本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，主要涉及鋰離子電解質(zhì)，特別涉及一種抑制氟磺酰亞胺電解質(zhì)腐蝕性的方法。

背景技術(shù)：

自上世紀(jì)七十年代提出可充電鋰電池，至九十年代首次實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)以來，可充式的鋰電池迅速成為能源、材料、電化學(xué)的研究熱點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，在生產(chǎn)生活中得到了廣泛應(yīng)用。要實(shí)現(xiàn)鋰電池的循環(huán)使用需采用非水溶液體系，因此需要尋找合適的非水電解質(zhì)。良好的非水電解質(zhì)應(yīng)滿足一下要求：1、離子導(dǎo)電率高的研究和規(guī)?；a(chǎn)；2、鋰離子遷移率大；3、電化學(xué)窗口寬；4、熱穩(wěn)定好；5、化學(xué)穩(wěn)定性好；6、具有較低的界面轉(zhuǎn)移電阻；7、與正負(fù)極材料的兼容性好；8、安全、無毒、無污染；9、制備容易、成本低廉。

六氟磷酸鋰作為鋰電池電解質(zhì)，目前已發(fā)展成熟，但六氟磷酸鋰由于具有極易吸潮，熱穩(wěn)定性較差等特點(diǎn)，目前難以制備出高純度的產(chǎn)品。尤其是分解溫度低，從60℃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，因此成為發(fā)展高性能動力鋰電池的瓶頸。氟磺酰亞胺鋰類材料具有高的離子電導(dǎo)率和鋰離子遷移數(shù)，成為替代六氟磷酸鋰的最佳選擇。但氟磺酰亞胺鋰對集流體存在嚴(yán)重的腐蝕性，因而使其應(yīng)用收到了限制。

電池領(lǐng)域技術(shù)人員為了抑制氟磺酰基亞胺鋰的腐蝕性，進(jìn)行了相關(guān)的研究。中國發(fā)明專利申請?zhí)?01310752591.3公開了一種含雙氟磺?；鶃啺蜂嚨匿囯x子電池電解液。該發(fā)明采用混合電解質(zhì)作為鋰離子電池電解液，溶質(zhì)包括雙氟磺?；鶃啺蜂?、二氟草酸硼酸鋰、其他鋰鹽以及硫酸酯類化合物。該電解液具有較高的工作電壓，且能夠很好地抑制雙氟磺?；鶃啺蜂噷︿X集流體的腐蝕，從而顯著提高鋰離子電池的使用壽命和安全性能。中國發(fā)明專利申請?zhí)?01410021308.4公開了一種含氟磺酰亞胺基鋰鹽非水電解液及其應(yīng)用。該發(fā)明采用一種不對稱( 氟磺酰)( 多氟烷氧基磺酰) 亞胺鋰為導(dǎo)電鹽的非水電解液，該電解液具有熱穩(wěn)定性搞，腐蝕性弱，與鋰離子電池電極材料具有較好相容性等優(yōu)點(diǎn)。中國發(fā)明專利申請?zhí)?01610393824 .9公開了一種含氟磺酰亞胺基凝膠電解質(zhì)及其制備方法和應(yīng)用。該凝膠電解質(zhì)是由含芳香苯環(huán)聚合物主鏈和具有含氟磺酰亞胺基側(cè)鏈的離子聚合物構(gòu)成的含氟離子導(dǎo)電聚合物制備的膜，具有良好的機(jī)械性能和電化學(xué)穩(wěn)定性，可以在不添加鋰鹽的情況下與不同增塑劑復(fù)合制備凝膠電解質(zhì)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，目前氟磺?；鶃啺蜂囶惒牧献鳛殡娊赓|(zhì)腐蝕性進(jìn)行了抑制，但效果并不明顯，而且以降低電導(dǎo)率為代價(jià)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對氟磺酰亞胺鋰類電解質(zhì)在充放電過程中會對集流體造成腐蝕，從而降低鋰離子電池壽命的問題，本發(fā)明提出了一種抑制氟磺酰亞胺鋰電解質(zhì)腐蝕性的方法，將氟磺酰亞胺鋰與二維穩(wěn)定材料復(fù)合組裝，通過該復(fù)合過程將氟磺酰固定在二維穩(wěn)定材料的層間，防止其對集流體的腐蝕。當(dāng)其溶解于有機(jī)溶劑中時，鋰離子可以發(fā)生解離，在溶劑中自由移動。且氟磺酰亞胺鋰復(fù)合材料能在電極材料表面形成穩(wěn)定的SEI 膜、具有熱穩(wěn)定性。這即可解決目前六氟磷酸鋰高溫易分解的問題，也能解決氟磺酰亞胺鋰電解質(zhì)對集流體的腐蝕，在鋰離子電池中具有廣泛的應(yīng)用前景，具有顯著的市場應(yīng)用價(jià)值。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種抑制氟磺酰亞胺鋰電解質(zhì)腐蝕性的方法，其特征在于，將氟磺酰亞胺鋰與二維穩(wěn)定材料的層結(jié)構(gòu)層層固定，在冷凍條件下研磨組裝而成，具體方法如下：

A、將氟磺酰亞胺鋰與二維穩(wěn)定材料以質(zhì)量比100:（10-20）稱量；

B、將步驟A稱量的二維穩(wěn)定材料與活性劑在球磨機(jī)或者砂磨中研磨活化，使層間界面具備活性，然后進(jìn)行噴霧干燥；

C、將步驟B干燥的活化二維穩(wěn)定材料與步驟A稱量的氟磺酰亞胺鋰混合，加入適量丙酮，配制成漿體，在冷凍條件下進(jìn)行機(jī)械力剪切組裝，使氟磺酰在活化的二維穩(wěn)定材料層界面連接組裝，形成以層界面為固定基體的層層組裝復(fù)合體；

D、將步驟C的組裝復(fù)合體低溫真空干燥得到改性的氟磺酰亞胺鋰電解質(zhì)。

優(yōu)選地，所述酰亞胺鋰選自雙( 三氟甲基磺酰) 亞胺鋰、（氟磺酰）（三氟甲基磺酰）亞胺鋰、（氟磺酰）（五氟乙基磺酰）亞胺鋰、雙(氟磺酰)亞胺鋰中的至少一種。

優(yōu)選的，所述二維穩(wěn)定材料為層狀納米尺度的二氧化錳、三氧化二鈷、氧化鉬、硫化錳、硫化鉬、石墨烯中的至少一種。

優(yōu)選的，所述的活化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基乙醇磺酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、1-吡啶酸中的一種，使用量為二維穩(wěn)定材料質(zhì)量的1-2%。

優(yōu)選地，研磨活化的層厚小于10nm。

優(yōu)選地，所述剪切力組裝采用射流機(jī)、超聲波振蕩、均質(zhì)機(jī)之一產(chǎn)生的剪切力實(shí)現(xiàn)組裝。

本發(fā)明一種抑制氟磺酰亞胺鋰電解質(zhì)腐蝕性的方法，為了有效防止氟磺酰亞胺鋰作為電解質(zhì)對集流體的腐蝕，創(chuàng)造性的將氟磺酰亞胺鋰與二維穩(wěn)定材料復(fù)合組裝，在組裝過程中將氟磺酰固定在二維穩(wěn)定材料的層間，防止其對集流體的腐蝕。而鋰離子可以發(fā)生解離，從層間快速穿梭，既保證了離子遷移性能，由避免了氟磺酰與集流體直接接觸。另一顯著的優(yōu)勢是氟磺酰亞胺鋰以二維穩(wěn)定材料為載體，在電極材料表面能夠形成穩(wěn)定的SEI 膜、具有熱穩(wěn)定性。

本發(fā)明方法，不但過程簡短，而且效果明顯，對抑制氟磺酰亞胺鋰類材料的腐蝕性提供了技術(shù)支持，也為解決更多種類電解質(zhì)防腐性提供了技術(shù)途徑。在鋰離子電池中具有廣泛的應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下,根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更,均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

實(shí)施例1

A、將雙( 三氟甲基磺酰) 亞胺鋰與納米級二維穩(wěn)定材料二硫化鉬以質(zhì)量比100:10稱量；

B、將步驟A稱量的二維穩(wěn)定材料與活性劑十二烷基乙醇磺酸鈉在球磨機(jī)中研磨活化，使層間界面具備活性，然后進(jìn)行噴霧干燥；

C、將步驟B干燥的活化二維穩(wěn)定材料與步驟A稱量的雙( 三氟甲基磺酰) 亞胺鋰混合，加入適量丙酮，配制成漿體，在氮?dú)饫鋬鰲l件下在射流機(jī)中進(jìn)行機(jī)械力剪切組裝，使氟磺酰在活化的二維穩(wěn)定材料層界面連接組裝，形成以層界面為固定基體的層層組裝復(fù)合體；

D、將步驟C的組裝復(fù)合體低溫真空干燥得到改性的雙( 三氟甲基磺酰) 亞胺鋰電解質(zhì)。

將實(shí)施例1得到的電解質(zhì)用于磷酸鐵鋰電池，在模擬常規(guī)使用環(huán)境溫度60 ℃，無其他添加劑的電解液對LiFePO4的溶解性極低，不會產(chǎn)生對電極材料具有腐蝕性的物質(zhì)，在60 ℃循環(huán)1000次后的極片微觀圖無明顯侵蝕變化。因此，二硫化鉬的層結(jié)構(gòu)對氟磺酰具有極佳的固定和穩(wěn)定作用，有效抑制了其對集流體和電極的腐蝕。

實(shí)施例2

A、將（氟磺酰）（三氟甲基磺酰）亞胺鋰與二維穩(wěn)定材料以質(zhì)量比100:15稱量；

B、將步驟A稱量的納米尺度的二維穩(wěn)定材料二氧化錳與活性劑聚乙烯吡咯烷酮在砂磨中研磨活化，使層間界面具備活性，然后進(jìn)行噴霧干燥；

C、將步驟B干燥的活化二維穩(wěn)定材料與步驟A稱量的（氟磺酰）（三氟甲基磺酰）亞胺鋰混合，加入適量丙酮，配制成漿體，在液氮冷凍條件下在氣流機(jī)進(jìn)行機(jī)械力剪切組裝，使氟磺酰在活化的二維穩(wěn)定材料層界面連接組裝，形成以層界面為固定基體的層層組裝復(fù)合體；

D、將步驟C的組裝復(fù)合體低溫真空干燥得到改性的（氟磺酰）（三氟甲基磺酰）亞胺鋰電解質(zhì)。

實(shí)施例3

A、將雙(氟磺酰)亞胺鋰與二維穩(wěn)定材料石墨烯以質(zhì)量比100:10稱量；

B、將步驟A稱量的二維穩(wěn)定材料與活性劑1-吡啶酸在球磨機(jī)中研磨活化，使層間界面具備活性，然后進(jìn)行噴霧干燥；

C、將步驟B干燥的活化二維穩(wěn)定材料與步驟A稱量的雙(氟磺酰)亞胺鋰混合，加入適量丙酮，配制成漿體，在冷凍條件下進(jìn)行超聲波振蕩機(jī)械力剪切組裝，使氟磺酰在活化的二維穩(wěn)定材料層界面連接組裝，形成以層界面為固定基體的層層組裝復(fù)合體；

D、將步驟C的組裝復(fù)合體低溫真空干燥得到改性的雙(氟磺酰)亞胺鋰電解質(zhì)。

實(shí)施例4

A、將（氟磺酰）（五氟乙基磺酰）亞胺鋰與二維穩(wěn)定材料氧化鉬以質(zhì)量比100:（10-20）稱量；

B、將步驟A稱量的二維穩(wěn)定材料與活性劑十二烷基硫酸鈉在球磨機(jī)中研磨活化，使層間界面具備活性，然后進(jìn)行噴霧干燥；

C、將步驟B干燥的活化二維穩(wěn)定材料與步驟A稱量的（氟磺酰）（五氟乙基磺酰）亞胺鋰混合，加入適量丙酮，配制成漿體，在冷凍條件下進(jìn)行機(jī)械力剪切組裝，使氟磺酰在活化的二維穩(wěn)定材料層界面連接組裝，形成以層界面為固定基體的層層組裝復(fù)合體；

D、將步驟C的組裝復(fù)合體低溫真空干燥得到改性的（氟磺酰）（五氟乙基磺酰）亞胺鋰電解質(zhì)。

將以納米層狀氧化鉬為載體復(fù)合改性的（氟磺酰）（五氟乙基磺酰）亞胺鋰作為電解質(zhì)用于EC/DMC體系組成電解液，鋰離子電池能持續(xù)1500次深度放電，集流體沒有出現(xiàn)明顯浸蝕。