用于汽车轮胎胎压锂锰电池的电解液制造技术

本发明专利技术涉及一种用于汽车轮胎胎压锂锰电池的电解液，由电解质和有机溶剂组成，电解质包括双三氟甲基磺酰亚胺锂和其他锂盐，有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂、醚类有机溶剂、杂环类有机溶剂的混合物，双三氟甲基磺酰亚胺锂的质量占电解质总质量的70%~95%，其他锂盐的质量占电解质总质量的5%~30%；醚类有机溶剂的质量占有机溶剂总质量的40~60%，碳酸酯类有机溶剂的质量占有机溶剂总质量的10~35%，杂环类有机溶剂的质量占有机溶剂总质量的5%~50%。本发明专利技术的电解液能够满足汽车轮胎胎压监测用技术标准。

【技术实现步骤摘要】
用于汽车轮胎胎压锂锰电池的电解液
本专利技术属于锂电池领域，具体涉及一种用于汽车轮胎胎压锂锰电池的电解液。
技术介绍
随着工业经济的进步，汽车开始大量使用，公路和高速公路也日渐得到重视，并开始发展起来。高速公路的速度和便利，改变了人们的时空观念，拉近了地域距离，改善了人们的生活方式，公路运输也一直是内陆运输的主力。但是随之而来的高速公路恶性交通事故却令人震惊，已经引起世界各国的强烈关注和重视，并开始讨论或采取相应防范措施。在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是杀伤力最大也是最难预防的事故隐患，是突发性交通事故发生的重要原因。如何解决轮胎故障、怎样防止爆胎，已成为全球关注的首要问题。2000年11月1日美国总统克林顿签署批准了美国国会关于修改联邦运输法的提案，联邦法案要求2003年以后出产的所有新车都需将轮胎压力监测系统（TPMS）作为标准配置；2006年11月1日起所有需要行驶在高速公路上的汽车都需配置轮胎压力监测系统（TPMS）。轮胎压力监测系统，英文全称TirePressureMonitorSystem（TPMS）。它的的作用是在汽车行驶过程中传感器对轮胎气压进行实时自动监测，监测数据无线发送至行车电脑并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。统计数据表明，由爆胎引起的车祸在恶性交通事故中所占的比例非常高，特别是在高速公路事故中。据2002年美国汽车工程师学会调查，全美平均每年有26万起交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的；而在高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的；此外，每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。根据2010年我国交管部门数据，每年高速公路46%的交通事故是由于轮胎发生故障引起的，其中发生爆胎的约占75%，而胎压不足是造成爆胎的首要原因，即总事故的1/3是由胎压不足引起，此外保持适当的胎压也有助于减少燃油消耗。以上统计均表明：交通意外增加的主要原因是高速行驶中因轮胎故障引起的爆胎。而另一项研究证实，当车速达到160km/h时，如果车辆发生爆胎，死亡率为100%。在欧美国家，汽车胎压监测TPMS，汽车安全气囊，防抱死制动系统ABS被认为是汽车必备的三大安全系统。TPMS技术源自美国的技术专利技术，美国也是首个以强制性标准推广应用TPMS的国家，2007年9月1日起，美国规定总重量4.35吨以下新车必须配备。欧盟、日本韩国的TPMS强制性标准也于2012、2013年先后生效，而中国也于2011年7月出台TPMS推荐性技术标准，目前国内高档汽车均将TPMS作为一大卖点以增强产品吸引力，行业内预计2020年前该标准会升格为强制性汽车安全标准。汽车轮胎胎压电池目前主要使用的是锂锰电池，具体型号为CR2450HT，该型号锂锰电池以其放电容量高、自放电率低（可常温存放8～10年）、放电电流大、型号标准化通用性好、成本较低等优点获得各大汽车厂商的青睐，但TPMS标准要求汽车胎压用电池能够在-40～125℃的宽温度范围内稳定工作，这远远超出锂锰电池-20～80℃的常规工作温度范围，如不解决此难题，锂锰电池无法用于汽车轮胎胎压监控中。解决-40～125℃的宽温度范围技术难点主要在于锂锰电池用电解液，常规锂锰电池电解液中主要使用高氯酸锂（LiClO4）作为锂盐，并且含有大量的醚类溶剂，导致电解液会产生以下问题从而难以满足TPMS电池工作要求。第一、由于高氯酸锂属于强氧化剂，非常不稳定，安全性能不佳，在高温环境中极易发生起火爆炸等现象，轻则造成锂锰电池的放电容量下降、储存时间缩短、安全性降低，重则会导致锂锰电池报废或出现安全性事故，因此高氯酸锂电解液是不能应用在汽车胎压电池中的。第二、常规锂锰电池电解液中醚类占有机溶剂比例较高（通常大于70%），由于醚类的介电常数较低，较高的醚类含量会导致电解液电导率偏低，在锂锰电池进行大电流放电时会导致其性能下降，因此锂锰电池电解液使用混合溶剂会增加放电电流、提升其大功率放电性能。第三、在氧化物存在或者高温环境中，醚类溶剂容易受到氧化发生聚合现象，此现象在乙二醇二甲醚、1,3-二氧五环上表现特别明显，胶状的聚合产物会导致电解液的粘度显著增大，随着时间增长电解液最终会变成油状粘稠液体，这将导致电解液的电导率明显降低，电池性能急剧下降甚至完全报废。因此需要加入少量吡啶、咪唑类的杂环类溶剂来抑制醚类氧化聚合。第四、醚类的沸点普遍较低（乙二醇二甲醚沸点85℃、1,3-二氧五环沸点76℃），当锂锰电池在高温环境下储存或使用时，电解液中的醚类在高温下容易挥发产生大量蒸汽，导致锂锰电池的高温储存及放电性能显著下降，而大量蒸汽集聚产生的内部高压可能导致电池鼓胀或破裂，这对电池的安全性能也会造成一定影响。商用锂锰电池电解液中采用三氟甲基磺酸锂（LiCF3SO3）的热分解温度接近300℃，安全性能优秀，高温放电、大功率放电性能出色，但是三氟甲基磺酸锂的电导率相对较低，在常温及低温环境下放电容量会受到一定影响，此外配制电解液所用高纯电池级LiCF3SO3主要依赖进口，价格相对昂贵，因此以采用三氟甲基磺酸锂为主盐的电解液不能满足汽车胎压电池电解液的技术要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种满足宽温度工作范围的用于汽车轮胎胎压锂锰电池的电解液。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于汽车轮胎胎压锂锰电池的电解液，由电解质和有机溶剂组成，所述的电解质包括双三氟甲基磺酰亚胺锂（LiN(CF3SO2)2）和其他锂盐，所述的有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂、醚类有机溶剂、杂环类有机溶剂的混合物，所述的双三氟甲基磺酰亚胺锂的质量占所述的电解质总质量的70%～95%，所述的其他锂盐的质量占所述的电解质总质量的5%～30%；所述的醚类有机溶剂的质量占所述的有机溶剂总质量的40～60%，所述的碳酸酯类有机溶剂的质量占所述的有机溶剂总质量的10～35%，所述的杂环类有机溶剂的质量占所述的有机溶剂总质量的5%～50%。优选地，所述的其他锂盐为选自四氟硼酸锂（LiBF4）、三氟甲基磺酸锂（LiCF3SO3）、双草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟草酸硼酸锂（LiODFB）中的一种或多种的组合。优选地，所述的碳酸酯类有机溶剂为选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、1,4-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯中的一种或多种的组合。优选地，所述的醚类有机溶剂为选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲乙醚、1,3-二氧五环、1,3-二氧六环、1,4-二氧六环中的一种或多种的组合。优选地，所述的杂环类有机溶剂为选自乙烯砜、二甲亚砜、环丁砜、四氢呋喃、2-甲基-四氢呋喃、3-甲基-四氢呋喃、2,3-二甲基-四氢呋喃、吡啶、2-甲基-吡啶、2,3-二甲基-吡啶、2,4-二甲基-吡啶、3-甲基-异恶唑、5-甲基-异恶唑、3,5-二甲基-异恶唑中的一种或多种的组合。优选地，所述的锂盐的质量占所述的电解液总质量的15～25%。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术的电解液能够满足汽车轮胎胎压监测用技术标准；熔点低、沸点高，满足宽温度工作范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车轮胎胎压锂锰电池的电解液，由电解质和有机溶剂组成，其特征在于：所述的电解质包括双三氟甲基磺酰亚胺锂和其他锂盐，所述的有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂、醚类有机溶剂、杂环类有机溶剂的混合物，所述的双三氟甲基磺酰亚胺锂的质量占所述的电解质总质量的70%~95%，所述的其他锂盐的质量占所述的电解质总质量的5%~30%；所述的醚类有机溶剂的质量占所述的有机溶剂总质量的40~60%，所述的碳酸酯类有机溶剂的质量占所述的有机溶剂总质量的10~35%，所述的杂环类有机溶剂的质量占所述的有机溶剂总质量的5%~50%。

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车轮胎胎压锂锰电池的电解液，由电解质和有机溶剂组成，其特征在于：所述的电解质包括双三氟甲基磺酰亚胺锂和其他锂盐，所述的有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂、醚类有机溶剂、杂环类有机溶剂的混合物，所述的双三氟甲基磺酰亚胺锂的质量占所述的电解质总质量的70%~95%，所述的其他锂盐的质量占所述的电解质总质量的5%~30%；所述的醚类有机溶剂的质量占所述的有机溶剂总质量的40~60%，所述的碳酸酯类有机溶剂的质量占所述的有机溶剂总质量的10~35%，所述的杂环类有机溶剂的质量占所述的有机溶剂总质量的5%~50%，所述的其他锂盐为选自四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂中的一种或多种的组合。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述的碳酸酯类有机溶剂为选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊鲲，卢晓锋，郁留兵，
申请(专利权)人：张家港市国泰华荣化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32