一种功能添加剂制造技术

本发明专利技术公开了一种功能添加剂

【技术实现步骤摘要】
一种功能添加剂、功能电解液、锂离子电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种功能添加剂
、
功能电解液
、
锂离子电池及其制备方法
。

技术介绍

[0002]在新时代下，高能量密度锂离子电池已广泛应用于消费类电子产品
。
电解液作为关键核心组分，直接影响高能量密度锂离子电池的电化学性能，尤其是在高温
、
低温
、
存储性能方面影响显著
。
为提高锂离子电池的电化学性能以及安全性能，不同类型电解液功能添加剂已被研究开发
。
电解液添加剂如负极成膜添加剂
、
正极成膜添加剂
、
高温存储添加剂
、
安全添加剂等可以明显改善电极界面，提高电池性能
。
该类添加剂使用含量低，仍发挥出类似“四两拨千斤”效应，因此，研究新型电解液添加剂成为电解液领域的研究重点
。
[0003]但目前电解液添加剂功能单一
、
较传统，为了实现锂离子电池综合性能，往往需要使用更多种类以及更多用量的添加剂，亟需开发研制功能更丰富电解液添加剂，以推动电解液的发展
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种电解液用功能添加剂
、
功能电解液
、
锂离子电池及其制备方法，该功能添加剂与电解液兼容性强
、
功能更丰富，可在电解液中微量或者痕量使用，发挥特别的电解液优化效应
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：
[0006]一种锂离子电池电解液用功能添加剂的制备方法，以柠檬酸和五环三萜酸为碳源，以氨基酸和无机酸为功能试剂，采用水热辅助微波辐射法制备电解液功能添加剂
。
[0007]进一步地，本专利技术的制备方法，包括以下合成步骤：
[0008]1)
称取一定比例的柠檬酸
、
五环三萜酸
、
氨基酸和无机酸，溶于去离子水，移入带有超声装置的水热反应釜中，在一定反应温度并伴随间歇式超声震荡下反应，后经冷却
、
过滤得到粗品；
[0009]2)
将步骤
1)
所得粗品超声分散于有机醇水溶液，得到分散液；将分散液移入带有搅拌装置的微波辐射釜，开启微波，分散液开始回流；向分散液中加入一定量无机碱液以调节
pH
值至中性，冷却，停止微波；
[0010]3)
将步骤
2)
冷却后的分散液采用第一微孔过滤膜进行过滤，然后将滤液采用第二微孔过滤膜进行过滤，将过滤物用透析袋进行透析除去杂质成分，将产物冷冻干燥
、
研磨粉碎，制得纳米级的锂离子电池电解液用功能添加剂
。
[0011]为优化上述技术方案，采取的具体措施
/
限定还包括：
[0012]步骤
1)
中，所述柠檬酸与五环三萜酸的质量比例为
30:1
‑
10
；所述柠檬酸与氨基酸的质量比例为
30:1
‑
10
；所述柠檬酸与无机酸的质量比例为
100:1
‑5；所述的反应温度为
160℃
‑
200℃
，反应时间为2‑
4h
；反应期间每隔
0.1
‑
0.3h
开启超声震荡1‑
3min
，直至反应结束
。
[0013]步骤
1)
中，所述氨基酸选自缬氨酸
、
亮氨酸
、
异亮氨酸
、
甲硫氨酸
、
脯氨酸
、
色氨酸
、
丝氨酸
、
酪氨酸
、
半胱氨酸
、
苯丙氨酸
、
天冬酰胺
、
谷氨酰胺
、
苏氨酸
、
天冬氨酸
、
谷氨酸
、
赖氨酸
、
精氨酸
、
组氨酸
、
吡咯赖氨酸中的一种或多种；所述无机酸为硼酸
、
磷酸
、
硝酸或磺酸中的一种或多种
。
[0014]步骤
2)
中，所述的有机醇水溶液中有机醇与水的比例为1‑
4:6
‑9；所述的有机醇为乙醇
、
异丙醇
、
叔丁醇中的一种或多种；所述的无机碱为氢氧化钠
、
氢氧化锂
、
氢氧化钾中的一种或多种
。
[0015]步骤
3)
中，所述的第一微孔过滤膜孔径在
0.01um
‑
0.30um
；所述的第二微孔过滤膜孔径在
0.002um
‑
0.01um。
[0016]所述的纳米级的锂离子电池电解液用功能添加剂的颗粒粒径分布在
3nm
‑
10nm。
[0017]本专利技术还保护一种锂离子电池电解液用功能添加剂，采用上述方法制备
。
[0018]本专利技术还保护一种锂离子电池功能电解液，其中含有质量百分数为
0.05
％
‑
1.0
％的上述的锂离子电池电解液用功能添加剂
。
[0019]本专利技术还保护一种锂离子电池，其中含有上述的锂离子电池功能电解液
。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术提供了一种锂离子电池电解液用功能添加剂及其制备方法，通过碳源
、
氨基酸以及无机酸结合间歇式超声辅助一步水热法合成纳米级电解液功能添加剂
。
[0022]本专利技术所制备的功能添加剂含有丰富边缘基团以及功能元素和功能离子，与电解液兼容性强，功能丰富，在电解液中微量或者痕量使用，可以发挥特别的电解液优化效应，应用于锂离子电池中，可显著优化电芯的电化学性能和安全性能
。
[0023]且该制备方法稳定
、
方便，绿色环保，且产物纯度高
、
可重复性强，易于批量工业化生产
。
[0024]本专利技术所制备的功能添加剂在电池中表现出了极其优异的电化学性能，为锂离子电池性能优化提供了新的发展方向
。
[0025]具体的，与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：
[0026]第一，本专利技术引入超声辅助以及多碳源前驱体，所制备产物粒径小，可以实现仅几个纳米的级别，且分散好
、
不易团聚，在电解液中表现出优越的溶解性，并可与任意互配组分油性电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池电解液用功能添加剂的制备方法，其特征在于：以柠檬酸和五环三萜酸为碳源，以氨基酸和无机酸为功能试剂，采用水热辅助微波辐射法制备电解液功能添加剂
。2.
根据权利要求1所述的锂离子电池电解液用功能添加剂制备方法，其特征在于，包括以下合成步骤：
1)
称取一定比例的柠檬酸
、
五环三萜酸
、
氨基酸和无机酸，溶于去离子水，移入带有超声装置的水热反应釜中，在一定反应温度并伴随间歇式超声震荡下反应，后经冷却
、
过滤得到粗品；
2)
将步骤
1)
所得粗品超声分散于有机醇水溶液，得到分散液；将分散液移入带有搅拌装置的微波辐射釜，开启微波，分散液开始回流；向分散液中加入一定量无机碱液以调节
pH
值至中性，冷却，停止微波；
3)
将步骤
2)
冷却后的分散液采用第一微孔过滤膜进行过滤，然后将滤液采用第二微孔过滤膜进行过滤，将过滤物用透析袋进行透析除去杂质成分，将产物冷冻干燥
、
研磨粉碎，制得纳米级的锂离子电池电解液用功能添加剂
。3.
根据权利要求2所述的锂离子电池电解液用功能添加剂制备方法，其特征在于：步骤
1)
中，所述柠檬酸与五环三萜酸的质量比例为
30:1
‑
10
；所述柠檬酸与氨基酸的质量比例为
30:1
‑
10
；所述柠檬酸与无机酸的质量比例为
100:1
‑5；所述的反应温度为
160℃
‑
200℃
，反应时间为2‑
4h
；反应期间每隔
0.1
‑
0.3h
开启超声震荡1‑
3min
，直至反应结束
。4.
根据权利要求2所述的锂离子电池电解液用功能添加剂制备方法，其特征在于：步骤
1)
中，所述氨基酸选自缬氨酸
、
亮氨酸
、
异亮氨酸
、
甲硫氨酸
...

【专利技术属性】
技术研发人员：严涛，徐子福，张明慧，张小海，黄鑫，
申请(专利权)人：安普瑞斯无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：