一种高能型锂离子电池电解液的制作方法

    专利查询2025-12-15  3


    本发明涉及锂离子电池电解液,具体而言,特别涉及一种高能型锂离子电池电解液。


    背景技术:

    1、锂离子电池作为新型绿色环保电池,具有比容量大、安全性好及循环寿命长等特点,这让其在航空航天、可穿戴与医疗电子设备、交通运输及国家安全等方面得到广泛应用。电解液是锂离子电池的重要组成部分,是连接电池正负极的桥梁,电解液能够很大程度上影响锂离子电池的性能,因此,新型电解液的开发具有重要意义。

    2、少量添加剂的加入能够显著改善电池的电导率、循环性能及安全性等,有机硅类添加剂具有优异的热稳定性和离子传导性、高电导率、低可燃性等优点,这使得其成为改善锂离子电池性能的一个重要方向。中国专利文献cn104752766b公开了一种电解液添加剂,结构式中含有三个硅基,分子量大,与电解液的相容性较差,而且高温储存性能较差。常用的硫醚类添加剂三氟甲基苯硫醚(pts)虽然一定程度上提高了电池在高能下的循环稳定性,然而电解液的高温高压循环性能、安全性能仍然有待改进。

    3、因此,开发一种高能型锂离子电解液,改善电池的高温高压循环性能、安全性尤为重要


    技术实现思路

    1、为了弥补现有技术的不足,本发明提供了一种高能型锂离子电池电解液。

    2、本发明是通过如下技术方案实现的:一种高能型锂离子电池电解液,包括非水溶剂、电解质锂盐、功能型添加剂、其他添加剂,其中,功能型添加剂为硅氧基丁烯添加剂,硅氧基丁烯添加剂的结构式为:

    3、。

    4、作为优选方案,电解质锂盐为氟磷酸锂(lipf6 )、六氟砷酸锂(liasf6 )、高氯酸锂(liclo4 )、四氟硼酸锂(libf4)、二草酸硼酸锂(libob)中的任意一种或是其中的几种的混合物。

    5、作为优选方案,非水溶剂为碳酸二甲酯(dmc)、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸甲丙酯(mpc)、 γ-丁内酯(gbl)、乙酸乙酯(ea)、四氢呋喃(thf)、氟苯(fb)及乙腈(an)中的一种或几种组合。

    6、作为优选方案,碳酸二甲酯(dmc)、碳酸乙烯酯(ec)和碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1的混合液作为所述非水溶剂。

    7、作为优选方案,其他添加剂选自碳酸亚乙烯酯(vc)、联苯(bp)、亚磷酸三苯酯(tpp)、1 ,3-丙烷磺内酯(ps)、1 ,4-丁磺酸内酯(bs)、丁二酸酐(sa)及氟代碳酸乙烯酯(fec)等中的一种或多种组合。

    8、作为优选方案,无水有机溶剂为碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)和碳酸二乙酯(dec)按质量比1:1:1组成的混合液;所述锂盐为六氟磷酸锂,所述锂盐浓度为1 .2mol/l;所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯(vc)和氟代碳酸乙烯酯(fec),所述成膜添加剂占所述高能型锂离子电池电解液总质量分数的1%;所述硅氧基丁烯添加剂占所述高能型锂离子电池电解液总质量分数的5%。

    9、高能型锂离子电池电解液在锂电池、锂硫电池和锂空气电池中的应用。

    10、本发明由于采用了以上技术方案,与现有技术相比使其具有以下有益效果:

    11、锂离子电池电解液中加入了硅氧基丁烯添加剂,能够提高电池的容量保持率,在高能条件下显著提高了电池的循环稳定性。硅氧基丁烯添加剂和其他成膜添加剂共同作用,促进成膜,能大大提高电解液的耐电压性能,使其在高能下不易分解,而且电解液的相容性高,电解液的水分和酸度控制合格,安全性较高,电池的容量和高温高压循环性能都较高,在3 .0-4 .45v,45℃测试条件下,首次放电效率可达81.69%,1c放电容量可达1951.36mah。

    12、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。



    技术特征:

    1.一种高能型锂离子电池电解液,其特征在于, 包括非水溶剂、电解质锂盐、功能型添加剂、其他添加剂,其中,所述功能型添加剂为硅氧基丁烯添加剂,硅氧基丁烯添加剂的结构式为:

    2.根据权利要求1所述的一种高能型锂离子电池电解液,其特征在于,所述电解质锂盐为氟磷酸锂(lipf6 )、六氟砷酸锂(liasf6 )、高氯酸锂(liclo4 )、四氟硼酸锂(libf4 )、二草酸硼酸锂(libob)中的任意一种或是其中的几种的混合物。

    3.根据权利要求1所述的一种高能型锂离子电池电解液,其特征在于,所述非水溶剂为碳酸二甲酯(dmc)、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸甲丙酯(mpc)、 γ-丁内酯(gbl)、乙酸乙酯(ea)、四氢呋喃(thf)、氟苯(fb)及乙腈(an)中的一种或几种组合。

    4.根据权利要求1所述的一种高能型锂离子电池电解液,其特征在于,所述碳酸二甲酯(dmc)、碳酸乙烯酯(ec)和碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1的混合液作为所述非水溶剂。

    5.根据权利要求1所述的一种高能型锂离子电池电解液,其特征在于,所述其他添加剂选自碳酸亚乙烯酯(vc)、联苯(bp)、亚磷酸三苯酯(tpp)、1 ,3-丙烷磺内酯(ps)、1 ,4-丁磺酸内酯(bs)、丁二酸酐(sa)及氟代碳酸乙烯酯(fec)等中的一种或多种组合。

    6.根据权利要求1所述的一种高能型锂离子电池电解液,其特征在于,所述无水有机溶剂为碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)和碳酸二乙酯(dec)按质量比1:1:1组成的混合液;所述锂盐为六氟磷酸锂,所述锂盐浓度为1 .2mol/l;所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯(vc)和氟代碳酸乙烯酯(fec),所述成膜添加剂占所述高能型锂离子电池电解液总质量分数的1%;所述硅氧基丁烯添加剂占所述高能型锂离子电池电解液总质量分数的5%。

    7.一种高能量密度型锂离子电池电解液的应用,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明提供了一种高能型锂离子电池电解液,包括非水溶剂、电解质锂盐、功能型添加剂、其他添加剂,其中,功能型添加剂为硅氧基丁烯添加剂,通过本发明的技术方案,能够提高电池的容量保持率,在高能条件下显著提高了电池的循环稳定性。硅氧基丁烯添加剂和其他成膜添加剂共同作用,促进成膜,能大大提高电解液的耐电压性能,使其在高能下不易分解,而且电解液的相容性高,电解液的水分和酸度控制合格,安全性较高,电池的容量和高温高压循环性能都较高,在3.0‑4.45V,45℃测试条件下,首次放电效率可达81.69%,1C放电容量可达1951.36mAh。

    技术研发人员:郭庆元,李娜,王文斌,程云
    受保护的技术使用者:山东海容电源材料有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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