CN103715456A - 一种锂离子电池高电压电解液的制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池高电压电解液的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103715456A
CN103715456A CN201310301938.2A CN201310301938A CN103715456A CN 103715456 A CN103715456 A CN 103715456A CN 201310301938 A CN201310301938 A CN 201310301938A CN 103715456 A CN103715456 A CN 103715456A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion battery
lithium
lithium ion
solvent
high voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310301938.2A
Other languages
English (en)
Inventor
颜果春
王超
齐爱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGXI YOULI NEW MATERIALS CO Ltd
Original Assignee
JIANGXI YOULI NEW MATERIALS CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGXI YOULI NEW MATERIALS CO Ltd filed Critical JIANGXI YOULI NEW MATERIALS CO Ltd
Priority to CN201310301938.2A priority Critical patent/CN103715456A/zh
Publication of CN103715456A publication Critical patent/CN103715456A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

一种锂离子电池高电压电解液的制备方法，它涉及锂离子电池电解液技术领域，它的制备方法为：将质量比为83-92%质子惰性有机溶剂原料脱水提纯，将提纯后的溶剂通过密闭管道通入到对应的反应釜内，混合均匀，再通过充满氩气的手套箱向反应釜内加入质量比为0.01%-10%的高电压电解液添加剂，最后向混合溶剂中通过真空系统加入质量比为8-17%的锂盐，使反应釜内温度维持在5～15°C，待锂盐完全溶解后，通过管道及真空系统，将配置好的电解液灌装到不锈钢桶内。它将普通锂离子电池的充电截止电压由4.2V提升至4.35V，其容量提升约10%，且在充电电压为4.35V下锂离子电池全电池循环200周容量保持率达94%。

Description

一种锂离子电池高电压电解液的制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池电解液技术领域，具体涉及一种锂离子电池高电压电解液的制备方法。
背景技术
锂离子电池因具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、无环境污染等突出优点，是目前最具有发展前途和应用前景的高能绿色二次电池。锂离子电池关键材料主要包括正极、负极、电解液和隔膜。电解液是锂离子电池中的重要组成部分，起到传输锂离子和传导电流的作用，是连接正负极电极材料的桥梁。传统的锂离子电池电解液是一般只能满足充电截止电压为4.2V的锂离子电池。
目前，市场对锂离子电池的能量密度提出了越来越高的要求，提升锂离子的工作电压是提高锂离子电池能量密度的有效途径。通过提升已经商业化应用的钴酸锂（LiCoO2）、镍钴锰三元材料（LiNixCoyMn1-x-yO2）的工作电压，对其进行深度开发，提高上述电极材料的比容量及比能量密度是产业界十分看好的方法之一。对于上述问题，需要一种高电压锂离子电池电解液来匹配对应的正负极材料，从而提升锂离子电池的工作电压，提高锂离子电池能量密度。
发明内容
本发明的目的是提供种锂离子电池高电压电解液的制备方法，它通过采用含有吡咯或吡咯衍生物添加剂的高电压电解液，将普通锂离子电池的充电截止电压由4.2V提升至4.35V，其容量提升约10%，且在充电电压为4.35V下锂离子电池全电池循环200周容量保持率达94%。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明采用以下技术方案：它的制备方法为：将质量比为83-92%质子惰性有机溶剂原料经过3A/4A/5A中的一种分子筛脱水、脱醇后，纯度达到99.99%以上，部分溶剂通过精馏塔进行提纯，将提纯后的溶剂按一定比例，通过密闭管道通入到对应的反应釜内，利用搅拌桨将反应釜内溶剂混合均匀后反应14 h，再通过充满氩气的手套箱（H2O<2 ppm，O2<5 ppm）向反应釜内加入对应的质量比为0.01%-10%的高电压电解液添加剂，最后向混合溶剂中通过真空系统加入质量比为8-17%的锂盐，加入锂盐前溶剂的温度通过液氮保护套降温至15～25°C，同时加入锂盐的时候亦需通过液氮冷却套冷却，使反应釜内温度维持在5～15°C，待锂盐完全溶解后，继续搅拌1～2h，然后通过管道及真空系统，将配置好的电解液灌装到不锈钢桶内。
所述的高电压电解液添加剂包含咯或吡咯衍生物，其中包括四氢吡咯、2-甲基吡咯、2-醛基吡咯、2-氟代吡咯、2-磺酰基吡咯、2-腈基吡咯等。
所述的质子惰性有机溶剂包含碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、γ-丁内酯（γBL）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、二甲氧基甲烷（DMM）、二甲氧基乙烷（DME）、二乙氧基乙烷（DEE）、四氢呋喃（THF）、2-甲基四氢呋喃（2-Me-THF）、甲酸乙酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、丙酸乙酯（EP）、丁酸乙酯（EB）中的一种及其中几种的混合物。
所述的锂盐为六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）、双草酸硼酸锂（LiBOB）、双氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、双（三氟甲基）黄酰亚胺锂（LiTFSI）、双氟黄酰亚胺锂（LiFSI）的一种及几种的混合物。
    本发明具有以下有益效果：它通过采用含有吡咯或吡咯衍生物添加剂的高电压电解液，将普通锂离子电池的充电截止电压由4.2V提升至4.35V，其容量提升约10%，且在充电电压为4.35V下锂离子电池全电池循环200周容量保持率达94%。
具体实施方式：
本具体实施方式采取以下技术方案：它的制备方法为：将质量比为83-92%质子惰性有机溶剂原料经过3A/4A/5A中的一种分子筛脱水、脱醇后，纯度达到99.99%以上，部分溶剂通过精馏塔进行提纯，将提纯后的溶剂按一定比例，通过密闭管道通入到对应的反应釜内，利用搅拌桨将反应釜内溶剂混合均匀后反应14 h，再通过充满氩气的手套箱（H2O<2 ppm，O2<5 ppm）向反应釜内加入对应的质量比为0.01%-10%的高电压电解液添加剂，最后向混合溶剂中通过真空系统加入质量比为8-17%的锂盐，加入锂盐前溶剂的温度通过液氮保护套降温至15～25°C，同时加入锂盐的时候亦需通过液氮冷却套冷却，使反应釜内温度维持在5～15°C，待锂盐完全溶解后，继续搅拌1～2h，然后通过管道及真空系统，将配置好的电解液灌装到不锈钢桶内。
所述的高电压电解液添加剂包含咯或吡咯衍生物，其中包括四氢吡咯、2-甲基吡咯、2-醛基吡咯、2-氟代吡咯、2-磺酰基吡咯、2-腈基吡咯等。
所述的质子惰性有机溶剂包含碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、γ-丁内酯（γBL）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、二甲氧基甲烷（DMM）、二甲氧基乙烷（DME）、二乙氧基乙烷（DEE）、四氢呋喃（THF）、2-甲基四氢呋喃（2-Me-THF）、甲酸乙酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、丙酸乙酯（EP）、丁酸乙酯（EB）中的一种及其中几种的混合物。
所述的锂盐为六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）、双草酸硼酸锂（LiBOB）、双氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、双（三氟甲基）黄酰亚胺锂（LiTFSI）、双氟黄酰亚胺锂（LiFSI）的一种及几种的混合物。
本具体实施方式具有以下有益效果：它通过采用含有吡咯或吡咯衍生物添加剂的高电压电解液，将普通锂离子电池的充电截止电压由4.2V提升至4.35V，其容量提升约10%，且在充电电压为4.35V下锂离子电池全电池循环200周容量保持率达94%。
实施例1：
    以LiPF6为电解质锂盐，EC/EMC为质子惰性有机溶剂，采用碳酸亚乙烯酯（VC）作为成膜添加剂，并采用2-氟代吡咯作为高电压添加剂，其中EC:EMC=1:2，LiPF6质量分数为12%，VC含量为1%，2-氟代吡咯含量为0.5%（上述比例均为质量比），在干燥的充满高纯氩气的手套箱内（H2O < 5 ppm，O2 < 2ppm），向1L烧杯中分别按比例加入EMC、EC，采用磁力搅拌器搅拌10min，使溶剂充分混合均匀，再加入1% （wt%）VC，0.5%（wt%）2-氟代吡咯，最后加入12%的LiPF6，搅拌均匀后通过漏斗转移至1L氟化瓶中，用铝塑膜封口，待以后注入适量电解液至FHP063948A方形电芯中，并对上述锂离子电池进行静置、40度老化、预充、40度老化、封口后，再进行充放电测试。
实施例2:
以LiTFSI为电解质锂盐，EC/EMC/DMC为质子惰性有机溶剂，采用碳酸亚乙烯酯（VC）作为成膜添加剂，并采用2-氟代吡咯作为高电压添加剂，其中EC:EMC:DMC=1:1:1，LiTFSI质量分数为11%，VC含量为1%，2-氟代吡咯含量为0.75%（上述比例均为质量比），在干燥的充满高纯氩气的手套箱内（H2O < 5 ppm，O2 < 2ppm），向1L烧杯中分别按比例加入DMC、EMC、EC，采用磁力搅拌器搅拌10min，使电解液充分混合均匀，再加入1% （wt%）VC，0.75%（wt%）2-氟代吡咯，最后加入11%LiTFSI，通过漏斗转移至1L氟化瓶中，用铝塑膜封口，待以后注入适量电解液至以钴酸锂为正极、人造石墨为负极的锂离子电芯（购买自肇庆风华锂电池有限公司）中，并对上述锂离子电池进行静置、40度老化、预充、老化、封口后，再进行充放电测试。
实施例3
以LiFSI为电解质锂盐，EC/EMC为质子惰性有机溶剂，采用碳酸亚乙烯酯（VC）作为成膜添加剂，并采用2-氟代吡咯作为高电压添加剂，其中EC:EMC=1:2，LiFSI质量分数为10%，VC含量为1%，2-氟代吡咯含量为1.0%（上述比例均为质量比），在干燥的充满高纯氩气的手套箱内（H2O < 5 ppm，O2 < 2ppm），向1L烧杯中分别按比例加入EMC、EC，采用磁力搅拌器搅拌10min，使电解液充分混合均匀，再加入1% （wt%）VC，1.0%（wt%）2-氟代吡咯，最后加入10%LiFSI，通过漏斗转移至1L氟化瓶中，用铝塑膜封口，待以后注入适量电解液至以钴酸锂为正极、人造石墨为负极的锂离子电芯（购买自肇庆风华锂电池有限公司）中，并对上述锂离子电池进行静置、40度老化、预充、老化、封口后，再进行充放电测试。
实施例4
以LiPF6为电解质锂盐，EC/EMC/DMC为质子惰性有机溶剂，采用碳酸亚乙烯酯（VC）作为成膜添加剂，并采用2-醛基吡咯作为高电压添加剂，其中EC:EMC:DMC=1:1:1，LiPF6质量分数为12%，VC含量为1%，2-醛基吡咯含量为0.5%（上述比例均为质量比），在干燥的充满高纯氩气的手套箱内（H2O < 5 ppm，O2 < 2ppm），向1L烧杯中分别按比例加入DMC、EMC、EC，采用磁力搅拌器搅拌10min，使电解液充分混合均匀，再加入1% （wt%）VC，0.5%（wt%）2-醛基吡咯，最后加入12%LiPF6，通过漏斗转移至1L氟化瓶中，用铝塑膜封口，待以后注入适量电解液至以钴酸锂为正极、人造石墨为负极的锂离子电芯（购买自肇庆风华锂电池有限公司）中，并对上述锂离子电池进行静置、40度老化、预充、老化、封口后，再进行充放电测试。

Claims (4)

1.一种锂离子电池高电压电解液的制备方法，其特征在于它的制备方法为：将质量比为83-92%质子惰性有机溶剂原料经过3A/4A/5A中的一种分子筛脱水、脱醇后，纯度达到99.99%以上，部分溶剂通过精馏塔进行提纯，将提纯后的溶剂按一定比例，通过密闭管道通入到对应的反应釜内，利用搅拌桨将反应釜内溶剂混合均匀后反应14 h，再通过充满氩气的手套箱向反应釜内加入对应的质量比为0.01%-10%的高电压电解液添加剂，最后向混合溶剂中通过真空系统加入质量比为8-17%的锂盐，加入锂盐前溶剂的温度通过液氮保护套降温至15～25°C，同时加入锂盐的时候亦需通过液氮冷却套冷却，使反应釜内温度维持在5～15°C，待锂盐完全溶解后，继续搅拌1～2h，然后通过管道及真空系统，将配置好的电解液灌装到不锈钢桶内。
2.根据权利要求1所述一种锂离子电池高电压电解液的制备方法，其特征在于所述的高电压电解液添加剂包含咯或吡咯衍生物，其中包括四氢吡咯、2-甲基吡咯、2-醛基吡咯、2-氟代吡咯、2-磺酰基吡咯、2-腈基吡咯。
3.根据权利要求1所述一种锂离子电池高电压电解液的制备方法，其特征在于所述的质子惰性有机溶剂包含碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、γ-丁内酯γBL、碳酸二甲酯DMC、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲乙酯EMC、二甲氧基甲烷DMM、二甲氧基乙烷DME、二乙氧基乙烷DEE、四氢呋喃THF、2-甲基四氢呋喃2-Me-THF、甲酸乙酯MA、乙酸乙酯EA、丙酸乙酯EP、丁酸乙酯EB中的一种及其中几种的混合物。
4.根据权利要求1所述一种锂离子电池高电压电解液的制备方法，其特征在于所述的锂盐为六氟磷酸锂LiPF6、四氟硼酸锂LiBF4、双草酸硼酸锂LiBOB、双氟草酸硼酸锂LiDFOB、双三氟甲基黄酰亚胺锂LiTFSI、双氟黄酰亚胺锂LiFSI的一种及几种的混合物。
CN201310301938.2A 2013-07-18 2013-07-18 一种锂离子电池高电压电解液的制备方法 Pending CN103715456A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310301938.2A CN103715456A (zh) 2013-07-18 2013-07-18 一种锂离子电池高电压电解液的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310301938.2A CN103715456A (zh) 2013-07-18 2013-07-18 一种锂离子电池高电压电解液的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103715456A true CN103715456A (zh) 2014-04-09

Family

ID=50408226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310301938.2A Pending CN103715456A (zh) 2013-07-18 2013-07-18 一种锂离子电池高电压电解液的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103715456A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104659416A (zh) * 2015-02-02 2015-05-27 中南大学 一种电解液及其制备方法、锂离子二次电池
CN105304940A (zh) * 2015-10-20 2016-02-03 四川科能锂电有限公司 一种锂离子电池电解液生产工艺
CN105552438A (zh) * 2015-12-16 2016-05-04 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种锂离子电池电解液及其制备方法
CN106512862A (zh) * 2016-12-13 2017-03-22 河南华瑞高新材料科技股份有限公司 一种生产配制锂离子电池电解液的中试设备
WO2017190362A1 (zh) * 2016-05-06 2017-11-09 深圳先进技术研究院 一种负极材料及其制备方法、含所述负极材料的负极及二次电池
CN108134135A (zh) * 2017-12-13 2018-06-08 宁德市凯欣电池材料有限公司 锂电池电解液及其生产工艺
CN108448170A (zh) * 2018-01-26 2018-08-24 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种用于高电压锂离子电池的电解液
CN109806831A (zh) * 2019-03-18 2019-05-28 泰顺永庆电力技术有限公司 锂电池储能材料的制备工艺
CN116247294A (zh) * 2022-12-12 2023-06-09 深圳大学 一种耐高压高安全性且适配三元高镍低钴正极材料离子液体电解液的制备方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999034471A1 (fr) * 1997-12-26 1999-07-08 Tonen Corporation Electrolyte pour piles au lithium et procede de production dudit electrolyte
WO2007086264A1 (ja) * 2006-01-30 2007-08-02 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. 非水電解液二次電池
CN102064343A (zh) * 2010-12-21 2011-05-18 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种新型的锂离子电池电解液
CN102403535A (zh) * 2011-12-01 2012-04-04 香河昆仑化学制品有限公司 一种高电压的锂离子电池非水电解液及制备方法
CN102569886A (zh) * 2010-12-29 2012-07-11 财团法人工业技术研究院 非水性电解液与包含此非水性电解液的锂二次电池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999034471A1 (fr) * 1997-12-26 1999-07-08 Tonen Corporation Electrolyte pour piles au lithium et procede de production dudit electrolyte
WO2007086264A1 (ja) * 2006-01-30 2007-08-02 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. 非水電解液二次電池
CN102064343A (zh) * 2010-12-21 2011-05-18 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种新型的锂离子电池电解液
CN102569886A (zh) * 2010-12-29 2012-07-11 财团法人工业技术研究院 非水性电解液与包含此非水性电解液的锂二次电池
CN102403535A (zh) * 2011-12-01 2012-04-04 香河昆仑化学制品有限公司 一种高电压的锂离子电池非水电解液及制备方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104659416A (zh) * 2015-02-02 2015-05-27 中南大学 一种电解液及其制备方法、锂离子二次电池
CN105304940A (zh) * 2015-10-20 2016-02-03 四川科能锂电有限公司 一种锂离子电池电解液生产工艺
CN105552438A (zh) * 2015-12-16 2016-05-04 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种锂离子电池电解液及其制备方法
WO2017190362A1 (zh) * 2016-05-06 2017-11-09 深圳先进技术研究院 一种负极材料及其制备方法、含所述负极材料的负极及二次电池
CN106512862A (zh) * 2016-12-13 2017-03-22 河南华瑞高新材料科技股份有限公司 一种生产配制锂离子电池电解液的中试设备
CN108134135A (zh) * 2017-12-13 2018-06-08 宁德市凯欣电池材料有限公司 锂电池电解液及其生产工艺
CN108448170A (zh) * 2018-01-26 2018-08-24 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种用于高电压锂离子电池的电解液
CN109806831A (zh) * 2019-03-18 2019-05-28 泰顺永庆电力技术有限公司 锂电池储能材料的制备工艺
CN116247294A (zh) * 2022-12-12 2023-06-09 深圳大学 一种耐高压高安全性且适配三元高镍低钴正极材料离子液体电解液的制备方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110911753B (zh) 非水电解液及锂离子电池
CN103715456A (zh) 一种锂离子电池高电压电解液的制备方法
CN103779607B (zh) 一种电解液和锂离子二次电池
CN102646847B (zh) 锂离子二次电池及其电解液
CN107293792A (zh) 一种非水电解液及高镍三元正极材料电池
CN111082139B (zh) 非水电解液及锂离子电池
KR20150050493A (ko) 리튬 이차 전지용 전해액 첨가제, 상기 전해액 첨가제를 포함하는 비수성 전해액 및 리튬 이차 전지
CN104103852A (zh) 一种高电压锂离子电池的非水电解液
CN102569880B (zh) 锂离子二次电池及其电解液以及酰胺类化合物的应用
CN103500850A (zh) 一种磷酸铁锂电池的低温电解液
CN101304101A (zh) 圆柱形锂离子电池电解液及其制备方法
CN109148960A (zh) 一种锂离子电池用非水电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN109888384B (zh) 电解液和含有电解液的电池
CN103594727B (zh) 一种锂离子电池用非水电解液及使用该非水电解液的锂离子电池
CN102593513A (zh) 锂离子二次电池及其电解液
CN103384017A (zh) 一种高电压锂离子电池的非水电解液
CN113161613A (zh) 一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池
CN108199076A (zh) 一种锂离子电池用高电压电解液及锂离子电池
CN105609876B (zh) 一种噻吩酯类化合物电解液添加剂以及含该电解液添加剂的高电压电解液
CN107093765A (zh) 一种非水电解液及二次电池
CN108258317A (zh) 一种锂硫电池
CN109888394A (zh) 一种新型的二次锂电池电解液
CN111900481A (zh) 一种用于高镍正极材料锂离子电池的电解液
CN102403532A (zh) 一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池
CN111146499B (zh) 一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140409