一种电解液添加剂在提升电池电解液加装性能中的应用

1.本发明涉及电化学技术领域，更加具体地说，特别涉及到一种电池用有机电解液添加剂在提升电池电解液加装性能中的应用。


背景技术：

2.电解质是电池的重要组成部分，在电池正负极之间起着输送和传导电流的作用。电解质的选择在很大程度上决定着电池的工作机能，比如电池的比能量，安全性，循环性能，倍率充放电，储存性能等。由此可见，电解质体系的优化与革新也是电池发展的主要研究内容。目前，高能量密度电池使用的电解液主要为有机电解液，但有机电解液表面张力较大。在电池装配注液时，一般采用灌注装置(如漏斗)将电解液置于电池注入口的方式，利用电池在流水线上其他工序的时间任由电解液自行进入电池以实现进行灌注，但由于电解液不易渗透，注液速度慢，影响生产。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电解液添加剂在提升电池电解液加装性能中的应用，通过在有机电解液中添加适宜化合物，可有效降低有机电解液表面张力，增强有机电解液在电池隔膜或电极表面的浸润性，加快有机电解液在电池中的加装速度。
4.本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。
5.一种电解液添加剂在提升电池电解液加装性能中的应用，电解液添加剂为1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚。
6.而且，电池电解液为每升含有1摩尔六氟磷酸锂的碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶液。
7.而且，碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯体积比为1：1。
8.而且，在电池电解液中，1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚添加量为电池电解液体积的0.1—1.0％，优选0.5—1.0％。
9.在本发明的技术方案中，使用1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚作为电池用有机电解液(即电池电解液)添加剂，经测试，可有效降低有机电解液表面张力，增强有机电解液在电池隔膜或电极表面的浸润性，改善电池有机电解液的注液速度，并可有效提升电池组配和生产效率，同时电解液基本性能予以保留，这意味着电解液不需要后续的除杂，直接就可以予以使用，方便快捷。本发明的电池用有机电解液添加剂应用于电池、超级电容器、太阳能电池。
附图说明
10.图1是未添加1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚的电解液在隔膜表面接触角测试图。
11.图2是添加0.1％的1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚的电解液在隔膜表面接触角测试图。
12.图3是添加0.5％的1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚的电解液在隔膜表面接触角测试图。
13.图4是添加1.0％的1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚的电解液在隔膜表面接触角测试图。
14.图5是添加不同添加量1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚的电解液的循环伏安曲线图。
15.图6是添加不同添加量1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚的电解液交流阻抗曲线图。
具体实施方式
16.下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案和效果。
17.实施例1：
18.在电池电解液为每升含有1摩尔六氟磷酸锂的碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合溶液(其中碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯体积比为1：1)中不添加1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚。在聚丙烯电池隔膜表面上测得电解液的接触角为47.9度。
19.实施例2：
20.在电池电解液为每升含有1摩尔六氟磷酸锂的碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合溶液(其中碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯体积比为1：1)中添加0.1％体积比的1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚。在聚丙烯电池隔膜表面上测得电解液的接触角为41.5度。
21.实施例3：
22.在电池电解液为每升含有1摩尔六氟磷酸锂的碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合溶液(其中碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯体积比为1：1)中添加0.5％体积比的1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚。在聚丙烯电池隔膜表面上测得电解液的接触角为36.2度。
23.实施例4：
24.在电池电解液为每升含有1摩尔六氟磷酸锂的碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合溶液(其中碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯体积比为1：1)中添加1.0％体积比的1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚。在聚丙烯电池隔膜表面上测得电解液的接触角为32.6度。
25.1.采用接触角测量仪测试了未添加和不同添加量1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚电解液在聚丙烯隔膜表面接触角，如图1-4所示。
26.2.采用电化学工作站，按照循环伏安曲线方法，测试了添加不同添加量1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚电解液的电化学窗口，见图5所示，均为5.0v。
27.3.采用电化学工作站，按照交流阻抗方法，测试了添加1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚电解液的阻抗和电导率，分别见图6和表1。
28.表1添加不同量的1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚电解液电导率
[0029][0030]
由上述测试可知，在添加1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚之后，电解液基本保持与未添加时一直的性能，且电解液与聚丙烯隔膜表面接触角发生变化，有效降低有机电解液表面张力，增强有机电解液在电池隔膜或电极表面的浸润性，改善电池有机电解液的注液速度，并可有效提升电池组配和生产效率。
[0031]
根据本发明内容进行工艺参数的调整，均可实现添加剂对电池电解液加装性能的提升。以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种电解液添加剂在提升电池电解液加装性能中的应用，其特征在于，电解液添加剂为1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚，1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚添加量为电池电解液体积的0.1—1.0％，电池电解液为每升含有1摩尔六氟磷酸锂的碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶液。2.根据权利要求1所述的一种电解液添加剂在提升电池电解液加装性能中的应用，其特征在于，1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚添加量为电池电解液体积的0.5—1.0％。3.根据权利要求1或者2所述的一种电解液添加剂在提升电池电解液加装性能中的应用，其特征在于，碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯体积比为1：1。4.根据权利要求1或者2所述的一种电解液添加剂在提升电池电解液加装性能中的应用，其特征在于，所述电池电解液应用于电池、超级电容器或者太阳能电池。5.根据权利要求1或者2所述的一种电解液添加剂在提升电池电解液加装性能中的应用，其特征在于，所述电解液添加剂应用于电池、超级电容器或者太阳能电池。

技术总结
本发明公开一种电解液添加剂在提升电池电解液加装性能中的应用，电解液添加剂为1,1,2,2四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚，电池电解液为每升含有1摩尔六氟磷酸锂的碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合溶液。在使用本发明的电解液添加剂之后，有效降低有机电解液表面张力，增强有机电解液在电池隔膜或电极表面的浸润性，加快有机电解液在电池中的加装速度；同时电解液的相关性能基本予以保留。相关性能基本予以保留。相关性能基本予以保留。


技术研发人员：单忠强 刘元生 田建华
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2022/5/25