一种锂电池用电解液添加剂制造技术

本发明专利技术提供一种锂电池用电解液添加剂

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用电解液添加剂、电解液及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂电池用电解液添加剂
、
电解液及其制备方法
。

技术介绍

[0002]社会发展当下，人们对能量密度高
、
寿命长
、
成本低的储能材料的需求愈加增长
。
由于锂金属具有超高的理论比容量
(3860mAh/g)
和最低的化学负电位
(
相对于标准氢电极
(SHE)3.040V)
，是可充电锂电池的理想阳极材料
。
目前，锂离子电池已成功应用于便携式电子设备
、
电动汽车和电网存储等不同领域
。
[0003]适用于锂离子电池的各种正极材料中，
Li[Ni
0.8
Co
0.1
Mn
0.1
]O2(NCM811)
表现出最平衡的性能，具有较高的能量密度和循环稳定性，是作为高容量正极的理想材料
。
[0004]然而，现有用于三元材料正极和锂负极的电解液在长时间充放电循环过程中，电解液体系
CEI
膜开裂严重
、
锂枝晶现象普遍
、
锂离子迁移数低
、
电池寿命短，安全系数低等问题
。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的技术问题，本专利技术提供一种锂电池用电解液添加剂
、/>电解液及其制备方法，本专利技术提供一种由氟化溶剂
、
锂盐和电解液添加剂组成的复合电解液，由该电解液构建的电池在第一次充放电时，电解液添加剂发生剧烈的分解反应，在
SEI
与
CEI
表面形成一层致密
、
均匀且导电的有机高分子薄膜，增强
SEI
与
CEI
的强度和韧性，从而有效阻隔或抑制锂金属与氟化溶剂发生不可逆的寄生反应，以及，抑制电解液与锂金属以及
NCM811
发生的寄生反应而消耗正极电极中的活性物质，保护正极活性电极，抑制正极活性物质分解，进而显著地提高了锂电池的循环寿命与容量保持率
。
[0006]具体
技术实现思路
如下：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种锂离子电池用电解液添加剂，所述电解液添剂为
1,2
‑
双
(
甲氧基甲氧基
)
苯，
1,3
‑
双
(
甲氧基甲氧基
)
苯，
1,4
‑
双
(
甲氧基甲氧基
)
苯，2‑
甲氧基
‑
N
‑
(4
‑
甲氧基苯基
)
苯胺，3‑
甲氧基
‑
N
‑
(4
‑
甲氧基苯基
)
苯胺，4‑
苯甲氧基
‑2‑
甲氧基苯甲醛中的至少一种
。
[0008]第二方面，本专利技术提供一种锂离子电池电解液，所述电解液由上述第一方面所述的电解液添加剂
、
氟化溶剂和锂盐组成
。
[0009]可选地，所述氟化溶剂为氟化苯，2‑
氟三氟甲苯，3‑
氟三氟甲苯，4‑
氟三氟甲苯，
2,3,4,5
‑
四氟三氟甲苯，氟代碳酸乙烯酯，二氟代碳酸乙烯酯，氟代碳酸二甲酯中的任意两种；
[0010]所述锂盐为六氟磷酸锂，双草酸硼酸锂，四氟硼酸锂，双三氟甲磺酰亚胺锂，二异丙基氨基锂中的至少一种
。
[0011]可选地，所述电解液中，所述电解液添加剂的质量分数为1％～7％
。
[0012]可选地，所述电解液中，所述电解液添加剂的质量分数为3％
。
[0013]可选地，所述电解液中，锂离子的浓度为1‑
1.5mol/L。
[0014]第三方面，本专利技术提供一种上述第二方面所述的锂电池电解液的制备方法，所述制备方法包括如下步骤
:
[0015]S1、
在水氧值均小于
0.01ppm
的环境中，将氟化溶剂按照1：1的体积比混合，在常温下搅拌
20
～
30min
，得到氟化溶剂混合溶液；
[0016]S2、
在水氧值均小于
0.01ppm
的环境中，将一定量的锂盐加入氟化溶剂混合溶液中，在常温下搅拌
12
～
36h
，得到锂离子浓度为1‑
1.5mol/L
的电解液前体溶液；
[0017]S3、
在水氧值均小于
0.01ppm
的环境中，将一定量的电解液添加剂加入到电解液前体溶液中，在常温下搅拌2～
4h
，得到含有电解液添加剂质量分数为1％～7％的所述锂电池电解液
。
[0018]可选地，所述氟化溶剂为氟化苯，2‑
氟三氟甲苯，3‑
氟三氟甲苯，4‑
氟三氟甲苯，
2,3,4,5
‑
四氟三氟甲苯，氟代碳酸乙烯酯，二氟代碳酸乙烯酯，氟代碳酸二甲酯中的任意两种；
[0019]所述电解液添加剂为
1,2
‑
双
(
甲氧基甲氧基
)
苯，
1,3
‑
双
(
甲氧基甲氧基
)
苯，
1,4
‑
双
(
甲氧基甲氧基
)
苯，2‑
甲氧基
‑
N
‑
(4
‑
甲氧基苯基
)
苯胺，3‑
甲氧基
‑
N
‑
(4
‑
甲氧基苯基
)
苯胺，4‑
苯甲氧基
‑2‑
甲氧基苯甲醛中的至少一种；
[0020]所述锂盐为六氟磷酸锂，双草酸硼酸锂，四氟硼酸锂，双三氟甲磺酰亚胺锂，二异丙基氨基锂中的至少一种
。
[0021]可选地，所述锂盐在使用前需在
40
～
60℃
真空条件下干燥至少两周
。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术提供一种锂电池用电解液添加剂
、
电解液及其制备方法，本专利技术提供一种由氟化溶剂
、
锂盐和电解液添加剂组成的复合电解液，由该电解液构建的电池在第一次充放电时，电解液添加剂发生剧烈的分解反应，在
SEI
膜与
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添剂为
1,2
‑
双
(
甲氧基甲氧基
)
苯，
1,3
‑
双
(
甲氧基甲氧基
)
苯，
1,4
‑
双
(
甲氧基甲氧基
)
苯，2‑
甲氧基
‑
N
‑
(4
‑
甲氧基苯基
)
苯胺，3‑
甲氧基
‑
N
‑
(4
‑
甲氧基苯基
)
苯胺，4‑
苯甲氧基
‑2‑
甲氧基苯甲醛中的至少一种
。2.
一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液由上述权利要求1所述的电解液添加剂
、
氟化溶剂和锂盐组成
。3.
根据上述权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述氟化溶剂为氟化苯，2‑
氟三氟甲苯，3‑
氟三氟甲苯，4‑
氟三氟甲苯，
2,3,4,5
‑
四氟三氟甲苯，氟代碳酸乙烯酯，二氟代碳酸乙烯酯，氟代碳酸二甲酯中的任意两种；所述锂盐为六氟磷酸锂，双草酸硼酸锂，四氟硼酸锂，双三氟甲磺酰亚胺锂，二异丙基氨基锂中的至少一种
。4.
根据上述权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液中，所述电解液添加剂的质量分数为1％～7％
。5.
根据上述权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液中，所述电解液添加剂的质量分数为3％
。6.
根据上述权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液中，锂离子的浓度为1‑
1.5mol/L。7.
一种上述权利要求2‑6任一所述的锂电池电解液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤
:S1、
在水氧值均小于
0.01ppm
的环境中，将氟化溶剂按照1：1的体积比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘远鹏，宋岱恒，东立伟，袁博韬，何年栋，韩雨铮，李铭凯，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：