CN103647109A - 一种锂离子电池高温电解液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池高温电解液，其特征是所述电解液由以下组分组成：组分A：锂盐，12％～16％，组分B：有机溶剂，81％～87％，组分C：铵盐，1.5％～5％。由于该电解液中加入二(三氟甲基磺酰)亚胺锂盐类物质，该锂盐能够在一定程度上阻碍了正极材料在高温高电压时结构发生损坏、金属离子在负极表面电极发生沉积，从而有效的减少了电解液在正负极表面的分解，提高了锂离子电池在高温环境下的使用和贮存性能。

Description

一种锂离子电池高温电解液
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池用高温电解液。
背景技术
锂离子电池具有高电压、高功率、高比能量等优点，有望取代石化燃料成为汽车的动力来源。对解决能源危机和环境污染问题具有重要意义，因而受到了各国政府和科研人员广泛关注，然而，锂离子电池适用的温度范围窄，在高于60℃时电池容量衰减快，甚至可能发生燃烧或爆炸，这限制了其广泛应用。当锂离子电池大型化或作为动力电源使用时，局部温度常高于60℃，因而研究并提高锂离子电池的高温性能具有重要的现实意义。
目前商业化应用最广的电解液体系为LiPF6的混合碳酸酯类溶液，该体系中的溶质LiPF6会在75℃时分解，对水敏感，易产生HF腐蚀集流体、SEI膜和电极活性物质，是电池性能迅速衰减，溶剂的沸点低、闪电低、易燃烧或爆炸，引发安全问题。针对电解液的不足，通过开发新型锂盐，来提高电解液的热稳定性，解决其高温安全问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有锂离子电池高温环境下使用和贮存容量损失快的缺点，提供一种锂离子电池用高温电解液，采用该电解液的锂离子电池高温循环性能和高温贮存容量保持率都显著提高。
本发明的目的可以通过以下措施达到
一种锂离子电池高温电解液，其特征是所述电解液由以下组分组成：
组分A：锂盐，12％～16％
组分B：有机溶剂，81％～87％
组分C：铵盐，1.5％～5％。
该电解液高温60℃时，50次循环容量保持率为78.6％，在60℃高温搁置7天的容量保持率79.8％
所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。
所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯的混合物，所述碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯的质量比约为1：1：1：1。
所述铵盐为亚胺盐，该亚胺盐选自乙亚胺、乙二胺亚胺、丙亚胺、乙二胺四乙酰亚胺、三氟甲烷磺酸亚胺锂、三氟甲基磺酸亚胺锂、双氟磺酸亚胺锂盐、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的一种或多种。
有益效果：
本发明采用了可以提供亚胺盐作为电解液耐高温添加剂，在一定程度上阻碍了正极材料在高温高电压时结构发生损坏、金属离子在负极表面电极发生沉积，从而有效的减少了电解液在正负极表面的分解，提高了锂离子电池在高温环境下的使用和贮存性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
1、实施例1：
质量百分数为1.5％的三氟甲烷磺酸亚胺锂和13％的六氟磷酸锂溶于85.5％的有机溶剂(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯质量比为1：1：1：1)中，混合均匀后制成电解液。
2、实施例2：
质量百分数为1.5％的乙二胺亚胺和12.5％的六氟磷酸锂溶于86％的有机溶剂(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯质量比为1：1：1：1)中，混合均匀后制成电解液。
3、实施例3：
质量百分数为2.5％的双氟磺酸亚胺锂盐和12.5％的六氟磷酸锂溶于85％的有机溶剂(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯质量比为1：1：1：1)中，混合均匀后制成电解液。
4、实施例4：
质量百分数为2％的四乙酰亚胺、3％的乙二胺和12％的六氟磷酸锂溶于83％的有机溶剂(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯质量比为1：1：1：1)中，混合均匀后制成电解液。
5、实施例5：
质量百分数为5％二(三氟甲基磺酰)亚胺锂和12.5％的六氟磷酸锂溶于82.5％的有机溶剂(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯质量比为1：1：1：1)中，混合均匀后制成电解液。
6、比较例：
质量百分数12.5％的六氟磷酸锂溶于87.5％的有机溶剂(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯质量比为1：1：1：1)中，混合均匀后制成电解液。
将实施例和比较例所述的电解液注入锰酸锂电池后，60℃高温实验数据如下：
可见，由本发明实施例1～5所述电解液制备的锂电池相比由比较例制备的锂电池，实施例1、2、3、4电解液相比比较例电解液，由于使用添加剂亚胺盐类，高温循环性能和高温贮存容量保持率相对提高。实施例5电解液使用添加剂二(三氟甲基磺酰)亚胺锂，60℃高温循环容量保持率及7天60℃高温搁置容量保持率得到显著提高。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种锂离子电池高温电解液，其特征是所述电解液由以下组分组成：
组分A：锂盐，12％～16％
组分B：有机溶剂，81％～87％
组分C：铵盐，1.5％～5％
该电解液高温60℃时，50次循环容量保持率约为78.6％，在60℃高温搁置7天的容量保持率约为79.8％。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池高温电解液，其特征在于，所述锂盐选自：六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。
3.如权利要求1所述的一种锂离子电池高温电解液，其特征在于，所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯的混合物，所述碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和乙酸乙酯的质量比约为1：1：1：1。
4.如权利要求1所述的一种锂离子电池高温电解液，其特征在于，所述铵盐为亚胺盐，该亚胺盐选自乙亚胺、乙二胺亚胺、丙亚胺、乙二胺四乙酰亚胺、三氟甲烷磺酸亚胺锂、三氟甲基磺酸亚胺锂、双氟磺酸亚胺锂盐、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的一种或多种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109638355A (zh) * 2018-12-14 2019-04-16 河南华瑞高新材料有限公司 一种锂离子电池高温电解液

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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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