一种适用于钢壳的电解液的筛选方法及筛选确定的电解液技术

本发明专利技术提供了一种适用于钢壳的电解液的筛选方法及筛选确定的电解液，所述的筛选方法包括：将待筛选的电解液注入钢壳内制成锂电池，测试锂电池的K值，K值≤0.08mv/h时，表明相应的电解液通过筛选，适用于钢壳。本发明专利技术通过测试不同种类的电解液制成的锂电池的K值，利用K值的大小判断待筛选的电解液是否适用于钢壳，从而将可以量化的K值作为了判断电解液是否适用于钢壳的指标。否适用于钢壳的指标。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于钢壳的电解液的筛选方法及筛选确定的电解液


[0001]本专利技术属于电解液筛选
，涉及一种适用于钢壳的电解液的筛选方法及筛选确定的电解液。

技术介绍

[0002]锂离子电池在促进社会发展智能化、便携化、多元化进程中发挥着举足轻重的作用，极大地提高人类生活质量。电解液是锂离子电池四大关键材料(正极、负极、隔膜、电解液)之一，号称锂离子电池的“血液”,在电池中正负极之间起到传导电子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(六氟磷酸锂，LiPF6)、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。
[0003]电解液是一个非常复杂的体系，不止是因为它含有几个溶剂，几种盐，几种添加剂，更复杂的是它们之间的相互作用以及潜在副产物之间的相互反应，这些反应非常复杂多变，以至于很难用现有的化学表征方法来得到具体化学组份，这种复杂性在很大成度上制约了锂离子电池电解液的迅速发展。普通锂离子池电解液在高电压下的氧化分解限制了高压钾离子电池的发展，为了解决这一问题，需要设计、合成新型的耐高压电解液或寻找合适的电解液添加剂。然而从经济效益考虑，发展合适的电解液添加剂来稳定电极/电解液界面更加受到研究者们的青睐。常用的电解液添加剂包括含硼类添加剂、有机磷类添加剂、碳酸酯类添加剂、含硫添加剂、离子液体添加剂及其它类型添加剂。
[0004]在运用过程中，锂离子电池所采用的钢壳因结构尺寸的限制，容量提升也非常受限，为了提高产品的应用性，高倍率、长循环电池应运而生，为了提高电池高倍率和长循环，很多生产商采用通用的方法是降低面密度提高倍率性，采用人造石墨提升循环性，电解液中添加离子液体添加剂TFSi/FSi。
[0005]CN106920910A公开了一种锂电池，包括纤维素无纺布隔膜和电解液，所述电解液包含离子液体溶剂。所述纤维素无纺布隔膜作为电池隔膜，所述纤维素无纺布电池隔膜选自聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、聚(乙二醇对苯二甲酸酯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺纤维、聚对苯二甲酰对苯二胺的一种或几种。所述离子液体溶剂优选为脂肪族季铵盐、季膦盐、吡咯盐、吡咯烷酮盐、咪唑盐和哌啶盐，通式为C
+
[A]‑
，所述C
+
阳离子的结构式如下：其中R1，R2，R3和R4为C1～C3烷基、烯丙基、醚基中的任意一种，通式中[A]‑
阴离子为CF3SO3‑
，TFSi
‑
、FSi
‑
、BOB
‑
或ODFB
‑
中的任意一种。
[0006]CN101087035B公开了一种二次锂电池用电解液，该电解液含有锂盐、离子液体和有机溶剂，所述离子液体包括两种离子液体，第一种离子液体为哌啶类离子液体，第二种离子液体包括吡唑类离子液体和咪唑类离子液体，吡唑类离子液体与咪唑类离子液体的重量比为1∶3至3∶1。
[0007]CN112086619A公开了一种全固态锂电池正极片，包括正极集流体和涂覆于正极集流体上的功能层，所述功能层的原料包括含锂活性材料、导电剂、固态电解质及聚离子液体。固态电解质为卤化物基固态电解质，所述卤化物基固态电解质为Li
a
MX
b
Y
c
，其中，M选自
B、Al、Ga、In、Ta、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Sc、Y、Ti、Zr、V、Cr、Cu、Zn、Mg、Ca，X选自F
‑
、Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
，Y选自OH
‑
、BF4‑
、PF6‑
、BOB
‑
、TFSi
‑
、FSi
‑
，其中1≤a≤4，b≠0，0≤c＜6，0＜b+c≤6。
[0008]但电解液中的某些组分会与钢壳中的Ni发生反应，在制成锂电池时，会导致锂电池的电压降急剧升高，因此需要判断并筛选适用于钢壳的电解液。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种适用于钢壳的电解液的筛选方法及筛选确定的电解液，本专利技术通过测试不同种类的电解液制成的锂电池的K值，利用K值的大小判断待筛选的电解液是否适用于钢壳，从而将可以量化的K值作为了判断电解液是否适用于钢壳的指标。
[0010]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供了一种适用于钢壳的电解液的筛选方法，所述的筛选方法包括：将待筛选的电解液注入钢壳内制成锂电池，测试锂电池的K值，K≤0.08mv/h时，表明相应的电解液通过筛选，适用于钢壳。
[0012]电解液中的某些组分会与钢壳中的Ni发生反应，在制成锂电池时，会导致锂电池的电压降急剧升高，因此需要判断并筛选适用于钢壳的电解液。本专利技术通过测试不同种类的电解液制成的锂电池的K值，利用K值的大小判断待筛选的电解液是否适用于钢壳，从而将可以量化的K值作为了判断电解液是否适用于钢壳的指标。需要说明的是，本专利技术所指的K值指的是单位时间内的电池的电压降，通常单位用mV/h表示，是用来衡量锂电池自放电率的一种指标，经申请人研究发现，0.08mv/h是电解液与钢壳发生反应的电压降界限，当K值＞0.08mv/h时，此时的电压降已经超出了锂电池产生的常规压降损耗，说明电解液中的某些组分和钢壳已经发生了反应，才会导致较高的电压降，从而进一步说明包含有该组分的电解液是不适用于钢壳的。
[0013]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的筛选方法具体包括：
[0014](Ⅰ)每种待筛选的电解液各配制一份后注入钢壳内进行初筛，测试全部锂电池的K1值，K1≤0.08mv/h时，表明相应的电解液通过初筛；
[0015](Ⅱ)初筛通过的电解液等分为至少10份分别注入钢壳内制成至少10组完全相同的锂电池，对锂电池进行随机抽检，测试抽中的锂电池的K2值，K2≤0.08mv/h时，表明初筛通过的电解液通过终筛，适用于钢壳。
[0016]本专利技术提供的筛选方法包括两次筛选过程，分别为初筛和终筛，初筛的目的在于快速检测，在短时间内快速筛选出在常规的存储条件和使用条件下达标的电解液。而终筛的筛选条件相较于初筛更为严格，一方面需要筛选确定初筛合格的电解液在高温下是否仍能保持较低的电压降，另一方面需要筛选确定初筛合格的电解液在长时间储存后能否保持较低的电压降；从而模拟较为极端的使用条件和存储条件，如果终筛后仍能保持K值≤0.08mv/h，则表明该电解液无论在常规条件或是极端条件下均适用于钢壳。
[0017]作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)具体包括：
[0018]每种待筛选的电解液各配制一份后注入钢壳内制成锂电池，在特定温度条件下，储存1～7天，测试全部锂电池的开路电压，记为OCV1；在特定温度条件下，继续存储D1天，再次测试全部锂电池的开路电压记为OCV2；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于钢壳的电解液的筛选方法，其特征在于，所述的筛选方法包括：将待筛选的电解液注入钢壳内制成锂电池，测试锂电池的K值，K≤0.08mv/h时，表明相应的电解液通过筛选，适用于钢壳。2.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，所述的筛选方法具体包括：(Ⅰ)每种待筛选的电解液各配制一份后注入钢壳内进行初筛，测试全部锂电池的K1值，K1≤0.08mv/h时，表明相应的电解液通过初筛；(Ⅱ)初筛通过的电解液等分为至少10份分别注入钢壳内制成至少10组完全相同的锂电池，对锂电池进行随机抽检，测试抽中的锂电池的K2值，K2≤0.08mv/h时，表明初筛通过的电解液通过终筛，适用于钢壳。3.根据权利要求2所述的筛选方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)具体包括：每种待筛选的电解液各配制一份后注入钢壳内制成锂电池，在特定温度条件下，储存1～7天，测试全部锂电池的开路电压，记为OCV1；在特定温度条件下，继续存储D1天，再次测试全部锂电池的开路电压记为OCV2；计算锂电池的K1值，K1≤0.08mv/h时，对相应的电解液标记为初筛合格，K1＞0.08mv/h时，对相应的电解液标记为初筛不合格；K1的计算公式如下：K1＝(OCV1‑
OCV2)/D1/24。4.根据权利要求3所述的筛选方法，其特征在于，在测试OCV1之前，全部的锂电池在20～30℃下储存1～7天；优选地，在测试OCV1之前，全部的锂电池在45～60℃下储存1～7天；优选地，在测试OCV1之前，全部的锂电池在20～30℃下储存1～2天后，将储存温度调整至45～60℃继续储存1～6天。5.根据权利要求3或4所述的筛选方法，其特征在于，在测试OCV2之前，全部的锂电池在20～30℃下储存D1天；优选地，在测试OCV2之前，全部的锂电池在45～60℃下储存D1天；优选地，在测试OCV2之前，全部的锂电池在20～30℃下储存d1天后，将储存温度调整至45～60℃继续储存(D1‑
d1)天，其中，d1＝1～2天；优选地，D1＝2～20天。6.根据权利要求2
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王自霞，朱红庆，郭可可，吴志隆，王理，刘金成，刘建华，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：