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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种电化学储能领域的技术,具体是一种宽温域可快充混盐电解液及其制备方法。
技术介绍
1、现有锂离子电池在低温环境下充电困难,循环寿命缩短且安全隐患大。作为锂离子电池的重要组成部分,电解液对其低温性能的发挥有至关重要的作用。基于石墨负极的锂离子电池所使用的电解液普遍含有碳酸乙烯酯,其具有较高的熔点(35~38℃),一般情况下在-20℃以下会凝固导致电池停止工作。研究指出,改变电解液的溶剂化结构,提升电解液的电导率并改善电解液-电极材料界面可以明显提高锂离子电池的低温性能。然而,目前大多数低温锂电电解液依旧存在着低温下可充性能差、电化学窗口窄以及倍率性能差等问题,仅用于实验室的基础研究,距离商业应用还有很长距离。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有锂离子电池的碳酸酯类电解液液相范围窄、低温充放电困难、快速充放电性能差且对活性锂稳定性不足等问题,提出一种宽温域可快充混盐电解液及其制备方法。该电解液包含高极性超低凝固点的溶剂体系和含有高解离型及强吸附型混合锂盐,相比现有锂电池倍率性能差且在低温下(≤-20℃)无法充放电等问题,本专利技术所配制的电解液具有凝固点低、粘度低和锂离子电导率高等特点,能够有效改善锂离子的低温传输和倍率性能,使锂离子电池能够在-100℃~50℃温度范围内安全稳定运行。除此之外,本专利技术所制备的电解液具备高氧化稳定性(>5.0vvs.li+/li),可以适配镍钴锰(ncm)三元材料、镍钴铝(nca)三元材料、磷酸铁锂(lifepo4)材料、
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的:
3、本专利技术涉及一种宽温域可快充混盐锂电电解液,由混合锂盐和溶剂组成,其中:混合锂盐为至少一种高解离型锂盐和至少一种强吸附型锂盐的组合。
4、所述的高解离型锂盐为六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、双五氟乙基磺酸亚胺锂、三氟甲基五氟乙基磺酸亚胺锂或三氟甲磺酸锂。
5、所述的强吸附型锂盐为六甲基二硅基胺基锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、硝酸锂或二氟磷酸锂。
6、所述的溶剂为碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、硫酸亚乙酯、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、丁酸丁酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、乙腈、丁腈、庚二腈、戊二腈、3-甲氧基丙腈、环丁砜、甲基-异丙基砜、乙基-异丙基砜或其组合。
7、所述的混合锂盐在溶剂中的浓度为0.5moll-1~2.0moll-1。
8、所述的锂电电解液为锂离子电池或锂金属电池的电解液。
9、所述的锂电电池的负极为石墨、硬碳、软碳、锂金属或其组合。
10、所述的电解液的工作温度为-100~50℃。
11、本专利技术涉及上述电解液的制备方法:通过将至少一种高解离型锂盐和至少一种强吸附型锂盐的混合锂盐溶解于溶剂中,在25~50℃条件下搅拌至完全溶解即得。
12、技术效果
13、相比现有碳酸酯类电解液的液相范围窄,离子电导低,低温充放性能差且对活性锂稳定性不足,醚类电解液的离子电导以及液相范围虽较现有碳酸酯类电解液有所提高,但其对石墨负极的兼容性差,且电化学窗口窄,无法匹配高压正极。而本专利技术以具有高极性超低凝固点的一种或者几种按任意比组成的混合物为溶剂,使用高解离型锂盐和强吸附型锂盐的混合物作为锂盐,制备所得的电解液兼顾离子电导高、离子去溶剂化能垒低、凝固点低以及电化学窗口宽的优势,具备宽温域可快充的能力;此外,本电解液体系兼容锂金属和锂离子电池的多种负极材料以及高电压正极,应用范围广。
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1.一种宽温域可快充混盐锂电电解液,其特征在于,由混合锂盐和溶剂组成,其中:混合锂盐为至少一种高解离型锂盐和至少一种强吸附型锂盐的组合;
2.根据权利要求1所述的宽温域可快充混盐锂电电解液,其特征是,所述的混合锂盐在溶剂中的浓度为0.5molL-1~2.0molL-1。
3.根据权利要求1所述的宽温域可快充混盐锂电电解液,其特征是,所述的锂电电解液为锂离子电池或锂金属电池的电解液。
4.根据权利要求1所述的宽温域可快充混盐锂电电解液,其特征是,所述的锂电电池的负极为石墨、硬碳、软碳、锂金属或其组合。
5.根据权利要求1所述的宽温域可快充混盐锂电电解液,其特征是,所述的电解液的工作温度为-100~50℃。
6.根据权利要求1-5中任一所述的宽温域可快充混盐锂电电解液的制备方法,其特征在于,将至少一种高解离型锂盐和至少一种强吸附型锂盐的混合锂盐溶解于溶剂中,在25~50℃条件下搅拌至完全溶解即得。
【技术特征摘要】
1.一种宽温域可快充混盐锂电电解液,其特征在于,由混合锂盐和溶剂组成,其中:混合锂盐为至少一种高解离型锂盐和至少一种强吸附型锂盐的组合;
2.根据权利要求1所述的宽温域可快充混盐锂电电解液,其特征是,所述的混合锂盐在溶剂中的浓度为0.5moll-1~2.0moll-1。
3.根据权利要求1所述的宽温域可快充混盐锂电电解液,其特征是,所述的锂电电解液为锂离子电池或锂金属电池的电解液。
4.根据权...
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