CN103378370A

CN103378370A - 一种锂铁电池用碘化锂有机电解液及其制备方法

Info

Publication number: CN103378370A
Application number: CN2012101221182A
Authority: CN
Inventors: 熊鲲; 林虎群; 袁翔云; 朱慧; 舒亚飞
Original assignee: Zhangjiagang Guotai Huarong New Chemical Materials Co Ltd
Current assignee: Zhangjiagang Guotai Huarong New Chemical Materials Co Ltd
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2032-04-24
Also published as: CN103378370B

Abstract

本发明公开了一种锂铁电池用碘化锂有机电解液及其制备方法，有机电解液由电解质锂盐、有机溶剂、添加剂组成，其中锂盐为无水碘化锂或无水碘化锂与其它锂盐的组合，有机溶剂为醚类、砜类、碳酸酯类有机溶剂的组合，添加剂为添加剂A与添加剂B的组合；所述的制备方法步骤如下：（1）在干燥环境下，将有机溶剂、添加剂脱水后搅拌混合成为均一的液体；（2）将锂盐溶解在上述液体中，得到半成品；（3）使用锂化分子筛对所述半成品进行吸附脱水，吸附完毕过滤即得成品。用所述的碘化锂有机电解液制作的锂铁电池，既能降低成本，又大幅度提高了低温放电、高温放电和大电流放电性能，并满足了环保要求。

Description

一种锂铁电池用碘化锂有机电解液及其制备方法

技术领域

本发明属于锂电池领域，特别是涉及了一种碘化锂有机电解液及其制备方法，该碘化锂有机电解液主要用于锂铁电池(Li/FeS₂)。

背景技术

随着电子信息技术的不断进步，消费电子产品不断向多样化、小型化、高功率化的趋势发展，对电池各方面的性能要求也在快速提升，要求电池能量密度大、功率密度高、价格适宜、使用方便、自放电率低、储存寿命长，特别是对电池的能量密度和功率密度提出了越来越高的要求。

二次电池因能充电反复利用得到了快速发展，但因其一次容量低、自放电率较高、存放时间短、安全性能差、使用后需充电、型号未标准化通用性差等原因无法替代一次电池，而一次电池因其一次容量高、自放电率极低(可常温存放5～10年)、放电平缓、型号标准化通用性好等优点，在近几年因市场需求不断增大得到了飞速发展，在21世纪的电池市场中仍将占有主导地位。

常用的碱锰电池由于自身能量体系性能所限，其在大电流下放电时间短容量偏低；锌镍电池搁置时间稍长电池容量即明显下降，电池重量大能量密度较低；两者越来越不适应不断提高的市场需求。使用有机电解液的锂一次电池具有较高的能量密度和功率密度，是近年一次电池中增长最快的种类，锂一次电池分为高压和低压两种，开路电压≥3.0V为高压锂电池，其代表为锂锰电池(Li-MnO₂)、锂氟电池(Li-CF_x)、锂亚电池(Li-SOCl₂)；开路电压≤3.0V为低压锂电池，其代表为锂铁电池(Li-FeS₂)，其工作电压为1.5V。由于锂铁电池工作电压与应用最广泛的碱锰、镍氢、碳性、锌银电池均为1.5V，可以在无须更改现有电路及终端设计的情况下，零成本替代上述电池。

以数码相机为例，普通碱锰电池或锌镍电池是不适合的，或者说是非常浪费的，普通碱锰电池在1A放电电流下放电容量为300mAh，连续闪光拍照张数仅为280张(使用柯达C743数码相机)，锌镍电池的连续拍照张数500张左右，而锂铁电池在1A放电电流下放电容量高达2400mAh，可连续拍照达2600张，且同型号锂铁电池重量仅为碱锰电池的二分之一，锌镍电池的三分之一。普通碱锰电池采用水系电解液，由于水的凝固点为0℃，在-10～-40℃的低温环境下电池性能将迅速降低甚至完全不可用，锂铁电池采用的有机体系电解液溶剂的熔点通常在-50℃以下，实际测试的锂铁电池在-10～-40℃的低温环境下的放电性能要远远好于碱锰电池。

锂铁电池的正极为二硫化亚铁(FeS₂)，负极为金属锂(Li)，电池的放电反应机理是FeS₂+4Li→2Li+Li₂FeS₂→Fe+2Li₂S，FeS₂的理论克容量为890mAh/g，Li的理论克容量为3800mAh/g，其理论比能量高达1323Wh/kg，而常用的锂锰、碱锰、锌氧化银等其它一次性电池的理论比能量仅为200～500Wh/kg。因此，锂铁电池与锂锰、碱锰、锌氧化银等其它一次性电池相比具有非常大的优势，是未来将快速发展的新型一次性电池。

锂铁电池电解液主要由电解质盐和溶剂组成，电解质盐是电解液的核心，其好坏直接影响到电池的容量、功率、使用寿命等主要性能，电解质锂盐应满足以下条件，1)电解质盐与电极正负极材料、活性反应物质、溶剂不发生化学反应，有较宽的电化学窗口；2)在有机溶剂中溶解度高，容易解离，电导率高；3)电解质盐热稳定好，在电池使用高低温环境下不分解不反应，满足安全性要求。

锂铁电池最初面世时采用六氟磷酸锂(LiPF₆)体系或高氯酸锂(LiClO₄)体系电解液，而两者均存在较大缺点。六氟磷酸锂体系电解液的电解质盐为LiPF₆，具有电导率高、内阻小、放电速度快等优点，但其吸湿性强，对水分和溶剂中杂质十分敏感，在溶剂中微量水分的作用下LiPF₆分解生成氟化氢(HF)。HF是一种腐蚀性极强的化学物质，容易侵蚀锂铁电池负极金属Li，在负极金属锂表面沉积生成一层致密的氟化锂(LiF)，阻止电池继续反应，导致电池容量大量损失，因此六氟磷酸锂体系电解液不适宜应用在锂铁电池中。由于高氯酸锂属于强氧化剂，其所含的Cl⁺⁷会将二硫化亚铁正极中的Fe⁺²氧化成Fe⁺³，轻则造成锂铁电池的放电容量下降、储存时间缩短、安全性降低，重则会导致锂铁电池报废或出现安全性事故，因此高氯酸锂电解液也是不适合应用在锂铁电池中的；此外随着对电池环保性能要求的提高，高氯酸锂电解液也不符合欧盟制定的电子产品的无卤标准(Cl＜900ppm，Br＜900ppm，Cl+Br＜1500ppm)，必将在未来的一段时间内遭到淘汰。随着技术发展，锂铁电池电解液开始采用三氟甲基磺酸锂(LiCF₃SO₃)作为电解质盐，但是三氟甲基磺酸锂的电导率较低，并且三氟甲基磺酸锂制备复杂、纯度较低，配制电解液所用高纯电池级LiCF₃SO₃主要依赖进口，价格相对昂贵，因此以三氟甲基磺酸锂为主盐的锂铁电池电解液的在商业化应用中有较大的局限性。

由于上述电解液体系的不足，商用锂铁电池电解液目前主要是采用无水碘化锂(LiI)体系。无水碘化锂(LiI)是一种新型的电解质锂盐，基本满足上文中提到的电解质锂盐三个条件，是锂铁电池电解液比较理想的电解质盐。由于LiI制备方法及工艺路线较LiCF₃SO₃简单，国内厂商能够稳定供应成熟的高纯电池级LiI产品，相对LiCF₃SO₃成本较低；此外同摩尔浓度LiI电解液的电导率要高出LiCF₃SO₃电解液40～60％，LiI在电解液中所占质量分数也相对LiCF₃SO₃要低，在以上两个因素的共同作用下，LiI电解液的成本与LiCF₃SO₃电解液比较相对较低，这非常有利于LiI电解液大规模地商业化应用在锂铁电池中。

中国专利申请号为CN200580036054.2的专利文件中提到的碘化锂电解液主要采用醚类作为溶剂(醚类占溶剂总体积的90％以上，占电解液总质量的85％以上)，其代表为乙二醇二乙醚、乙二醇二甲醚、1，3-二氧五环。

中国专利申请号为CN200980115496.4的专利文件中提到的碘化锂电解液主要由1，3-二氧五环、乙二醇二甲醚、碳原子数大于7的不对称链状醚等醚类溶剂组成，此专利电解液的溶剂基本全部由醚类构成。

中国专利申请号为CN200980105089.5的专利文件中提到的碘化锂电解液采用1，3-二氧五环、乙二醇二甲醚等醚类与环丁砜(质量分数5％左右)的混合溶剂，醚类含量依然占电解液总质量的比例高达80％以上。

经过试验发现，锂铁电池用碘化锂有机电解液中的醚类溶剂含量过高会带来以下几个缺点，给锂铁电池的性能造成较大损害。

第一，LiI中的碘离子I-在溶剂中的氧化物及过氧化物的作用下会氧化生成少量碘单质I₂，除导致电解液的电导率降低外，生成的碘单质I₂也会沉积在电极材料表面影响反应进行，导致电池的放电容量下降、大倍率放电电流降低、储存时间减少。由于醚类溶剂在生产过程中会残留有少量氧化物及过氧化物，这也是电解液中氧化物及过氧化物的主要来源。为解决碘离子I-在溶剂中被氧化的问题，锂铁电池用碘化锂电解液必须控制混合溶剂中醚类溶剂的用量。

第二，由于醚类的介电常数较低，较高的醚类含量会导致电解液电导率偏低，在锂铁电池进行大电流放电时会导致其性能下降，这也是碘化锂电解液必须控制混合溶剂中醚类溶剂的用量的另一个原因。

第三，在氧化物存在或者高温环境中，醚类溶剂容易受到氧化发生聚合现象，此现象在乙二醇二甲醚、1，3-二氧五环上表现特别明显，胶状的聚合产物会导致电解液的粘度显著增大，随着时间增长电解液最终会变成油状粘稠液体，这将导致电解液的电导率明显降低，电池性能急剧下降甚至完全报废。

第四，醚类的沸点普遍较低(乙二醇二乙醚沸点96℃、乙二醇二甲醚沸点85℃、1，3-二氧五环沸点76℃)，当锂铁电池在高温环境下储存或使用时，电解液中的醚类在高温下容易挥发产生大量蒸汽，导致锂铁电池的高温储存及放电性能显著下降，而蒸汽导致的电池内部压力过高对锂铁电池的安全性能也会造成一定影响。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种锂铁电池用碘化锂有机电解液，本发明的另一个目的是提供该种碘化锂有机电解液的制备方法；所述的碘化锂有机电解液，其既能降低成本，又大幅度地提高了锂铁电池的低温放电、和大功率放电性能，并满足了环保要求。

根据锂铁电池的特点，作为电解液的溶剂应该满足以下要求，1)熔点低、沸点高；2)介电常数高、粘度低；3)电解质锂盐的溶解度高；4)电化学窗口宽，稳定性高。但实际应用中，上述要求有些是互相冲突的，单一溶剂很难同时满足，如沸点高的溶剂通常粘度也偏高，为了找到稳定性好和导电率高的电解液，溶剂和电解质的结合非常关键，因此通常采用混合溶剂来弥补各组分的一些缺点。并且本发明中将醚类溶剂占电解液质量的比例控制在65％以下。

为解决LiI中的碘离子I-在溶剂中氧化生成碘单质的问题，除采用混合溶剂并控制醚类溶剂用量外，还可以在LiI电解液中加入抗氧化剂，以去除或减少氧化物及过氧化物对碘化锂电解液的影响，所用抗氧化剂主要选自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、特丁基对苯二酚、丁基羟基茴香醚中的至少一种，即添加剂A。

另据实验证实，在电解液中加入3-甲基异噁唑、5-甲基异噁唑、3，5-二甲基异噁唑、3，5-二甲基-4-碘基异噁唑为代表的添加剂B，能够有效的避免醚类溶剂高温时发生开环聚合现象，保持锂铁电池在高温环境下的良好性能。

因此两种添加剂的联合使用，可以在氧化物存在和高温环境下维持锂铁电池性能。

为实现本发明的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案。

所述的一种锂铁电池用碘化锂有机电解液，所述的碘化锂有机电解液由电解质锂盐、有机溶剂、添加剂组成，其特点是：所述的电解质锂盐为无水碘化锂或无水碘化锂与其它锂盐的组合，所述其它锂盐选自四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双草酸硼酸锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种；所述的有机溶剂为醚类、砜类与碳酸酯类溶剂的组合；所述添加剂为添加剂A与添加剂B的组合，其中添加剂A选自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、特丁基对苯二酚、丁基羟基茴香醚中的至少一种，添加剂B选自3-甲基异噁唑、5-甲基异噁唑、3，5-二甲基异噁唑、3，5-二甲基-4-碘基异噁唑中的至少一种；所述无水碘化锂的含量占所述碘化锂有机电解液总质量的1～20％，所述其它锂盐的含量占所述碘化锂有机电解液总质量的0～10％；所述醚类溶剂含量占所述碘化锂有机电解液总质量的10～65％，所述砜类溶剂含量占所述碘化锂有机电解液总质量的5～50％，所述碳酸酯类溶剂含量占所述碘化锂有机电解液总质量的0～40％；所述添加剂A含量占所述碘化锂有机电解液总质量的0.005～4％，所述添加剂B含量占所述碘化锂有机电解液总质量的0.005～3％，并且两种添加剂的含量之和占所述碘化锂有机电解液总质量的0.01～5％。

进一步地，前述的一种锂铁电池用碘化锂有机电解液，其中，所述醚类有机溶剂选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲乙醚、1，3-二氧五环、1，3-二氧六环、1，4-二氧六环、四氢呋喃中的至少一种；所述砜类有机溶剂选自乙烯砜、二甲亚砜、环丁砜中的至少一种；所述碳酸酯类溶剂选自环状碳酸酯或链状碳酸酯，其中环状碳酸酯有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、1，4-丁内酯中的至少一种，链状碳酸酯有机溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸酯二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯中的至少一种。

在实际应用中，优选无水碘化锂的纯度≥99％，优选纯度≥99.5％，水分在0～1000ppm之间。优选的，所述有机溶剂的纯度≥99％，优选纯度≥99.5％，更优选纯度≥99.95％，脱水后水分在0～100ppm之间。优选的，所述添加剂的纯度≥99％，脱水后水分在0～500ppm之间。

为实现本发明的另一个目的，本发明采用了以下的技术方案。

所述的一种锂铁电池用碘化锂有机电解液的制备方法，包括以下步骤：(1)在水分≤10ppm的干燥环境下，将有机溶剂、添加剂使用普通分子筛脱水后搅拌混合，直至所述有机溶剂和所述添加剂成为均一的液体；(2)将锂盐溶解在上述液体中，得到碘化锂有机电解液半成品；所述的锂盐为无水碘化锂或无水碘化锂与其它锂盐的组合；(3)使用锂化分子筛对所述半成品进行吸附脱水，直至水分控制在0～200ppm之间，吸附完毕过滤即得成品。

进一步地，前述的制备方法，其中，所述的锂化分子筛的分子筛孔径尺寸为0.3～0.5纳米，外形为圆粒状、条状、棒状或不规则颗粒状，所述的锂化分子筛的锂化程度≥99.5％。优选锂化程度≥99.95％。

由于无水碘化锂(CAS登录号：10377-51-2)中会有少量三水合碘化锂(CAS登录号：85017-80-7)残留，三水合碘化锂中的水分是以结晶水的形式存在，仅凭借常规的真空干燥技术无法完全除去其中的结晶水，为避免电解液中水分对锂铁电池的电化学性能产生影响，需要除去其中水分。由于普通分子筛是钠盐、钾盐产品，使用其对电解液脱水，会带入钠离子、钾离子，锂铁电池生产厂商证实微量的钠离子、钾离子就会影响锂铁电池性能，为此我们采用锂化分子筛对电解液脱水，可以有效降低电解液的水分(最低可降至小于1.0ppm)，并且不会因带入钠离子、钾离子而影响锂铁电池性能。因此，锂化分子筛非常适合用于碘化锂电解液脱水，使电解液的水分保持在恰当的水平。

本发明的有益效果是：采用本发明所述的碘化锂有机电解液制作的锂铁电池，既能有效降低成本，又大幅度地提高了锂铁电池的低温放电、和大功率放电性能，并且满足了日益提高的安全和环保要求。

具体实施方式

为更好地描述与理解本发明，特举出以下实施例和对比例进行说明。所述实施例和对比例均在水分≤10ppm的干燥环境下进行。

需要说明的是，本发明中请求保护的碘化锂有机电解液包括但不限于以下实施例，本技术领域专业人员可以理解，在符合权利要求书的特征范围内可变换得到更多实施例。

实施例1。

将占电解液质量分数30％的乙二醇二甲醚、30％的1，3-二氧五环、25％的二甲亚砜混合，再在混合溶液中分别加入占电解液质量分数为1.5％2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和3％的3-甲基异噁唑，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水；混合均匀后再加入占电解液质量分数为8％的无水碘化锂、2.5％的三氟甲基磺酸锂，完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附48小时，当水分达到60ppm时过滤得到碘化锂有机电解液。

实施例2。

将占电解液质量分数30％的1，3-二氧五环、10％的四氢呋喃、20％的环丁砜、25％的乙烯砜混合，在混合溶液中分别加入占电解液质量分数0.5％的特丁基对苯二酚和1.5％的5-甲基异噁唑，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水；混合均匀后再加入占电解液质量分数10％的无水碘化锂和3％的双(三氟甲基磺酰)亚胺锂，完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附72小时，当水分达到65ppm时过滤得到碘化锂有机电解液。

实施例3。

将占电解液质量分数30％的乙二醇二甲醚、20％的环丁砜、30％的二甲亚砜混合，在混合溶液中分别加入占电解液质量分数2％的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和1％的3，5-二甲基-4-碘基异噁唑，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水；混合均匀后再加入占电解液质量分数17％的无水碘化锂，完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附72小时，当水分达到50ppm时过滤得到碘化锂有机电解液。

实施例4。

将占电解液质量分数40％的乙二醇二甲醚、20％的二甲亚砜、10％的碳酸丙烯酯、20％的乙酸乙酯混合，在混合溶液中分别加入占电解液质量分数0.2％的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和1.8％的3，5-二甲基异噁唑，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水；混合均匀后再加入占电解液质量分8％的无水碘化锂，完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附72小时，当水分达到60ppm时过滤得到碘化锂有机电解液。

实施例5。

将占电解液质量分数40％乙二醇二乙醚、20％的1，4-二氧六环、10％的乙烯砜、10％的甲酸甲酯混合，在混合溶液中分别加入占电解液质量分数0.5％的丁基羟基茴香醚和2.5％的3，5-二甲基-4-碘基异噁唑，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水；混合均匀后再加入占电解液质量分数15％的无水碘化锂和2％的四氟硼酸锂，完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附72小时，当水分达到55ppm时过滤得到碘化锂有机电解液。

实施例6。

将占电解液质量分数45％的乙二醇二乙醚、10％的1，3-二氧六环、10％的二甲亚砜、25％的环丁砜混合，在混合溶液中分别加入占电解液质量分数2％的丁基羟基茴香醚和2％的3，5-二甲基-4-碘基异噁唑，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水；混合均匀后再加入占电解液质量分数6％的无水碘化锂，完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附72小时，当水分达到80ppm时过滤得到碘化锂有机电解液。

实施例7。

将占电解液质量分数50％的乙二醇二甲醚、15％的四氢呋喃、10％的环丁砜、10％的碳酸乙烯酯混合，在混合溶液中分别加入占电解液质量分数2％的丁基羟基茴香醚和1％的3-甲基异噁唑，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水；混合均匀后再加入占电解液质量分数10％的无水碘化锂和2％的双(氟磺酰)亚胺锂，完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附72小时，当水分达到75ppm时过滤得到碘化锂有机电解液。

实施例8。

将占电解液质量分数30％的1，3-二氧五环、40％的乙烯砜、15％的碳酸甲乙酯混合，在混合溶液中分别加入占电解液质量分数2.5％的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和0.5％的5-甲基异噁唑，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水；混合均匀后再加入占电解液质量分数9％的无水碘化锂和3％的二氟草酸硼酸锂，完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附72小时，当水分达到70ppm时过滤得到碘化锂有机电解液。

实施例9。

将占电解液质量分数40％的乙二醇甲乙醚、10％的1，4-二氧六环、25％的二甲亚砜、10％的碳酸乙烯酯混合，在混合溶液中分别加入占电解液质量分数0.8％的特丁基对苯二酚和0.2％的3，5-二甲基异噁唑，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水；混合均匀后再加入占电解液质量分数12％的无水碘化锂和2％的三氟甲基磺酸锂，完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附72小时，当水分达到110ppm时过滤得到碘化锂有机电解液。

实施例10。

将占电解液质量分数50％的乙二醇二乙醚、25％的乙烯砜、12％的丙酸甲酯混合，在混合溶液中分别加入占电解液质量分数0.4％的丁基羟基茴香醚和0.1％的3，5-二甲基-4-碘基异噁唑，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水；混合均匀后再加入占电解液质量分数10％的无水碘化锂和2.5％的四氟硼酸锂，完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附72小时，当水分达到90ppm时过滤得到碘化锂有机电解液。

对比例1。

将占电解液质量分数50％的乙二醇二甲醚、40％的1，3-二氧五环混合，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水，加入占电解液质量分数10％的无水碘化锂；完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附72小时，当水分达到70ppm时过滤得到碘化锂有机电解液。

对比例2。

将占电解液质量分数40％的乙二醇二甲醚、10％的1，3-二氧五环，30％的四氢呋喃、10％的碳酸乙烯酯混合，上述原料在混合前均先使用普通分子筛进行脱水，加入占电解液质量分数8％的无水碘化锂，2％的三氟甲基磺酸锂；完全溶解后使用锂化分子筛进行脱水吸附，吸附72小时，当水分达到55ppm时过滤得到三氟甲基磺酸锂有机电解液。

将上述各实施例和对比例所得的电解液制作成锂铁电池的方法如下：采用FeS2为正极材料，以通用技术制作正极片，金属Li为负极材料，以通用技术制作负极锂带，正负极片之间插入锂电池专用隔膜，采取卷绕方式将正负极片制作成电芯，电芯放入5号AA电池外壳内，分别注入2.0g上述各实施例和对比例中所得的电解液后，钢珠封口、清洗即得到各相应的锂铁电池。

本发明对采用实施例1～10的碘化锂有机电解液制备的锂铁电池和采用对比例1～2的有机电解液制备的锂铁电池分别进行了低温放电、高温放电、大电流放电测试。测试结果见表1。

表1实施例与对比例低温放电、高温、大电流放电容量数据比较

由表1中的测试数据说明，本发明的有机电解液制备的锂铁电池的低温放电、高温放电、大电流放电性能明显优于对比例的电解液制备的锂铁电池。

Claims

1.一种锂铁电池用碘化锂有机电解液，所述的碘化锂有机电解液由电解质锂盐、有机溶剂、添加剂组成，其特征在于：所述的电解质锂盐为无水碘化锂或无水碘化锂与其它锂盐的组合，所述其它锂盐选自四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双草酸硼酸锂、双（三氟甲基磺酰）亚胺锂、双（氟磺酰）亚胺锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种；所述的有机溶剂为醚类、砜类与碳酸酯类溶剂的组合；所述添加剂为添加剂A与添加剂B的组合，其中添加剂A选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、特丁基对苯二酚、丁基羟基茴香醚中的至少一种，添加剂B选自3-甲基异噁唑、5-甲基异噁唑、3,5-二甲基异噁唑、3,5-二甲基-4-碘基异噁唑中的至少一种；所述无水碘化锂的含量占所述碘化锂有机电解液总质量的1~20%，所述其它锂盐的含量占所述碘化锂有机电解液总质量的0~10%；所述醚类溶剂含量占所述碘化锂有机电解液总质量的10~65%，所述砜类溶剂含量占所述碘化锂有机电解液总质量的5~50%，所述碳酸酯类溶剂含量占所述碘化锂有机电解液总质量的0~40%；所述添加剂A含量占所述碘化锂有机电解液总质量的0.005~4%，所述添加剂B含量占所述碘化锂有机电解液总质量的0.005~3%，并且两种添加剂的含量之和占所述碘化锂有机电解液总质量的0.01~5%。

2.根据权利要求1所述的一种锂铁电池用碘化锂有机电解液，其特征在于：所述醚类有机溶剂选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲乙醚、1,3-二氧五环、1,3-二氧六环、1,4-二氧六环、四氢呋喃中的至少一种；所述砜类有机溶剂选自乙烯砜、二甲亚砜、环丁砜中的至少一种；所述碳酸酯类溶剂选自环状碳酸酯或链状碳酸酯，其中环状碳酸酯有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、1,4-丁内酯中的至少一种，链状碳酸酯有机溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸酯二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种锂铁电池用碘化锂有机电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在水分≤10ppm的干燥环境下，将有机溶剂、添加剂使用普通分子筛脱水后搅拌混合，直至所述有机溶剂和所述添加剂成为均一的液体；（2）将锂盐溶解在上述液体中，得到碘化锂有机电解液半成品；所述的锂盐为无水碘化锂或无水碘化锂与其它锂盐的组合；（3）使用锂化分子筛对所述半成品进行吸附脱水，直至水分控制在0~200ppm之间，吸附完毕过滤即得成品。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的锂化分子筛的分子筛孔径尺寸为0.3~0.5纳米，外形为圆粒状、条状、棒状或不规则颗粒状，所述的锂化分子筛的锂化程度≥99.5%。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的锂化分子筛的锂化程度≥99.95%。