一种锂离子电池电解液添加剂制造技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池电解液添加剂

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电解液添加剂、锂离子电池电解液及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池电解液添加剂
、
锂离子电池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
。
然而，使用锂金属作为阳极会存在在负极表面易生长大量的锂枝晶，从而降低电池的稳定性与安全性问题，此外，正极表面在长时间循环运行下开裂严重，会引起电极和电解液直接接触反应，降低电池容量
。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的技术问题，本专利技术提供一种锂离子电池电解液添加剂
、
锂离子电池电解液及其制备方法，本专利技术提供的适用于高镍正极锂离子电池电解液是以氟化溶剂为电解液溶剂，将锂盐与电解液添加剂加入其中，形成复合电解液，该复合电解液能够抑制锂金属与电解液发生不可逆的寄生反应，有效减少锂枝晶生长，避免正极表面出现开裂，使得锂电池体系能够在较长循环时间下可逆运行，保持较高且稳定的库伦效率，实现显著提高锂电池的循环寿命
。
[0005]具体
技术实现思路
如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种锂离子电池电解液添加剂，所述添加剂具有如下通式：
[0007]或
N≡C
‑
R1；
[0008]其中，
R
分别独立的选自
‑
H
或
‑
C≡N
；
R1选自碳原子数为1‑3的烷基；
[0009]所述
R
不能同时为
‑
H
，或所述
R
不能同时为
‑
C≡N。
[0010]可选地，所述添加剂为苯腈
、
邻苯二腈
、
间苯二腈
、
对苯二腈
、1,3,5
‑
苯三腈
、1,3,4
‑
苯三腈
、
乙腈
、
丙腈和丁腈中的至少一种
。
[0011]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
。
[0012]可选地，所述氟化溶剂为氟化苯
、1
‑
氟
‑2‑
(
三氟甲氧基
)
苯
、1
‑
氟
‑4‑
(
三氟甲氧基
)
苯
、3
‑
(
三氟甲氧基
)
氟苯
、
氟代碳酸乙烯酯
、
二氟代碳酸乙烯酯
、
氟代碳酸二甲酯和氟代碳酸甲乙酯中的任意两种；
[0013]所述锂盐为六氟磷酸锂
、
双草酸硼酸锂
、
四氟硼酸锂
、
二氟草酸硼酸锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种
。
[0014]可选地，所述电解液中，所述电解液添加剂的质量分数为1％～
10
％
。
[0015]可选地，所述电解液中，所述电解液添加剂的质量分数为3％
。
[0016]可选地，所述电解液中，锂离子的浓度为1‑
1.5mol/L。
[0017]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：
[0018]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；
[0019]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；
[0020]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％～
10
％的所述锂电池电解液
。
[0021]可选地，所述氟化溶剂为氟化苯
、1
‑
氟
‑2‑
(
三氟甲氧基
)
苯
、1
‑
氟
‑4‑
(
三氟甲氧基
)
苯
、3
‑
(
三氟甲氧基
)
氟苯
、
氟代碳酸乙烯酯
、
二氟代碳酸乙烯酯
、
氟代碳酸二甲酯和氟代碳酸甲乙酯中的任意两种；
[0022]所述电解液添加剂为苯腈
、
邻苯二腈
、
间苯二腈
、
对苯二腈
、1,3,5
‑
苯三腈和
1,3,4
‑
苯三腈
、
乙腈
、
丙腈和丁腈中的至少一种；
[0023]所述锂盐为六氟磷酸锂
、
双草酸硼酸锂
、
四氟硼酸锂
、
二氟草酸硼酸锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种
。
[0024]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
。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术提供一种锂离子电池电解液添加剂
、
电解液及其电解液的制备方法，利用锂盐
、
氟化溶剂和电解液添加剂形成复合电解液，电解液中的添加剂能够促进正负电极表面形成一层致密而钝化的保护性
LiF本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂具有如下通式：或
N≡C
‑
R1；其中，
R
分别独立的选自
‑
H
或
‑
C≡N
；
R1选自碳原子数为1‑3的烷基；所述
R
不能同时为
‑
H
，或所述
R
不能同时为
‑
C≡N。2.
根据上述权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂为苯腈
、
邻苯二腈
、
间苯二腈
、
对苯二腈
、1,3,5
‑
苯三腈
、1,3,4
‑
苯三腈
、
乙腈
、
丙腈和丁腈中的至少一种
。3.
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
。4.
根据上述权利要求3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
、1
‑
氟
‑2‑
(
三氟甲氧基
)
苯
、1
‑
氟
‑4‑
(
三氟甲氧基
)
苯
、3
‑
(
三氟甲氧基
)
氟苯
、
氟代碳酸乙烯酯
、
二氟代碳酸乙烯酯
、
氟代碳酸二甲酯和氟代碳酸甲乙酯中的任意两种；所述锂盐为六氟磷酸锂
、
双草酸硼酸锂
、
四氟硼酸锂
、
二氟草酸硼酸锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种
。5.
根据上述权利要求3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％～
10
％
。6.
根据上述权利要求3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％
。7.
根据上述权利要求3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....

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