專利名稱：電壓為5v的新型鋰離子電池的電解液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液的制備方法
背景技術(shù)：
近年來(lái)，可充電鋰離子電池系統(tǒng)已經(jīng)成為全球電池市場(chǎng)的重要技術(shù)。到目前為止，這些電池是可充電電池中能量密度最高的電池。雖然目前生產(chǎn)的鋰離子電池絕大部分只是 用來(lái)驅(qū)動(dòng)一些小型裝置如蜂窩電話、筆記本電腦和移動(dòng)光電設(shè)備，但是全球都在努力推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，需要制造出電壓更高的新型鋰離子電池，以滿足更多諸如用于電動(dòng)汽車的大型快充電池的應(yīng)的要求。醇類物質(zhì)通常具有較高的閃點(diǎn)甚至無(wú)閃點(diǎn)，因此使用醇類物質(zhì)有利于改善電池在受熱、過(guò)充電等狀態(tài)下的安全性能。有較好的放電容量和循環(huán)壽命。N，N- 二甲基三氟乙酰胺(DTA) ·它據(jù)有黏度低(I. 09mpa. s，25°C )、沸點(diǎn)(135。。)和閃點(diǎn)(72°C)高等特點(diǎn)。在石墨表面有較好的成膜能力對(duì)正極也有較好的氧化穩(wěn)定性，可以作電解液的添加劑，組裝成的電池在低溫下具有優(yōu)良的循環(huán)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，而提供一種用于電壓為5V鋰離子電池的電解液的制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、原料成本低廉、適于工業(yè)化塵產(chǎn)，應(yīng)用前景廣闊。其技術(shù)方案為一種電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液的制備方法，具體步驟如下I)將醇類物質(zhì)和碳酸酯分別純化除水后混合，得到混合溶劑；2)將鋰鹽溶解于上述混合溶劑中，得到不含添加劑的電解液；3)將添加劑溶解于上述不含添加劑的電解液中，所述添加劑為N，N- 二甲基三氟乙酰胺(DTA)，得到用于電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液。進(jìn)一步優(yōu)選，其特征在于，步驟I)中醇類物質(zhì)有二丙二醇甲醚醋酸酯(DPMA)、和二丙二醇二苯甲酸酯(DP⑶B)、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、二丙二醇丁醚(DPNB)、丙二醇丁醚(PNB)、二丙二醇甲醚(DPM)中一種或兩種以上比例任意混合。進(jìn)一步優(yōu)選，步驟I)中所述的酯類物質(zhì)有環(huán)狀碳酸酯；鏈狀碳酸酯；羧酸酯類亞硫酸酯；電解液的有機(jī)溶劑由環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯組成，環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯中可以用一種或兩種以上比例任意混合。進(jìn)一步優(yōu)選，步驟I)中所述的酯類物質(zhì)有環(huán)狀碳酸酯(PC、EC);鏈狀碳酸酯(DEC、DMC, EMC);羧酸酯類(MF、EF、EA、MA、MP、EP)亞硫酸酯(ES、DES、DMS) ;EC、PC 等主要用來(lái)溶解鋰鹽，但是粘度大，DMC、EMC等低粘度溶劑用來(lái)降低混合溶劑粘度，提高鋰離子電導(dǎo)率；電解液的有機(jī)溶劑一般由環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯組成。環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯中可以用一種或兩種以上比例任意混合。進(jìn)一步優(yōu)選，步驟2)中所述鋰鹽LiN(SO2C2F5)2 (LiBETI)在醇類物質(zhì)和碳酸酯的濃度為 1M0L/1L。進(jìn)一步優(yōu)選，步驟3)中添加劑微量就可以大大改善電解液的性能，所述添加劑是N，N-二甲基三氟乙酰胺(DTA).添加劑的用量與不含添加劑的電解液的質(zhì)量比為3-3. 5%。本發(fā)明的有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案可以提高電解液與高電壓正極的相容性，減少充電過(guò)程中電解液在高電壓正極材料表面的分解，并可以在正負(fù)極表面形成穩(wěn)定的SEI膜，使得正極材料的充放電容量及循環(huán)穩(wěn)定性顯著提高；而且工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、原料成本低廉、適于工業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)用前景廣闊。


圖I為L(zhǎng)iMn04正極材料在不同電解液中的充放電循環(huán)壽命圖；圖2為L(zhǎng)iMn04正極材料在不同電解液中的充放電循環(huán)壽命圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。一種電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液的制備方法，步驟如下I)將碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和(DEC)分別純化和除水后混合，質(zhì)量比為I : I : 1，攪拌均勻，將上述碳酸酯混合溶劑和二丙二醇甲醚醋酸酯(DPMA)混合。質(zhì)量比為I : 1，攪拌均勻得到混合溶劑。2)將酰亞胺鋰鹽溶解于上述混合溶劑中，在混合溶劑的濃度為1M0L/1L，攪拌均勻，得到不含添加劑的電解液；3)加入添加劑是N，N-二甲基三氟乙酰胺(DTA)，其百分比用量為電解液質(zhì)量的
3%，使之溶解，攪拌均勻，得到用于電壓為5V鋰離子電池的電解液。應(yīng)用效果檢測(cè)以LiMn04為正極材料，正極配料按照活性物質(zhì)乙炔黑粘結(jié)劑=76 20 10
的重量進(jìn)行混合漿料，壓片烘干。采用金屬鋰作為負(fù)極，鋁箔和銅箔分別作為正負(fù)極集流體。對(duì)比試驗(yàn)中采用三種不同的電解液A-為不含二丙二醇甲醚醋酸酯和N，N- 二甲基三氟乙酰胺(DTA)的電解液、B-為不含添加劑的電解液、C為本發(fā)明制得的用于電壓為5V的新型鋰離子電池電解液。圖I為L(zhǎng)iMn04正極材料在不同電解液中的充放電循環(huán)壽命圖。充電電壓為3. 2-5. IV，充放電電流為O. IC檢測(cè)結(jié)果顯示分別采用電解液A、B、C、時(shí)，以LiCoP04正極材料初始放電比容量分別為89、105. 7,125. 8mAh/g ;充放電循環(huán)30周后，放電比容量分別為27. 8,39. 7,76. 8mAh/g，其容量保持率分別為31. 2,37. 5、61 %，說(shuō)明采用含添加劑的電解液后，鋰離子正極材料在高電壓下得放電容量與充放電循環(huán)性能得到較大提高。實(shí)施例2一種電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液的制備方法，步驟如下
I)將碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(DMC)和(DEC)分別純化和除水后混合，質(zhì)量比為I : 2 : 2，攪拌均勻，將上述碳酸酯混合溶劑和二丙二醇甲醚醋酸酯(DPMA)。質(zhì)量比為I : 1，攪拌均勻得到混合溶劑。2)將鋰鹽(LiBETI)溶解于上述混合mAh/g溶劑中，在混合溶劑的濃度為1M0L/1L，攪拌均勻，得到不含添加劑的電解液；3)加入添加劑是N，N-二甲基三氟乙酰胺(DTA)，其百分比用量為電解液質(zhì)量的3.5%,使之溶解，攪拌均勻，得到用于電壓為5V鋰離子電池的電解液。應(yīng)用效果檢測(cè)

以LiMn04為正極材料，正極配料按照活性物質(zhì)乙炔黑粘結(jié)劑=76 20 10
的重量進(jìn)行混合漿料，壓片烘干。采用金屬鋰作為負(fù)極，鋁箔和銅箔分別作為正負(fù)極集流體。對(duì)比試驗(yàn)中采用三種不同的電解液A-為不含二丙二醇甲醚醋酸酯和N，N- 二甲基三氟乙酰mAh/g胺(DTA)的電解液，B-為本發(fā)明制得的用于電壓為5V的新型鋰離子電池電解液。圖2為L(zhǎng)iMn04正極材料在不同電解液中的充放電循環(huán)壽命圖。充電電壓為
3.2-5. IV，充放電電流為O. 1C.在電解液含添加劑的條件下，LiMn04正極材料初始放電比容量為139. 7mAh/g, O. IC充放電循環(huán)40周后，比容量為99. 8mAh/g,容量保持率為71.4%。而在同等條件下為采用添加劑的純LiBETI-EC-DMC-DEC電解液中，LiCoP04正極材料初始放電比容量為121. 8mAh/g,0. IC充放電循環(huán)45周后，比容量為20. 4mAh/g，容量保持率為16. 7%。說(shuō)明采用含添加劑的電解液，LiCoP04正極材料在高壓下放電容量和循環(huán)性能都得到了顯著提高。
權(quán)利要求
1.ー種電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液的制備方法，其特征在于，具體步驟如下 1)將醇類物質(zhì)和碳酸酯分別純化除水后混合，得到混合溶劑； 2)將鋰鹽溶解于上述混合溶劑中，得到不含添加劑的電解液； 3)將添加劑溶解于上述不含添加劑的電解液中，所述添加劑為N，N-ニ甲基三氟こ酰胺(DTA)，得到用于電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液的制備方法，其特征在于，步驟I)中所述的醇類物質(zhì)有ニ丙ニ醇甲醚醋酸酷、和ニ丙ニ醇ニ苯甲酸酷、丙ニ醇甲醚醋酸酷、ニ丙ニ醇丁醚、丙ニ醇丁醚、ニ丙ニ醇甲醚中ー種或兩種以上比例任意混ムロ ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I用于電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液的制備方法，其特征在于，步驟I)中所述的酯類物質(zhì)有環(huán)狀碳酸酯；鏈狀碳酸酯；羧酸酯類亞硫酸酷；電解液的有機(jī)溶劑由環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯組成，環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯中可以用ー種或兩種以上比例任意混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液的制備方法，其特征在于，步驟I)中所述混合溶劑中醇類物質(zhì)和酯類物質(zhì)的質(zhì)量比為I : I。
5.根據(jù)權(quán)利要求I電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述鋰鹽LiN(SO2C2F5)2(LiBETI)在醇類物質(zhì)和碳酸酯的濃度為1M0L/1L。
6.根據(jù)權(quán)利要求I電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液的制備方法，其特征在于，步驟3)中所述添加劑是N，N-ニ甲基三氟こ酰胺(DTA)，添加劑的用量與不含添加劑的電解液的質(zhì)量比為3-3.5%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電壓為5V的新型鋰離子電池的電解液的制備方法，步驟如下1)將醇類物質(zhì)和酯類物質(zhì)分別純化除水后混合，得到混合溶劑；2)將鋰鹽溶解于上述混合溶劑中，得到不含添加劑的電解液；3)將添加劑溶解于上述不含添加劑的電解液中，所述添加劑為N，N-二甲基三氟乙酰胺(DTA)，得到用于電壓為5V鋰離子電池的電解液。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該電解液可以提高電解液與高電壓正極的相容性，減少充電過(guò)程中電解液在高電壓正極材料表面的分解，并可以在正負(fù)極表面形成穩(wěn)定的SEI膜，使得正極材料的充放電容量及循環(huán)穩(wěn)定性顯著提高；而且工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、原料及制作成本低廉、適于工業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號(hào)H01M10/0567GK102683745SQ201210055980
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者呂秀夯, 管麗娜, 閆曉賓 申請(qǐng)人:華瑞(新鄉(xiāng))化工有限公司