【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种复合电解液及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂离子电池因具有高能量密度、环保无污染和循环寿命长等优点，在便携式电子设备、电动汽车等领域得到广泛应用。然而，由锂离子电池引发的火灾和爆炸事故仍时有发生，锂离子电池的安全性能仍然需要进一步提高。而锂离子电池的电解液是决定其循环稳定性、高压稳定性和安全性的关键材料之一。
2、常见的锂离子电解液主要由具有低闪点、易燃的有机溶剂(如碳酸乙酯(ec)、碳酸丙烯(pc)、碳酸乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)等)和热不稳定的锂盐(如lipf6)组成。因此，当电池内部温度由于滥用或冲击等原因升高时，容易造成有机溶剂分解，进而加剧温度升高，最终导致热失控。
3、在电解液中引入阻燃添加剂是最经济有效的方法之一，可以在电池温度上升时阻止电池内部反应，有效降低电池热失控风险。现有的电解液中引入的阻燃添加剂如甲基三甲氧基硅烷，虽然其加入能够提高电解液的热稳定性，但该添加剂并不利于固体电解质膜(sei)的稳定形成。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种复合电解液及其制备方法与应用，从而克服现有技术的不足，本专利技术设计的复合电解液添加剂能够提高电池热安全性能，减少热失控导致的安全问题，降低传统有机电解液的可燃性，抑制或避免可充电电池的燃烧。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供一种复合电解液，包括有机溶剂
4、在一些其他实施方式中，所述电解质锂盐在有机溶剂中的浓度为0.5-2mol/l；所述添加剂占有机溶剂的体积为1-10％；该浓度比例能够在确保阻燃效果的同时，尽量减少阻燃剂副作用对电解液电化学性能的影响。
5、优选的，所述电解质锂盐在有机溶剂中的浓度为1mol/l；所述添加剂占有机溶剂的体积为5％。
6、在一些其他实施方式中，所述甲基三甲氧基硅烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚和三乙二醇单甲醚的体积比为(1-3)：(1-3)：1；
7、优选的，所述甲基三甲氧基硅烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚和三乙二醇单甲醚的体积比为1：1：1。
8、在一些其他实施方式中，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯；
9、所述碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的体积比为(1-3)：(1-3)：1；
10、优选的，所述碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的体积比为1：1：1。
11、在一些其他实施方式中，所述电解质锂盐为高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、或六氟磷酸锂中的一种或多种；
12、优选的，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂。
13、第二方面，本专利技术提供第一方面所述的复合电解液的制备方法，将有机溶剂、电解质锂盐和添加剂混合，即得。
14、在一些其他实施方式中，所述混合的条件为：室温下及惰性气氛。
15、第三方面，本专利技术提供第一方面所述的复合电解液在锂离子电池中的应用。
16、第四方面，本专利技术提供一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和第一方面所述的复合电解液。
17、在一些其他实施方式中，锂离子电池为三元正极材料锂离子电池、磷酸铁锂正极材料锂离子电池、磷酸锰铁锂正极材料锂离子电池、镍锰酸锂正极材料锂离子电池和高镍正极材料锂离子电池。
18、本专利技术的有益效果：
19、(1)本专利技术通过优化复合电解液添加剂的配方及添加比例，能够提高电池热安全性能，减少热失控导致的安全问题，降低传统有机电解液的可燃性，抑制或避免可充电电池的燃烧。
20、(2)本专利技术中的复合电解液添加剂由mtms、氢氟醚347和tem组成；其中，mtms作为一种硅烷化合物，其独特的化学结构使其在提高材料的热稳定性和阻燃性能，但其生成的sei膜不够稳定，易分解。氢氟醚347具有优异的化学和热稳定性，不易燃，常用于环保溶剂，由于其氟原子的强电负性和弱极性，可以提高电极/电解液界面的兼容性，并且可以形成致密稳定的富lif的sei，有利于改善mtms的短板，使电池在循环过程中的库仑效率提高；tem具有醇和醚的化学性质，闪点较高，可以溶解多种有机溶剂，可以优化负极sei膜，提高电解液与负极的兼容性，其还原产物组成的钝化层极性强，对负极的黏着力好，不易脱落，而且优异的空间结构利于li+传输。氢氟醚347和tem加入优化mtms实现更好的阻燃效果。
21、(3)本专利技术添加了该复合阻燃添加剂的电池，在1c长循环性能测试中，显示出了更高的充放电稳定性和更长的循环寿命。在40℃循环100圈后，添加剂能够减缓电池在高温下反复充放电过程中的老化速度，保持电池的比容量。在充放电测试中，添加了复合阻燃剂的电池略微提高了电池在高温下的储存电荷的能力，提高了电池的比容量；在变倍率充放电条件下，能够保持较高的比容量，能够在大电流条件下快速充放电，同时保持较低的能耗和热量产生，具有更强的高温稳定性。
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1.一种复合电解液，其特征在于，包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂；所述添加剂包括甲基三甲氧基硅烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚和三乙二醇单甲醚。
2.根据权利要求1所述的复合电解液，其特征在于，所述电解质锂盐在有机溶剂中的浓度为0.5-2mol/L；所述添加剂占有机溶剂的体积为1-10％；
3.根据权利要求1所述的复合电解液，其特征在于，所述甲基三甲氧基硅烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚和三乙二醇单甲醚的体积比为(1-3)：(1-3)：1；
4.根据权利要求1所述的复合电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯；
5.根据权利要求1所述的复合电解液，其特征在于，所述电解质锂盐为高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、或六氟磷酸锂中的一种或多种；
6.一种权利要求1-5任一项所述的复合电解液的制备方法，其特征在于，将有机溶剂、电解质锂盐和添加剂混合，即得。
7.根据权利要求6所述的复合电解液的制备方法，其特征在于，所述混合的条件为：室温下及惰性气氛。
8.一种权利要求1-5任一项所述的复合电解液在锂离子电池中的应用。
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜和权利要求1-5任一项所述的复合电解液。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，锂离子电池为三元正极材料锂离子电池、磷酸铁锂正极材料锂离子电池、磷酸锰铁锂正极材料锂离子电池、镍锰酸锂正极材料锂离子电池和高镍正极材料锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种复合电解液，其特征在于，包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂；所述添加剂包括甲基三甲氧基硅烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚和三乙二醇单甲醚。
2.根据权利要求1所述的复合电解液，其特征在于，所述电解质锂盐在有机溶剂中的浓度为0.5-2mol/l；所述添加剂占有机溶剂的体积为1-10％；
3.根据权利要求1所述的复合电解液，其特征在于，所述甲基三甲氧基硅烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚和三乙二醇单甲醚的体积比为(1-3)：(1-3)：1；
4.根据权利要求1所述的复合电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯；
5.根据权利要求1所述的复合电解液，其特征在于，所述电解质锂...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶涛，邹讯，陈万盛，王艳丽，李锋，马文磊，薛铭洋，任泽鑫，康荣开，张建新，
申请(专利权)人：亿恩科天润新能源材料山东有限公司，
类型：发明
国别省市：
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