一种非水电解液和二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种非水电解液和二次电池

【技术实现步骤摘要】
一种非水电解液和二次电池


[0001]本专利技术属于电解液材料
，具体涉及一种非水电解液和二次电池
。

技术介绍

[0002]电解液是锂离子电池的重要组成部分，它在正负极材料之间起着传输锂离子的作用
。
电池的安全性
、
充放电循环
、
工作温度范围和电池的充放电容量等都与电解液性能有关
。
[0003]目前，锂电池产业中所使用的有机电解质材料主要是烷基碳酸酯类化合物和六氟磷酸锂
(LiPF6)
体系，高温下
(60℃
以上
)
其性能大大下降，而电动汽车用动力电池要求更高的工作温度范围
(
约为
‑
30
至
80℃)。
此外，烷基碳酸酯类有机电解质材料具有可燃性，高温下运行存在巨大的安全性隐患
。
[0004]随着市场对高能量密度和高温高电压稳定性的要求越来越高，因此开发一种提高电池稳定充放电循环性能的电解液体系至关重要
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种非水电解液和二次电池
。
本专利技术提供的非水电解液制备得到的二次电池兼具良好的常温性能
、
高温性能以及低温性能
。
[0006]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种非水电解液，所述非水电解液包括电解质
、
非水溶剂和添加剂，所述添加剂包括具有式Ⅰ所示结构的离子液体添加剂：
[0008][0009]其中虚线代表存在原子间的相互作用
。
[0010]本专利技术通过添加式Ⅰ所示结构的添加剂，吡啶阳离子可用来稳定电解液中的六氟磷酸根离子，以此抑制阴离子的劣化分解
。
其中含有的二氟磷基团能够络合从正极材料溶解到电解液中的金属阳离子，阻止其对负极界面的破坏作用；磺酸基团能够参与负极和正极的成膜过程，从而提高了正极界面的稳定性和负极
SEI
膜的稳定性，以此提高电池的倍率性能
、
低温性能
、
高温性能和充放电的寿命
。
[0011]优选地，以所述非水电解液的总质量为
100
％计，所述具有式Ⅰ所示结构的离子液体添加剂的质量百分含量为
0.01
％
‑
10
％，优选为
0.02
％
‑3％，例如可以为
0.01
％
、0.02
％
、0.05
％
、0.08
％
、0.1
％
、0.2
％
、0.5
％
、0.8
％
、1
％
、2
％
、3
％
、4
％
、5
％
、6
％
、7
％
、8
％
、9
％
、
10
％等
。
[0012]在本专利技术中，调整离子液体添加剂的质量百分含量，使得达到能够提高电池性能的目的，含量过低则性能表现不突出，反之则造成性能劣化及其在电解液中溶解困难
。
[0013]优选地，所述添加剂还包括其他添加剂
。
[0014]在本专利技术中，加入的其他添加剂在负极材料与正极材料表面具有基础成膜剂的效果
。
[0015]优选地，所述其他添加剂包括碳酸亚乙烯酯
、
氟代碳酸乙烯酯
、1,3
‑
丙烷磺内酯或硫酸乙烯酯中的任意一种或至少两种的组合
。
[0016]优选地，以所述非水电解液的总质量为
100
％计，所述其他添加剂的质量百分含量为
0.1
％
‑
10
％，优选为
0.5
％
‑
5.0
％，例如可以为
0.1
％
、0.2
％
、0.5
％
、0.8
％
、1
％
、2
％
、3
％
、4
％
、5
％
、6
％
、7
％
、8
％
、9
％
、10
％
。
[0017]在本专利技术中，调整其他添加剂的质量百分含量，使得电解液在电池中发挥基础成膜的作用，含量过低则会使得基础成膜作用不够，电池基础性能无法正常发挥，反之则会造成电池内阻过高，电池基础性能劣化加速
。
[0018]优选地，所述电解质包括锂盐
、
钠盐或钾盐中的任意一种或至少两种的组合
。
[0019]优选地，所述电解质包括
XClO4、XPF6、XBF4、XTFSI、XFSI、XBOB、XODFB、XCF3SO3或
XAsF6中的任意一种或至少两种的组合，其中，
X
选自
Li、Na
或
K
中的任意一种
。
[0020]优选地，以所述非水电解液的总质量为
100
％计，所述电解质的质量百分含量为6％
‑
49
％，优选为6％
‑
18
％，例如可以为6％
、8
％
、10
％
、12
％
、14
％
、16
％
、18
％
、20
％
、22
％
、25
％
、28
％
、30
％
、32
％
、35
％
、38
％
、40
％
、42
％
、45
％
、49
％等
。
[0021]优选地，所述非水溶剂包括碳酸酯
、
羧酸酯
、
丙酸酯
、
氟醚或芳香烃中的任意一种或至少两种的组合
。
[0022]优选地，所述碳酸酯包括卤代碳酸酯和
/
或非卤代碳酸酯
。
[0023]优选地，所述卤代碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯
、
二氟代碳酸乙烯酯
、
双氟碳酸丙烯酯
、
三氟代乙酸乙酯
、
三氟乙基甲基碳酸酯
、
三氟甲基碳酸乙烯酯
、4
‑
三氟代甲基碳酸乙烯酯
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种非水电解液，其特征在于，所述非水电解液包括电解质
、
非水溶剂和添加剂，所述添加剂包括具有式Ⅰ所示结构的离子液体添加剂：其中虚线代表存在原子间的相互作用
。2.
根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为
100
％计，所述具有式Ⅰ所示结构的离子液体添加剂的质量百分含量为
0.01
％
‑
10
％，优选为
0.02
％
‑3％
。3.
根据权利要求1或2所述的非水电解液，其特征在于，所述添加剂还包括其他添加剂；优选地，所述其他添加剂包括碳酸亚乙烯酯
、
氟代碳酸乙烯酯
、1,3
‑
丙烷磺内酯或硫酸乙烯酯中的任意一种或至少两种的组合
。4.
根据权利要求3所述的非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为
100
％计，所述其他添加剂的质量百分含量为
0.1
％
‑
10
％，优选为
0.5
％
‑
5.0
％
。5.
根据权利要求1‑4中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述电解质包括锂盐
、
钠盐或钾盐中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述电解质包括
XClO4、XPF6、XBF4、XTFSI、XFSI、XBOB、XODFB、XCF3SO3或
XAsF6中的任意一种或至少两种的组合，其中，
X
选自
Li、Na
或
K
中的任意一种
。6.
根据权利要求1‑5中任一项所述的非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为
100
％计，所述电解质的质量百分含量为6％
‑
49
％，优选为6％
‑
18
％
。7.
根据权利要求1‑6中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述非水溶剂包括碳酸酯
、
羧酸酯
、
丙酸酯
、
氟醚或芳香烃中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述碳酸酯包括卤代碳酸酯和
/
或非卤代碳酸酯；优选地，所述卤代碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯
、
二氟代碳酸乙烯酯
、
双氟碳酸丙烯酯
、
三氟代乙酸乙酯
、
三氟乙基甲基碳酸酯
、
三氟甲基碳酸乙烯酯
、4
‑
三氟代甲基碳酸乙烯酯
、
氯代碳酸乙烯酯
、
二

【专利技术属性】
技术研发人员：孙春胜，朱少华，郭营军，邹凯，李闫东，申海鹏，顿温新，王艳杰，
申请(专利权)人：香河昆仑新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：