一种耐高温锂离子电池电解液制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种耐高温锂离子电池电解液，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述锂盐为二氟草酸硼酸锂，所述非水有机溶剂包括γ‑丁内酯、乙烯基碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和二苯基辛基磷酸酯，所述添加剂包括成膜添加剂和高温型添加剂，所述高温型添加剂包括二异氰酸酯类化合物、双环状硫酸酯类化合物和腈基氟化羧酸酯。相比于现有技术，本发明专利技术的电解液能改善锂离子电池的高温循环性能和高温存储性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温锂离子电池电解液
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种耐高温锂离子电池电解液。
技术介绍
随着便携式电子设备的普及化，电子设备所需的二次电池趋于向小型化和轻量化发展，所以作为这些设备的电源的能量密度要求越来越高。而锂二次电池因其具有能量密度高、充电效率高、循环寿命长等优点，被广泛应用与动力、储能、航天、数码等领域。为了满足某些特殊使用环境，如军工或极端高温环境，会要求锂离子电池能够承受80～100℃的高温环境或循环，这就要求电池具有更高的耐高温存储能力和耐高温循环能力。在高温(温度≥80℃)条件下，电池内部会发生热失控，导致LiPF6发生分解，产生HF和PF5，而PF5是路易斯酸，会进攻碳酸酯上的碳氧双键，导致碳酸酯类溶剂分解，同时产生的HF会导致负极表面SEI膜的溶解，从而降低电池使用寿命。在极高温度下，负极表面的SEI膜也会发生分解，产生CO2气体造成电池产气，甚至爆炸等。鉴于此，有必要提供一种耐高温锂离子电池电解液以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种耐高温锂离子电池电解液，改善高温循环性能和高温存储性能。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种耐高温锂离子电池电解液，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述锂盐为二氟草酸硼酸锂，所述非水有机溶剂包括γ-丁内酯、乙烯基碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和二苯基辛基磷酸酯，所述添加剂包括成膜添加剂和高温型添加剂，所述高温型添加剂包括二异氰酸酯类化合物、双环状硫酸酯类化合物和腈基氟化羧酸酯。作为本专利技术所述的耐高温锂离子电池电解液的一种改进，所述二异氰酸酯类化合物的重量为所述电解液总质量的0.05～2％。作为本专利技术所述的耐高温锂离子电池电解液的一种改进，所述双环状硫酸酯类化合物的重量为所述电解液总质量的0.2～3％。作为本专利技术所述的耐高温锂离子电池电解液的一种改进，所述腈基氟化羧酸酯的重量为所述电解液总质量的0.01～1％。作为本专利技术所述的耐高温锂离子电池电解液的一种改进，所述二异氰酸酯类化合物为作为本专利技术所述的耐高温锂离子电池电解液的一种改进，所述双环状硫酸酯类化合物为作为本专利技术所述的耐高温锂离子电池电解液的一种改进，所述成膜添加剂包括亚乙烯碳酸酯、硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、丁二腈、己二腈、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、三(三甲基硅烷)硼酸酯和三(三甲基硅烷)磷酸酯中的至少一种，所述成膜添加剂占所述电解液总质量的0.5～5％。作为本专利技术所述的耐高温锂离子电池电解液的一种改进，所述非水有机溶剂具体包括质量比为2:12:1:2的γ-丁内酯、乙烯基碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和二苯基辛基磷酸酯。作为本专利技术所述的耐高温锂离子电池电解液的一种改进，所述非水有机溶剂占电解液总质量的10～90％。作为本专利技术所述的耐高温锂离子电池电解液的一种改进，所述锂盐占电解液总质量的8～20％，所述锂盐的浓度为1～1.5mol/L。相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：1)在本专利技术的电解液中，γ-丁内酯、碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯以及二苯基辛基磷酸酯进行复配，能够得到综合性能特别好的电解液，一方面，其能够解决γ-丁内酯在负极表面形成的SEI膜阻抗较大的缺陷，改善SEI膜的性能；另一方面，其能够弥补碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、二苯基辛基磷酸酯各自的不足之处。2)在本专利技术的电解液中，二氟草酸硼酸锂作为电解质锂盐，也能够改善SEI膜的性能，改善锂电池在高温情况下的防护改善效果，特别是发生热失控情况下，多重保护电池不会产生更多的热量。3)在本专利技术的电解液中，二异氰酸酯类化合物和双环状硫酸酯类化合物两种添加剂协同作用，在锂电池负极表面形成具有柔性的薄而均匀稳定的SEI膜，同时钝化正极表面，抑制电解液分解，抑制锂二次电池高温存储期间的气体生成量，改善高温循环性能和高温存储性能。而腈基氟化羧酸酯添加剂，热稳定性高，掺入电解液后，电解液粘度变化不大，电解液仍然保持较高的均一性，并且消除了电解液高温燃烧的风险；而且腈基氟化羧酸酯添加剂，具有较高的亲电子性，有利于锂离子电池中的电荷转移，掺入后不会增加电池内阻。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式并不限于此。以下实施例和对比例中，二异氰酸酯类化合物为双环状硫酸酯类化合物为实施例1正极制备：将正极活性材料改性LiCoO2、导电炭黑和聚四氟乙烯按照质量比96.8：2.0：1.2混合均匀，然后分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中，得到正极浆料；将正极浆料均匀涂布在铝箔的两面，经过碾压、分切与极耳焊接后得到正极片，最后经过烘烤和真空干燥后待用。负极制备：将人造石墨材料、乙炔黑和丁苯橡胶按照质量比96：2：2混合均匀，然后分散在去离子水中，得到负极浆料；将负极浆料均分涂布在铜箔的两面，经过碾压、分切与极耳焊接后得到负极片，最后经过烘烤和真空干燥后待用。电解液配制：1)在充满氮气的手套箱(O2＜2ppm，H2O＜3ppm)中，配制非水有机溶剂，非水有机溶剂由质量比为2:12:1:2的γ-丁内酯、乙烯基碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和二苯基辛基磷酸酯组成；2)向非水有机溶剂中缓慢加入二氟草酸硼酸锂，配置成浓度为1.2mol/L的锂盐溶液；3)向锂盐溶液中加入基于电解液质量1％的二异氰酸酯类化合物、2％的双环状硫酸酯类化合物、0.5％的腈基氟化羧酸酯和2％的亚乙烯碳酸酯，混合均匀后即为电解液。锂离子电池制备：将正极片、隔膜、负极片按顺序叠好，绕卷得到裸电芯，经铝塑膜封装、再烘烤、注液、静置、化成、夹具整形、二封、容量测试，完成锂离子软包电池的制备。实施例2与实施例1不同的是：电解液配制：1)在充满氮气的手套箱(O2＜2ppm，H2O＜3ppm)中，配制非水有机溶剂，非水有机溶剂由质量比为2:12:1:2的γ-丁内酯、乙烯基碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和二苯基辛基磷酸酯组成；2)向非水有机溶剂中缓慢加入二氟草酸硼酸锂，配置成浓度为1.2mol/L的锂盐溶液；3)向锂盐溶液中加入基于电解液质量0.05％的二异氰酸酯类化合物、2％双环状硫酸酯类化合物、0.5％的腈基氟化羧酸酯和2％的亚乙烯碳酸酯，混合均匀后即为电解液。其余同实施例1，这里不再赘述。实施例3与实施例1不同的是：电解液配制：1)在充满氮气的手套箱(O2＜2ppm，H2O＜3ppm)中，配制非水有机溶剂，非水有机溶剂由质量比为2:12:1:2的γ-丁内酯、乙烯基碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和二苯基辛基磷酸酯组成；2)向非水有机溶剂中缓慢加入二氟草酸硼酸锂，配置成浓度为1.2mol/L的锂盐溶液；3)向锂盐溶液中加入基于电解液质量2％的二异氰酸酯类化合物、2％的双环状硫酸酯类化合物、0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温锂离子电池电解液，其特征在于，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述锂盐为二氟草酸硼酸锂，所述非水有机溶剂包括γ-丁内酯、乙烯基碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和二苯基辛基磷酸酯，所述添加剂包括成膜添加剂和高温型添加剂，所述高温型添加剂包括二异氰酸酯类化合物、双环状硫酸酯类化合物和腈基氟化羧酸酯。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温锂离子电池电解液，其特征在于，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述锂盐为二氟草酸硼酸锂，所述非水有机溶剂包括γ-丁内酯、乙烯基碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和二苯基辛基磷酸酯，所述添加剂包括成膜添加剂和高温型添加剂，所述高温型添加剂包括二异氰酸酯类化合物、双环状硫酸酯类化合物和腈基氟化羧酸酯。


2.根据权利要求1所述的耐高温锂离子电池电解液，其特征在于，所述二异氰酸酯类化合物的重量为所述电解液总质量的0.05～2％。


3.根据权利要求1所述的耐高温锂离子电池电解液，其特征在于，所述双环状硫酸酯类化合物的重量为所述电解液总质量的0.2～3％。


4.根据权利要求1所述的耐高温锂离子电池电解液，其特征在于，所述腈基氟化羧酸酯的重量为所述电解液总质量的0.01～1％。


5.根据权利要求1所述的耐高温锂离子电池电解液，其特征在于，所述二异氰酸酯类化合物为


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁昌明，
申请(专利权)人：广州明美新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44