一種鋰離子電池高溫電解液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋰離子電池高溫電解液，其特征是所述電解液由以下組分組成：組分A：鋰鹽，12％～16％，組分B：有機溶劑，81％～87％，組分C：銨鹽，1.5％～5％。由于該電解液中加入二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰鹽類物質(zhì)，該鋰鹽能夠在一定程度上阻礙了正極材料在高溫高電壓時結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞、金屬離子在負(fù)極表面電極發(fā)生沉積，從而有效的減少了電解液在正負(fù)極表面的分解，提高了鋰離子電池在高溫環(huán)境下的使用和貯存性能。
【專利說明】—種鋰離子電池高溫電解液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鋰離子電池用高溫電解液。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池具有高電壓、高功率、高比能量等優(yōu)點，有望取代石化燃料成為汽車的動力來源。對解決能源危機和環(huán)境污染問題具有重要意義，因而受到了各國政府和科研人員廣泛關(guān)注，然而，鋰離子電池適用的溫度范圍窄，在高于60°C時電池容量衰減快，甚至可能發(fā)生燃燒或爆炸，這限制了其廣泛應(yīng)用。當(dāng)鋰離子電池大型化或作為動力電源使用時，局部溫度常高于60°C，因而研究并提高鋰離子電池的高溫性能具有重要的現(xiàn)實意義。
[0003]目前商業(yè)化應(yīng)用最廣的電解液體系為LiPF6的混合碳酸酯類溶液，該體系中的溶質(zhì)LiPF6會在75°C時分解，對水敏感，易產(chǎn)生HF腐蝕集流體、SEI膜和電極活性物質(zhì)，是電池性能迅速衰減，溶劑的沸點低、閃電低、易燃燒或爆炸，引發(fā)安全問題。針對電解液的不足，通過開發(fā)新型鋰鹽，來提高電解液的熱穩(wěn)定性，解決其高溫安全問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有鋰離子電池高溫環(huán)境下使用和貯存容量損失快的缺點，提供一種鋰離子電池用高溫電解液，采用該電解液的鋰離子電池高溫循環(huán)性能和高溫貯存容量保持率都顯著提高。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到
[0006]一種鋰離子電池高溫電解液，其特征是所述電解液由以下組分組成:
[0007]組分A:鋰鹽，12%?16%
[0008]組分B:有機溶劑，81%?87%
[0009]組分C:銨鹽，1.5%?5%。
[0010]該電解液高溫60°C時，50次循環(huán)容量保持率為78.6%，在60°C高溫擱置7天的容量保持率79.8%
[0011]所述鋰鹽選自六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、六氟砷酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰中的至少一種。
[0012]所述有機溶劑選自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯的混合物，所述碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯的質(zhì)量比約為1:1:1:1。
[0013]所述銨鹽為亞胺鹽，該亞胺鹽選自乙亞胺、乙二胺亞胺、丙亞胺、乙二胺四乙酰亞胺、三氟甲烷磺酸亞胺鋰、三氟甲基磺酸亞胺鋰、雙氟磺酸亞胺鋰鹽、二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰中的一種或多種。
[0014]有益效果:
[0015]本發(fā)明采用了可以提供亞胺鹽作為電解液耐高溫添加劑，在一定程度上阻礙了正極材料在高溫高電壓時結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞、金屬離子在負(fù)極表面電極發(fā)生沉積，從而有效的減少了電解液在正負(fù)極表面的分解，提高了鋰離子電池在高溫環(huán)境下的使用和貯存性能。【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0017]1、實施例1:
[0018]質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1.5%的三氟甲烷磺酸亞胺鋰和13%的六氟磷酸鋰溶于85.5%的有機溶劑(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯質(zhì)量比為1:1:1:1)中，混合均勻后制成電解液。
[0019]2、實施例 2:
[0020]質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1.5%的乙二胺亞胺和12.5%的六氟磷酸鋰溶于86%的有機溶劑(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯質(zhì)量比為1:1:1:1)中，混合均勻后制成電解液。
[0021]3、實施例 3:
[0022]質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2.5%的雙氟磺酸亞胺鋰鹽和12.5%的六氟磷酸鋰溶于85%的有機溶劑(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯質(zhì)量比為1:1:1:1)中，混合均勻后制成電解液。
[0023]4、實施例 4:
[0024]質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2%的四乙酰亞胺、3%的乙二胺和12%的六氟磷酸鋰溶于83%的有機溶劑(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯質(zhì)量比為1:1:1:1)中，混合均勻后制成電解液。
[0025]5、實施例 5:
[0026]質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5%二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰和12.5%的六氟磷酸鋰溶于82.5%的有機溶劑(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯質(zhì)量比為1:1:1:1)中，混合均勻后制成電解液。
[0027]6、比較例:
[0028]質(zhì)量百分?jǐn)?shù)12.5%的六氟磷酸鋰溶于87.5%的有機溶劑(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯質(zhì)量比為1:1:1:1)中，混合均勻后制成電解液。
[0029]將實施例和比較例所述的電解液注入錳酸鋰電池后，60°C高溫實驗數(shù)據(jù)如下:
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池高溫電解液，其特征是所述電解液由以下組分組成: 組分A:鋰鹽，12%?16% 組分B:有機溶劑，81%?87% 組分C:銨鹽，1.5%?5% 該電解液高溫60°C時，50次循環(huán)容量保持率約為78.6%，在60°C高溫擱置7天的容量保持率約為79.8%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池高溫電解液，其特征在于，所述鋰鹽選自:六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、六氟砷酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池高溫電解液，其特征在于，所述有機溶劑選自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯的混合物，所述碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯的質(zhì)量比約為1:1:1:1。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池高溫電解液，其特征在于，所述銨鹽為亞胺鹽，該亞胺鹽選自乙亞胺、乙二胺亞胺、丙亞胺、乙二胺四乙酰亞胺、三氟甲烷磺酸亞胺鋰、三氟甲基磺酸亞胺鋰、雙氟磺酸亞胺鋰鹽、二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰中的一種或多種。
【文檔編號】H01M10/0569GK103647109SQ201310645681
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】呂秀夯, 閆曉賓 申請人:華瑞(新鄉(xiāng))化工有限公司