溶入13.9g 1^?匕作為支持電解質(zhì)，在高純氬氣保護下攪拌均勻后，得到1.0M LiPF6/TFPC/EC/MFA (5:3:1)的電解液體系，氬氣氣氛下封裝保存。
[0086]實施例6:TFPC/(EC+PC)添加劑復(fù)合電解液體系
[0087]取高純無水氟代碳酸丙烯酯50ml,加入PC 30ml和EC 20ml,混合均勻。加入5ml碳酸亞乙烯酯(VC)，并溶入15.4g LiPF6作為支持電解質(zhì)，在高純氬氣保護下攪拌均勻后，得到含有5% VC添加劑的1.0M LiPF6/TFPC/PC/EC(5:3:2)的電解液體系，氬氣氣氛下封裝保存。
[0088]經(jīng)測試，上述實施例1-6的復(fù)合電解液體系的沸點均可達250°C左右，甚至超過260°C，比傳統(tǒng)的1.0M LiPF6/EC+DEC(l:l)電解液體系的沸點高出160°C左右，冰點也比傳統(tǒng)的電解液降低40°C左右，可見這種電解液體系液態(tài)溫度范圍非常寬，從而可以大幅度提高電池的工作溫度范圍。
[0089]同時，這種氟代碳酸丙烯酯電解液體系不含有高度易燃的DEC、DMC、EMC等成分，閃燃點溫度高，氟原子含量高，氫原子含量低，電解液可燃性小，因此電解液的安全性也得至IJ 了很大提高，不含有易氧化的線性碳酸酯成分，抗氧化穩(wěn)定性好。這種電解液適合用作高電壓的鋰離子電池體系，同時由于電解液的穩(wěn)定性好，對發(fā)展高安全性的高比能鋰離子電池也非常重要。
[0090]同時，基于氟代有機溶劑，這種氟代碳酸丙烯酯電解液體系具有優(yōu)良的成膜性質(zhì)，不僅適合用于石墨類碳負(fù)極體系的鋰離子電池，對硅負(fù)極的鋰離子電池也有很好的作用。
[0091]此外，由于這種氟代碳酸丙烯酯電解液體系的揮發(fā)性小，使用過程毒性小，易回收，可以循環(huán)使用。
[0092]因此，本發(fā)明這種氟代碳酸丙烯酯電解液體系是新穎的、安全和綠色電解液體系。
[0093]以下結(jié)合具體的實施例說明采用本發(fā)明方法制備鋰離子電池。
[0094]實施例7
[0095]1.制造 LiNiasCo0.15Ala0502 (NCA)正極極片
[0096]稱取6g聚偏氟乙烯(PVDF)粘結(jié)劑和5g導(dǎo)電碳黑混入89g N_甲基吡咯烷酮(NMP)中，以4000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌混合均勻。與100g LiNi0.8Co0.15Al0.0502 (NCA)正極材料混合制漿，再以4000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌2小時，保證漿料充分混合均勻。之后在干燥環(huán)境中把漿料涂于鋁箔集流體上，電極涂層的干燥厚度為70微米，經(jīng)2個大氣壓力(atm)壓制后備用。
[0097]2.制造石墨負(fù)極片
[0098]取5g PVDF粘結(jié)劑和2g乙炔黑導(dǎo)電劑混入43g NMP有機溶劑中，以4000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌混合均勻。與100g天然石墨陽極材料混合制衆(zhòng)，再以4000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌2小時，保證漿料充分混合均勻。在干燥環(huán)境中把漿料涂于銅箔集流體上，電極涂層的干燥厚度為50微米左右，經(jīng)2個大氣壓力(atm)壓制后備用。
[0099]3.制造扣式電池
[0100]分別使用上述LiNiasCoai5Ala(]502 (NCA)正極片和石墨負(fù)極片做研究電極，金屬鋰片作對電極，Celgard 2400隔膜(購自美國Celgard公司)，使用實施例1制備的鋰離子電池電解液，在手套箱中組裝扣式電池。依照扣式電池制造的常用工藝，經(jīng)切割、烘片、組裝、注液和壓制封口后，所得的電池進行化成。
[0101]4.電池的化成與測試
[0102]電池的化成制度為:使用0.1mA/cm2電流密度的恒電流進行充、放電循環(huán)3次。LiNi0.8Co0.15Al0.0502 (NCA)極片的充電截至電壓為4.1V，放電截至電壓為3.0V。天然石墨極片的充電截至電壓為0V，放電截至電壓為2.0V。完成化成后，使用0.2mA/cm2的電流密度對電池進行循環(huán)性能測試。
[0103]本發(fā)明制造的電解液體系不僅對鋰離子電池正、負(fù)極材料具有優(yōu)良的兼容性，而且具有使用溫度范圍寬和安全的性質(zhì)，有望在高安全性的長壽命鋰離子電池中得到應(yīng)用。
[0104]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修改，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1.一種氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液，其特征在于，所述鋰離子電池電解液包含作為主體溶劑的氟代碳酸丙烯酯、和共溶劑；以所述鋰離子電池電解液的體積為基準(zhǔn)，所述氟代碳酸丙烯酯占50-80體積％，所述共溶劑占20-50體積％。2.如權(quán)利要求1所述的氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液，其特征在于，所述共溶劑選自碳酸乙烯酯(EC)、氟化碳酸乙烯酯(F-EC)、二氟化碳酸乙烯酯(DFEC)、碳酸丙烯酯(PC)、丁內(nèi)酯、乙酸甲酯(MA)中的一種或幾種。3.如權(quán)利要求1或2所述的氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液，其特征在于，所述鋰離子電池電解液還包含添加劑，選自碳酸亞乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亞乙酯、1，3磺酸丙內(nèi)月旨、1，4磺酸丁內(nèi)酯中的一種或多種，優(yōu)選地，所述添加劑的加入量占所述主體溶劑和共溶劑的總重量的1%?5%。4.如權(quán)利要求1或2所述的氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液，其特征在于，所述鋰離子電池電解液包含的作為溶質(zhì)的鋰鹽電解質(zhì)選自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDOFB、LiTFSI和LiFSI中的一種或多種，優(yōu)選地，所述鋰鹽電解質(zhì)含量為0.5mol/L?2.0mol/L。5.權(quán)利要求1-4任一項所述氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液的制備方法，所述方法包括: (1)在惰性氣體保護氣氛下，將50體積％?80體積％作為主體溶劑的氟代碳酸丙烯酯與20體積％?50體積％的共溶劑混合，形成混合溶劑； (2)任選的，在所述混合溶劑中添加添加劑后混合均勻； (3)溶入鋰鹽電解質(zhì)，充分?jǐn)嚢杈鶆颍? (4)在惰性氣體保護氣氛下將所述氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液封裝保存。6.如權(quán)利要求5所述氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液的制備方法，其特征在于，所述氟代碳酸丙烯酯的純度在99.9%以上。7.如權(quán)利要求5所述氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液的制備方法，其特征在于，所述共溶劑選自碳酸乙烯酯(EC)、氟化碳酸乙烯酯(F-EC)、二氟化碳酸乙烯酯(DFEC)、碳酸丙烯酯(PC)、丁內(nèi)酯、乙酸甲酯(MA)中的一種或幾種。8.如權(quán)利要求5所述氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液的制備方法，其特征在于，所述添加劑選自碳酸亞乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亞乙酯、1，3磺酸丙內(nèi)脂、1，4磺酸丁內(nèi)酯中的一種或多種，優(yōu)選地，所述添加劑的加入量占所述主體溶劑和共溶劑的總重量的1%?5%。9.如權(quán)利要求5所述氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液的制備方法，其特征在于，所述鋰離子電池電解液包含的作為溶質(zhì)的鋰鹽電解質(zhì)選自六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、雙草酸硼酸鋰(LiBOB)、二氟草酸硼酸鋰(LiDOFB)、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiTFSI)和雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)中的一種或多種，優(yōu)選地，所述鋰鹽電解質(zhì)含量為0.5mol/L ?2.0mol/Lo10.一種包含權(quán)利要求1-4任一項所述氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液的鋰離子電池。
【專利摘要】本發(fā)明涉及氟代碳酸丙烯酯基電解液及鋰離子電池，具體涉及一種氟代碳酸丙烯酯基鋰離子電池電解液，其包含作為主體溶劑的氟代碳酸丙烯酯、和共溶劑；以所述鋰離子電池電解液的體積為基準(zhǔn)，所述氟代碳酸丙烯酯占50-80體積％，所述共溶劑占20-50體積％。本發(fā)明的優(yōu)點在于：所述電解液的液程超過300℃、抗高電壓和低可燃性；而且氟代碳酸丙烯酯在鋰離子電池正負(fù)極表面具有良好的成膜效果，提高了電解液與電池正負(fù)極的兼容性；使用這類電解液制造的鋰離子電池具有安全性好，工作溫度范圍寬，工作電壓高和循環(huán)性能好，對發(fā)展高安全性和寬溫度范圍的高比能動力和儲能鋰離子電池具有廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M10/058, H01M10/0569
【公開號】CN105449282
【申請?zhí)枴緾N201410428128
【發(fā)明人】鄭洪河, 贠嬌嬌, 張先林, 沈鳴, 沈錦良
【申請人】江蘇華盛精化工股份有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2014年8月27日