一种电解液及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电解液及其制备方法和锂离子电池，该电解液包括锂盐

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及其制备方法和锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种电解液及其制备方法和锂离子电池
。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有高能量密度
、
长循环寿命和环境友好等优点，已被广泛应用于数码消费类
、
电动汽车和储能等方面
。
但高电压体系锂离子电池的发展受困于高压正极氧化稳定性差
、
循环稳定性差等问题，同时在传统的碳酸酯电解液中，由于电解液中易燃溶剂会导致的严重的安全隐患，电解液的安全性也是电解液设计的关键点之一
。
[0003]因此，开发一种兼顾电极稳定性和安全性的新型电解液迫不及待
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种电解液，电解液中的溶剂
a
引入具有阻燃效果优异的磷酸基团与苯基团，进一步提高电解液的高压稳定性和安全性能，添加剂
b
中引入
F
原子，提高电解液稳定性的同时，抑制正极金属的溶出，可明显改善电池循环和倍率性能，有效提升电池的安全性能
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术的一种电解液，包括锂盐
、
有机溶剂
、
溶剂
a、
添加剂
b
以及添加剂
c
，所述溶剂
a
为式Ⅰ所示的化合物，所述添加剂
b
为式Ⅱ所示的化合物；
[0007][0008]其中，
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11
和
R12
分别独立地选自
H、
卤原子
、
碳原子数为1～
10
的烷烃基
、
碳原子数为2～
10
的不饱和烃基
、
碳原子数为1～
10
的烷氧基
、
碳原子数为2～
10
的烷酰基和苯基中的一种，且所述烷烃基
、
所述不饱和烃基
、
所述烷氧基和所述烷酰基中的
H
部分或全部被卤原子
、
氰基
、
羧基和磺酸基中的一种或多种取代
。
[0009]优选的，所述式Ⅰ所示的化合物中
R1、R4
和
R5
为碳原子数为1～
10
的烷烃基，
R2、R3、R6
和
R7
为氢原子；所述式Ⅱ所示的化合物中
R10
为碳原子数为1～
10
的烷烃基，
R8、R9
和
R12
为氢原子，
R11
为卤素原子
。
[0010]优选的，所述式Ⅰ所示的化合物中
R1
为甲基
、R4
和
R5
为乙基，
R2、R3、R6
和
R7
为氢原子；所述式Ⅱ所示的化合物中
R10
为甲基，
R8、R9
和
R12
为氢原子，
R11
为氟原子
。
[0011]优选的，所述添加剂
c
为碳酸亚乙酯
、
氟代碳酸乙烯酯
、
碳酸乙烯亚乙酯
、1,3
‑
丙烷磺酸内脂
、
亚硫酸丙烯酯
、
硫酸乙烯酯
、4
‑
甲基硫酸亚乙酯和
、
丁二酸酐
、
丁二腈
、
己二腈和
1,3,6
‑
己烷三腈中一种或多种
。
[0012]优选的，所述添加剂
c
为氟代碳酸乙烯酯
、1,3
‑
丙烷磺酸内脂
、1,3,6
‑
己烷三腈的混合物，所述氟代碳酸乙烯酯
、1,3
‑
丙烷磺酸内脂
、1,3,6
‑
己烷三腈的质量比为
(5
‑
8)
：
(3
‑
6)
：
(1
‑
5)。
[0013]优选的，所述锂盐为六氟磷酸锂
、
高氯酸锂
、
四氟硼酸锂和双氟草酸硼酸锂中的一种或多种
。
[0014]优选的，有机溶剂包括环状有机溶剂和链状有机溶剂，所述环状有机溶剂为碳酸乙烯酯
、
碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或多种，所述链状有机溶剂为碳酸二甲酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸甲乙酯
、
丙酸乙酯和丙酸丙酯中的一种或多种
。
[0015]根据本申请的另一方面，本申请提供一种电解液的制备方法，包括如下步骤：
[0016]1)
在充满氮气的手套箱中，将碳酸乙烯酯
、
碳酸丙烯酯
、
碳酸二乙酯
、
丙酸丙酯按重量份数比为
(13
‑
17)
：
(6
‑
12)
：
(6
‑
12)
：
(60
‑
70)
混合配制有机溶剂；
[0017]2)
向有机溶剂中缓慢加入锂盐，配置成浓度为
1.2mol/L
的锂盐溶液；
[0018]3)
将锂盐
、
有机溶剂
、
溶剂
a、
添加剂
b
以及添加剂
c
按重量份数比为
(14
‑
16)
：
(35
‑
70)
：
(5
‑
20)
：
(1
‑
10)
：
(14
‑
16)
混合制得电解液
。
[0019]根据本申请的又一方面，本申请提供一种锂离子电池，包括正极片
、
负极片
、
隔离膜以及电解液，所述电解液为前文所述的电解液
。
[0020]本专利技术的有益效果在于：溶剂
a
中引入具有阻燃效果优异的磷酸基团与苯基团，进一步提高电解液的高压稳定性和安全性能，双乙氧基的引入，提供多个与
Li+
配位位点，进而降低电解液粘度，同时溶剂
a
参与正负极成膜，生成富
P、S
的致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电解液，其特征在于，包括锂盐
、
有机溶剂
、
溶剂
a
和添加剂
b
，所述溶剂
a
为式Ⅰ所示的化合物，所述添加剂
b
为式Ⅱ所示的化合物；其中，
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11
和
R12
分别独立地选自
H、
卤原子
、
碳原子数为1～
10
的烷烃基
、
碳原子数为2～
10
的不饱和烃基
、
碳原子数为1～
10
的烷氧基
、
碳原子数为2～
10
的烷酰基和苯基中的一种，且所述烷烃基
、
所述不饱和烃基
、
所述烷氧基和所述烷酰基中的
H
部分或全部被卤原子
、
氰基
、
羧基和磺酸基中的一种或多种取代
。2.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述式Ⅰ所示的化合物中
R1、R4
和
R5
为碳原子数为1～
10
的烷烃基，
R2、R3、R6
和
R7
为氢原子；所述式Ⅱ所示的化合物中
R10
为碳原子数为1～
10
的烷烃基，
R8、R9
和
R12
为氢原子，
R11
为卤素原子
。3.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述式Ⅰ所示的化合物中
R1
为甲基
、R4
和
R5
为乙基，
R2、R3、R6
和
R7
为氢原子；所述式Ⅱ所示的化合物中
R10
为甲基，
R8、R9
和
R12
为氢原子，
R11
为氟原子
。4.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，还包括添加剂
c
，所述添加剂
c
为碳酸亚乙酯
、
氟代碳酸乙烯酯
、
碳酸乙烯亚乙酯
、1,3
‑
丙烷磺酸内脂
、
亚硫酸丙烯酯
、
硫酸乙烯酯
、4
‑
甲基硫酸亚乙酯和
、
丁二酸酐
、
丁二腈
、
己二腈和
1,3,6
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玉希，刘鹏，徐雄文，王志斌，
申请(专利权)人：湖南立方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：