂，实现了侣电池的二次充电，但采用该电 解质制备的二次侣电池循环性能较差，循环50次后，放电容量只剩余约50%。
[0005] 中国专利CN101764256B-种可再充侣电池及其制备方法，公开了一种面侣酸离子 液体，该离子液体作为侣电池电解液，提高了电池的容量、循环性能和安全性，实现了侣电 池的可充电性。但是W该电解液制备的侣电池，循环50次后，容量下降了约20%，如作为动 力侣电池使用，电池容量仍然不足。
[0006] 作为动力电池的二次侣电池，在高电流密度下及其容易形成侣枝晶，会对侣电池 的安全性、循环寿命、容量带来较大影响，W上两个专利并未提出解决方案。
【发明内容】
[0007] 本发明的主要目的在于提供可用于侣电池的电解液及其制备方法，制备的侣电池 电解液具有高低溫循环性好、热稳定性好，导电性佳等特点，同时可W抑制侣枝晶的形成， 成本低适于工业化大规模生产。
[000引为达到W上目的，本发明采用的技术方案为：
[0009] 本发明提供一种侣电池用电解液，由W下成分组成：离子液体85-90重量份、枝晶 抑制剂1 -3重量份、黏度调节剂8.5-11重量份、缓蚀剂0.5-1重量份。
[0010] 优选的，所述离子液体由3-氣-N-烷基化晚盐酸盐与面化侣组成，其中烷基为异下 基、新戊基中的一种，面化侣为氯化侣、漠化侣中的一种，3-氣-N-烷基化晚盐酸盐与面化侣 摩尔比为1:2.3。
[0011] 优选的，所述枝晶抑制剂为硝酸钟、氯化亚讽中的一种。
[0012] 优选的，所述黏度调节剂为面代酷胺中的一种。
[0013] 优选的，所述缓蚀剂为氣代烷基锭中的一种。
[0014] 相应的，本发明还提供一种侣电池用电解液的制备方法，包括W下步骤：（1)在惰 性气体保护下将面化侣按照摩尔比2.3:1缓慢加入到3-氣-N-烷基化晚盐酸盐中，同时快速 揽拌，制得离子液体；（2)将8.5-11重量份黏度调节剂加入离子液体中，揽拌充分后依次加 入1-3重量份枝晶抑制剂、0.5-1重量份缓蚀剂，混合均匀，得到所述侣电池用电解液。
[0015] 有益效果：
[0016] 本发明提供一种侣电池用电解液及其制备方法，与现有技术相比，本发明^3-氣- N烷基化晚盐酸盐-面化侣体系离子液体为电解液主体，具有黏度低、烙点低、热稳定性好的 优点；加入了枝晶抑制剂，可W减少高电流密度下侣枝晶的产生，改善了侣电池的循环性 能;黏度调节剂可W调节电解液的黏度，是电解液具有适当的电导率;缓蚀剂可W保护侣电 极，减少电解液对侣电极的腐蚀。因此本发明制备的侣电池电解液高低溫循环性好、热稳定 性好，导电性佳等特点，同时可W抑制侣枝晶的形成，成本低适于工业化大规模生产。
【具体实施方式】
[0017] W下描述用于掲露本发明W使本领域技术人员能够实现本发明。W下描述中的优 选实施例只作为举例，本领域技术人员可W想到其他显而易见的变型。
[0018] 本发明提供一种侣电池用电解液，由W下成分组成：离子液体85-90重量份、枝晶 抑制剂1 -3重量份、黏度调节剂8.5-11重量份、缓蚀剂0.5-1重量份。
[0019] 所述离子液体由3-氣-N-烷基化晚盐酸盐与面化侣组成，其中烷基为异下基、新戊 基中的一种，面化侣为氯化、漠化侣中的一种，3-氣-N-烷基化晚盐酸盐与面化侣摩尔比为 1:2.3。氣取代后的N-烷基化晚可W降低离子间作用力，降低离子液体的黏度和烙点。
[0020] 所述枝晶抑制剂为硝酸钟、氯化亚讽中的一种，枝晶抑制剂可W破坏侣枝晶生长 点，从而抑制侣枝晶产生，更优的选择为氯化亚讽。
[0021] 所述黏度调节剂为面代酷胺中的一种，可W使电解液具有一定的黏度，使离子运 动速度提高，提高电解液的导电率，更优的选择为漠乙酷胺。
[0022] 所述缓蚀剂为氣代烷基锭中的一种，通过在侣电解表面形成附着阻碍电解液对侣 电极的腐蚀，更优的选择为2-氣-丙胺。
[0023] 相应的，本发明还提供一种侣电池用电解液的制备方法，包括W下步骤：（1)在惰 性气体保护下将面化侣按照摩尔比2.3:1缓慢加入到3-氣-N-烷基化晚盐酸盐中，同时快速 揽拌，制得离子液体；（2)将8.5-11重量份黏度调节剂加入离子液体中，揽拌充分后依次加 入1-3重量份枝晶抑制剂、0.5-1重量份缓蚀剂，混合均匀，得到所述侣电池用电解液。
[0024] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说 明，本发明的保护范围不受W下实施例的限制。
[0025] 实施例1
[0026] 按照下文所述质量份数比称取各种原料:离子液体85重量份、枝晶抑制剂氯化亚 讽3重量份、黏度调节剂漠乙酷胺11重量份、缓蚀剂2-氣-丙胺1重量份。
[0027] 所述一种侣电池电解液制备方法如下：（1)在惰性气体保护下将面化侣按照摩尔 比2.3:1缓慢加入到3-氣-N-烷基化晚盐酸盐中，同时快速揽拌，制得离子液体；（2)将11重 量份黏度调节剂加入离子液体中，揽拌充分后依次加入3重量份枝晶抑制剂、1重量份缓蚀 剂，混合均匀，得到所述侣电池用电解液。
[0028] 实施例2
[0029] 按照下文所述质量份数比称取各种原料:离子液体90重量份、枝晶抑制剂氯化亚 讽1重量份、黏度调节剂漠乙酷胺8.5重量份、缓蚀剂2-氣-丙胺0.5重量份。
[0030] 所述一种侣电池用电解液制备方法如下：（1)在惰性气体保护下将面化侣按照摩 尔比2.3:1缓慢加入到3-氣-N-烷基化晚盐酸盐中，同时快速揽拌，制得离子液体；（2)将8.5 重量份黏度调节剂加入离子液体中，揽拌充分后依次加入1重量份枝晶抑制剂、0.5重量份 缓蚀剂，混合均匀，得到所述侣电池用电解液。
[0031] 实施例3
[0032] 按照下文所述质量份数比称取各种原料:离子液体88重量份、枝晶抑制剂氯化亚 讽2重量份、黏度调节剂漠乙酷胺9.4重量份、缓蚀剂2-氣-丙胺0.6重量份。
[0033] 所述一种侣电池用电解液制备方法如下：（1)在惰性气体保护下将面化侣按照摩 尔比2.3:1缓慢加入到3-氣-N-烷基化晚盐酸盐中，同时快速揽拌，制得离子液体；（2)将9.4 重量份黏度调节剂加入离子液体中，揽拌充分后依次加入2重量份枝晶抑制剂、0.6重量份 缓蚀剂，混合均匀，得到所述侣电池用电解液。
[0034] 采用石墨締-儀材料为正极，侣儘合金为负极、膜为电池隔膜，真空注入实施例 制备的电解液并封装，制得侣电池测试性能。W石墨締-儀材料为正极，侣儘合金为负极、PE 膜为电池隔膜，常用的氯酸侣性离子液体为电解液，制得侣电池作为对比例测试性能。结果 如表1、表2所示。
[0035] 表1本发明实施例1-3制备的电解液及对比例性能-20°C测试结果
[0036] _
[0039] ~从实施例1-3及对比例的测试结果可W看出，与对比例比本发明制备的侣电池电' 解液在较高或较低的环境溫度下，高放电倍率下充放电3000次后仍有较大的剩余容量，具 有较好的高低溫循环性能及初始容量高，能够用做电动汽车等动力电池电解液。
[0040] W上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，运些变化和 改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。
【主权项】
1. 一种铝电池用电解液，其特征在于，由以下成分组成:离子液体85-90重量份、枝晶抑 制剂1 -3重量份、黏度调节剂8.5-11重量份、缓蚀剂0.5-1重量份。2. 根据权利要求1所述的铝电池用电解液，其特征在于，所述离子液体由3-氟-N-烷基 吡啶盐酸盐与卤化铝组成，其中烷基为异丁基、新戊基中的一种，卤化铝为氯化铝、溴化铝 中的一种，3-氟-N-烷基吡啶盐酸盐与卤化铝摩尔比为1:2.3。3. 根据权利要求1所述的铝电池用电解液，其特征在于，所述枝晶抑制剂为硝酸钾、氯 化亚砜中的一种。4. 根据权利要求1所述的铝电池用电解液，其特征在于，所述黏度调节剂为卤代酰胺中 的一种。5. 根据权利要求1所述的铝电池用电解液，其特征在于所述缓蚀剂为氟代烷基铵中的 一种。6. -种铝电池用电解液的制备方法，包括以下步骤： (1) 在惰性气体保护下将卤化铝按照摩尔比2.3:1缓慢加入到3-氟-N-烷基吡啶盐酸盐 中，同时快速搅拌，制得离子液体； (2) 将8.5-11重量份黏度调节剂加入离子液体中，搅拌充分后依次加入1-3重量份枝晶 抑制剂、0.5-1重量份缓蚀剂，混合均匀，得到所述铝电池用电解液。
【文档编号】H01M4/62GK105870453SQ201610374615
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】唐林
【申请人】唐林