專利名稱：一種含納米顆粒的鋰離子電池電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池電解液技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含納米顆粒的鋰離子電池 電解液。
背景技術(shù)：
隨著EV(電動(dòng)車)/PHEV(插電式混合動(dòng)力車)/HEV(混合動(dòng)力車)等汽車市場的 迅速發(fā)展，眾多電池廠家爭相涉足動(dòng)力電池行業(yè)。在此背景下鋰離子電池的用途多樣化，性 能要求也逐漸多樣化。例如兼顧高低溫性能、高電壓循環(huán)、阻燃性能、高倍率性能等要求，除 過以上性能要兼顧，安全性能要求也是更加的苛刻，例如150°C熱板沖擊等。為了滿足不斷 提升的性能要求，鋰離子電池制造廠家不斷革新工藝，原材料廠家不斷開發(fā)新材料以滿足 不同客戶群體提出的性能要求。相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，呈現(xiàn)出技術(shù)路線的多樣化。例如，電池制造廠家在制作正負(fù) 極極片時(shí)，加入特殊添加劑，從而不需要使用特別的電解液體系，就可以滿足非?？量痰男?能要求。正負(fù)極材料廠家在材料制作過程中利用特殊包覆物，將材料的各項(xiàng)電化學(xué)性能提 高。總之，新技術(shù)新方法的應(yīng)用都使得鋰離子電池相關(guān)技術(shù)得到很大程度上的提高。目前納米技術(shù)在鋰離子電池領(lǐng)域的使用，全部集中在正極、負(fù)極、隔膜領(lǐng)域。例如 碳納米管對石墨材料的包覆，納米級顆粒的正極材料等?；蛘哂腥毡倦姵刂圃焐虒⒓{米顆 粒噴涂于極片表面，以此提高電池的安全性能。為了滿足鋰離子電池產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的需要，必須開發(fā)出高安全性、高環(huán)境適應(yīng)性 的動(dòng)力電池電解液材料。主要應(yīng)從電解液的溶劑、溶質(zhì)和添加劑的選擇上進(jìn)行考量，目前電 解液的考量標(biāo)準(zhǔn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1、盡量選擇工作溫度范圍寬的溶劑；2、選擇合適的溶質(zhì)，提高電池的環(huán)境適應(yīng)性。例如目前通常所用的LiPF6(鋰六氟 磷酸鹽)分解溫度低，從60°C開始就有少量分解，在較高溫度或惡劣的環(huán)境下，分解的比例 大大增加，產(chǎn)生HF (氫氟酸)等游離酸，從而使電解液酸化，最終導(dǎo)致電極材料的損壞以及 電池性能的急劇惡化。3、添加適量的阻燃添加劑、氧化還原穿梭添加劑、保護(hù)正負(fù)極成膜添加劑等。但是，上述解決方案均是傳統(tǒng)的方式，相對于目前正被廣泛使用的納米技術(shù)，在鋰 離子電池的電解液領(lǐng)域并未使用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問題就在于提供一種含納米顆粒的鋰離子電池電解 液，其是在液態(tài)的鋰離子電池電解液中加入納米級的無機(jī)化合物顆粒，通過納米級的無機(jī) 化合物顆粒吸附電解液中氫氟酸，克服電解液體系在電池循環(huán)過程中容量衰減、脹氣等問 題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案本發(fā)明的電解液包括采用鋰鹽的溶質(zhì)和用于溶解溶質(zhì)的有機(jī)溶劑，于溶劑中加入有納米級的無機(jī)化合物顆粒。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的無機(jī)化合物顆粒為二氧化硅、氧化鋁、碳酸 鋰中的一種或者幾種的結(jié)合。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的無機(jī)化合物顆粒在電解液中的質(zhì)量含量為 百分之一至萬分之一。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的溶質(zhì)為高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰 中的一種或者幾種結(jié)合。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的溶劑為乙酸乙酯、乙酸甲酯、碳酸二甲酯、 碳酸二乙酯、碳酸甲酯中的一種或幾種結(jié)合。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的無機(jī)化合物顆粒的顆粒度為50um以下。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，其是在液態(tài)的鋰離子電池電解液中加入納米級的無 機(jī)化合物顆粒，通過納米級的無機(jī)化合物顆粒吸附電解液中氫氟酸，克服電解液體系在電 池循環(huán)過程中容量衰減、脹氣等問題。另外，納米級的無機(jī)化合物顆粒還可以提高電解質(zhì)的 導(dǎo)電率。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案中，其采用的無機(jī)化合物顆粒二氧化硅、氧化鋁、碳酸 鋰，具有以下的3個(gè)共同特點(diǎn)1.屬于顆粒粒徑小于50um以下的無機(jī)顆粒2.同有機(jī)化合物不發(fā)生任何反應(yīng)3.在電解液體系中可以溶解，也可以不溶解。即使溶解也只是一小部分。
具體實(shí)施方式為了更好的描述本發(fā)明，下面通過實(shí)施例來具體說明實(shí)施例1在充氬氣的手套箱中(H2O < IOppm)，將各有機(jī)溶劑按照如下比例配置溶劑乙酸 乙酯(EC)/二甲基碳酸酯(DMC)/碳酸乙基甲酯(EMC) =1:1: l(wt%)。溶劑占電解 液總重量的86. 5%。作為鋰鹽的溶質(zhì)為六氟磷酸鋰(LiPF6)，其濃度為1摩爾，溶質(zhì)占電解液總重量的 12. 5%。添加劑VC (碳酸亞乙烯酯)的加入量為1%。按上述量依次加入，充分?jǐn)嚢杈鶆?，最后加入無機(jī)納米顆粒氧化鋁，加入量為萬分 之一，繼續(xù)攪拌均勻，即得到本發(fā)明的鋰離子電池電解液。實(shí)施例2在充氬氣的手套箱中(H2O < IOppm)，將各有機(jī)溶劑按如下比例配置溶劑乙酸乙 酯(EC)/二甲基碳酸酯(DMC)/碳酸乙酯(DEC) =1 1 l(wt% )0作為鋰鹽的溶質(zhì)為六氟磷酸鋰(LiPF6)，其濃度為1摩爾，溶質(zhì)占電解液總重量的 12. 5% ；按上述量依次加入，攪拌均勻，再加入無機(jī)納米顆粒氧化鋁萬分之一，繼續(xù)攪拌均 勻，最后加入無機(jī)納米顆粒碳酸鋰千分之五，攪拌均勻，即得到本發(fā)明的鋰離子電池電解 液。
實(shí)施例3在充氬氣的手套箱中(H2O < IOppm)，將各有機(jī)溶劑按比例EC DMC = 1 2(wt% )；鋰鹽為六氟磷酸鋰(LiPF6)，其濃度為1摩爾，占總重量的12. 5% ；再依次加 入無機(jī)納米顆粒氧化鋁、氧化硅、碳酸鋰，重量為萬份之一，攪拌均勻，即得到本發(fā)明的鋰離 子電池電解液。結(jié)果對比將A、B兩種樣品，各稱取500克分別置于兩個(gè)氟化瓶中，其中A為不含本發(fā)明所述 納米顆粒的普通電解液對比樣，B為本發(fā)明實(shí)施例2的電池電解液，分別用兩種電解液制備 成電池。按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需求，如下進(jìn)行電池性能的測試。一、將A、B兩種電解液同時(shí)放于80°C的烘箱中，24小時(shí)測試電解液的酸度
權(quán)利要求
1.一種含納米顆粒的鋰離子電池的電解液，其包括采用鋰鹽的溶質(zhì)和用于溶解溶質(zhì) 的有機(jī)溶劑，其特征在于于溶劑中加入有納米級的無機(jī)化合物顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含納米顆粒的鋰離子電池的電解液，其特征在于所述的無 機(jī)化合物顆粒為二氧化硅、氧化鋁、碳酸鋰中的一種或者幾種的結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含納米顆粒的鋰離子電池的電解液，其特征在于所述 的無機(jī)化合物顆粒在電解液中的質(zhì)量含量為百分之一至萬分之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含納米顆粒的鋰離子電池的電解液，其特征在于所述的溶 質(zhì)為高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰中的一種或者幾種結(jié)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含納米顆粒的鋰離子電池的電解液，其特征在于所述的溶 劑為乙酸乙酯、乙酸甲酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲酯中的一種或幾種結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含納米顆粒的鋰離子電池的電解液，其特征在于所述的無 機(jī)化合物顆粒的顆粒度為50um以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰離子電池電解液技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含納米顆粒的鋰離子電池電解液。本發(fā)明的電解液包括采用鋰鹽的溶質(zhì)和用于溶解溶質(zhì)的有機(jī)溶劑，于溶劑中加入有納米級的無機(jī)化合物顆粒。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的無機(jī)化合物顆粒為二氧化硅、氧化鋁、碳酸鋰中的一種或者幾種的結(jié)合。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，其是在液態(tài)的鋰離子電池電解液中加入納米級的無機(jī)化合物顆粒，通過納米級的無機(jī)化合物顆粒吸附電解液中氫氟酸，克服電解液體系在電池循環(huán)過程中容量衰減、脹氣等問題。
文檔編號H01M10/0561GK102082291SQ20101061244
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者侯濤 申請人:東莞市杉杉電池材料有限公司