一种具有催化补锂剂分解的电解液添加剂及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种具有催化补锂剂分解的电解液添加剂及其应用，该具有催化补锂剂分解的电解液添加剂包括冠醚、线状醚、含氮多齿配位化合物以及氟苯，应用到含补锂剂的电池体系中，能够促进补锂剂分解，降低补锂剂的分解电压，同时可以提升电池的循环稳定性。同时可以提升电池的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有催化补锂剂分解的电解液添加剂及其应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种具有催化补锂剂分解的电解液添加剂及其应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高、功率密度高、循环寿命长等优点，广泛用于数码、电动汽车、电动工具等领域。但是，锂离子电池存在活性锂损失，需要进行补锂。
[0003]目前，补锂技术主要包括正极补锂和负极补锂，正极补锂无需额外的工艺改进，成本较低，安全性好。但是，常见正极补锂剂如Li2O2、Li3N、Li2C4O4、Li2C2O4、Li2C3O5和Li2C4O6的分解电位都比较高(4.2
‑
4.6V)，需要在首圈充电过程中将电压充至较高的电位才能释放出其容量，发挥补锂效果，而在如此高的电压下，难免对正极材料带来弊端，尤其是会导致加速电解液与正极材料的副反应、还原性电解液氧化分解、正极材料过渡金属溶出等问题。因此，如何降低补锂剂分解电压是亟待解决的难题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种具有催化补锂剂分解的电解液添加剂及其应用，能够协同降低补锂剂分解电压，同时可以提升电池循环稳定性。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种具有催化补锂剂分解的电解液添加剂，包括冠醚、线状醚、含氮多齿配位化合物以及氟苯。
[0006]在其中一些实施例中，所述具有催化补锂剂分解的电解液添加剂包括质量比为1:（2~5）:（3~10）:（1~5）的冠醚、线状醚、含氮多齿配位化合物以及氟苯。
>[0007]更优选地，所述具有催化补锂剂分解的电解液添加剂包括质量比为1:（4~5）:（4~5）:（2~5）的冠醚、线状醚、含氮多齿配位化合物以及氟苯。
[0008]在其中一些实施例中，所述冠醚选自18
‑
冠(醚)
‑
6、15
‑
冠（醚）
‑
5、二环己烷并
‑
18
‑
冠（醚）
‑
6中的至少一种；所述线状醚选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚中至少一种；所述含氮多齿配位化合物选自三氮唑、苯并咪唑、吡啶酰胺中的至少一种。
[0009]本专利技术还提供一种具有催化补锂剂分解的电解液，包含锂盐和上述具有催化补锂剂分解的电解液添加剂。锂盐的浓度为0.5~2moL/L，具有催化补锂剂分解的电解液添加剂占电解液总质量的0.1~20wt%。
[0010]本专利技术还提供上述具有催化补锂剂分解的电解液添加剂或者电解液在含补锂剂的锂离子电池体系中的应用。
[0011]本专利技术还可以提供一种锂离子电池，包括负极极片、含有补锂剂的正极极片、隔膜和上述具有催化补锂剂分解的电解液。
[0012]在其中一些实施例中，所述补锂剂占正极极片总质量的0.1~50wt%，选自草酸锂、过硼化锂、碘化锂、碳酸锂、偏硅酸锂、正硅酸锂、磷酸锂、硫酸锂、硼酸锂、氧化锂、超氧化
锂、硫化锂、氮化锂、氟化锂中的至少一种。
[0013]本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术首次探索发现采用冠醚、线状醚、含氮多齿配位化合物以及氟苯复配作为电解液添加剂，应用到含补锂剂的电池体系中，能够协同促进补锂剂分解，降低补锂剂的分解电压，同时可以提升电池的循环稳定性。
具体实施方式
[0014]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本专利技术。
[0015]以下各实施例，仅用于说明本专利技术，但不止用来限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，所获得的其他所有实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0016]在本专利技术实施例中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品；在本专利技术实施例中，若未具体指明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0017]一实施方式的锂离子电池，包括负极极片、含有补锂剂的正极极片、隔膜和新型电解液。新型电极液包括锂盐、溶剂和具有催化补锂剂分解的电解液添加剂。其中，具有催化补锂剂分解的电解液添加剂主要由冠醚、线状醚、含氮多齿配位化合物和氟苯组成，电解液添加剂的含量占电解液总质量的0.1wt%~20 wt %最佳。其中，补锂剂可以是直接添加入正极极片材料的浆料中，也可以是单独涂敷在正极极片的上方或者正极极片的下方。
[0018]下面举例说明：实施例1本实施例提供一种新型电解液，其制备方法包如下步骤：S1，将精馏脱水纯化处理的EC和DMC按照体积比1:1均匀混合形成机溶剂。
[0019]S2，将充分干燥的锂盐LiPF6溶解于步骤S1的有机溶剂中，锂盐的浓度为1moL/L。
[0020]S3，再向锂盐溶液加入电解液添加剂，包括占电解液总质量1wt%的18
‑
冠(醚)
‑
6、2wt%的乙二醇二甲醚DME、5wt%的三氮唑以及5wt%的氯苯，混匀即得。
[0021]本实施例还提供一种锂离子电池，包括负极极片、含有补锂剂的正极极片、隔膜和本实施例制备的新型电解液。
[0022]其中，负极极片的制备方法包括如下步骤：将负极活性物质人造石墨、导电剂导电碳黑、粘结剂聚丙烯酸酯按照重量比为98:1:1进行混合，加入到去离子水后，在真空搅拌机的搅拌作用下获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在铜箔上；将铜箔在室温晾干后转移至120℃烘箱干燥1h，然后经过冷压、分切得到负极极片。
[0023]含有补锂剂的正极极片的制备方法包括如下步骤：将正极活性物质LiNi
0.8
Co
0.1
Mn
0.1
O2、粘结剂聚偏氟乙烯、导电碳黑按照重量比为98:1:1进行混合，加入N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)，在真空搅拌机作用下搅拌至体系成均一透明状，获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆于厚度为10μm的铝箔上；将涂覆后的铝箔转移至120℃烘箱干燥1h，然后经过冷压、分切得到正极极片。本实施例中，补锂剂为草酸锂，是直接添加入正极材料的浆料中，添加量20wt%。
[0024]将常规分切的厚度达0.278mm的正极极片和0.109mm厚度的负极极片、0.016mm陶瓷处理后的高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜顺序叠好，使隔离膜处于正、负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将本实施例制备好的新型电解液注入到干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，获得锂离子电池。
[0025]实施例2本实施例提供一种新型电解液，其制备方法包如下步骤：S1，将精馏脱水纯化处理的EC和DMC按照体积比1:1均匀混合形成机溶剂。
[0026]S2，将充分干燥的锂盐LiDFOB溶解于步骤S1的有机溶剂中，锂盐的浓度为1moL/L，得锂盐溶液。
[0027]S3，再向锂盐溶液加入电解液添加剂，包括占电解液总质量1wt%的18
‑
冠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有催化补锂剂分解的电解液添加剂，其特征在于，包括如下组分：冠醚，线状醚，含氮多齿配位化合物，以及氟苯。2.根据权利要求1所述具有催化补锂剂分解的电解液添加剂，其特征在于，包括质量比为1:（2~5）:（3~10）:（1~5）的冠醚、线状醚、含氮多齿配位化合物以及氟苯。3.根据权利要求2所述具有催化补锂剂分解的电解液添加剂，其特征在于，包括质量比为1:（4~5）:（4~5）:（2~5）的冠醚、线状醚、含氮多齿配位化合物以及氟苯。4.根据权利要求1至3任一项所述具有催化补锂剂分解的电解液添加剂，其特征在于，所述冠醚选自18
‑
冠(醚)
‑
6、15
‑
冠（醚）
‑
5、二环己烷并
‑
18
‑
冠（醚）
‑
6中的至少一种。5.根据权利要求1至3任一项所述具有催化补锂剂分解的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢佳，曾子琪，覃明盛，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：