CN105932333A - 一种锂离子电池电解液配方及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池电解液配方及制备方法，配方包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂、乙二醇、二氧化硅及硅溶胶。制备时先配置液态电解液：将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂按照相应重量份混合均匀。再加热乙二醇至60～70℃。最后在硅溶胶中加入已配置好的液态电解液、二氧化硅及已加热的乙二醇并拌均匀后即可。本发明制备的锂离子电池电解液，其安全性能及温度特性优于锂离子电池液态电解液。

Description

一种锂离子电池电解液配方及制备方法
技术领域
本发明属于新能源电动车电池制造技术领域，具体涉及一种锂离子电池电解液配方及制备方法。
背景技术
锂离子电池是目前世界上技术性能最好的可充电化学电池，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、无污染等优点，广泛用于移动通讯、笔记本电脑、便携式工具、电动自行车等领域，正逐渐取代传统的铅酸蓄电池，成为市场应用主流电池。电解液作为锂离子电池的重要组成部分，对电解液研究对提高锂离子电池的制作技术水平有重大意义。锂离子电池的电解液一般分为液态电解液和凝胶态电解液两种，其中，液态电解液电化学性能较好，但安全性较差，易出现漏液现象，温度特性较差。凝胶电解液体系将游离态的溶剂分子固定在高分子凝胶骨架之中，不存在或较少存在游离态的溶剂，因而不容易产生漏液现象，大大降低了体系的燃烧性，因而具有良好的安全性，但是其化学性能不如液态电解液。
发明内容
有鉴于此，本发明的发明人经过长期的研究和不断的试验，针对目前锂离子电池电解液存在的难以兼顾化学性能及安全性能的缺点及温度特性差的缺点，提出一种制作工艺简单、化学性能优异、温度特性好、安全性能优良的锂离子电池电解液及制备方法。
本发明的具体技术方案如下：
一种锂离子电池电解液配方，包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂、乙二醇、二氧化硅及硅溶胶，其所占比重为：
以上成分中，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂作为锂电池液态电解液配方添加物，这里不再赘述。本发明添加乙二醇可以提高溶液的着火点及闪火电压，增加液态电解液粘稠度及击穿电压；添加二氧化硅及硅溶胶可以使液态电解液粘稠度增加，降低溶液流动性，避免液态溶液易泄露隐患，且改善其温度特性，电池容量随温度变化较小。
一种锂离子电池电解液制备方法，包括以下步骤：
(1)配置液态电解液：将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂按照相应重量份混合均匀；
(2)加热乙二醇：取相应重量份乙二醇进行加热，加热温度至60～70℃，增加乙二醇流动性；
(3)将相应重量份的二氧化硅及硅溶胶加入搅拌机中搅拌2～3min；
(4)加入(1)中已配置好的电解液并搅拌1～2min；
(5)加如(2)已加热的乙二醇并搅拌4～5min，搅拌均匀后即可。
优选地，所述乙二醇的纯度为分析纯。
优选地，所述硅溶胶的纯度为分析纯。
本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过在锂电池液态电解液中添加乙二醇、硅溶胶及二氧化硅，降低了液态电解液流动性，增加了安全性能；提高液态电解液击穿电压，可承受较高的电压；改善其温度特性，使得锂离子电池的低温循环性能、高温循环性能和低温存储性能都有较好的改善，同时，电池在高温使用时的安全性能也较好。
具体实施方式
为了方便本领域的技术人员理解，下面将结合实施例对本发明做进一步的描述。实施例仅仅是对该发明的举例说明，不是对本发明的限定，实施例中未作具体说明的步骤均是已有技术，在此不做详细描述。
实施例一
配方：
3.5kg碳酸乙烯酯，3.5kg碳酸丙烯酯，4kg碳酸二乙酯，0.8kg碳酸二甲酯，0.5kg碳酸甲乙酯，0.002kg碳酸亚乙烯酯，2kg六氟磷酸锂，0.5kg乙二醇，0.03kg二氧化硅，1.5kg硅溶胶。
制备方法：
步骤1：将碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸二甲酯，碳酸甲乙酯，碳酸亚乙烯酯，六氟磷酸锂混合均匀。
步骤2：加热乙二醇至70℃。
步骤3：将二氧化硅和硅溶胶加入搅拌机中搅拌2～3min。
步骤4：将步骤1混合均匀溶液加入步骤3搅拌完成的溶液中并搅拌1～2min。
步骤5：将步骤2中已加热的乙二醇加入步骤4搅拌完成的溶液中并搅拌4～5min即可。
实施例二
配方：
2kg碳酸乙烯酯，2kg碳酸丙烯酯，3kg碳酸二乙酯，0.3kg碳酸二甲酯，0.2kg碳酸甲乙酯，0.001kg碳酸亚乙烯酯，1.2kg六氟磷酸锂，0.1kg乙二醇，0.01kg二氧化硅，0.6kg硅溶胶。
制备方法：
步骤1：将碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸二甲酯，碳酸甲乙酯，碳酸亚乙烯酯，六氟磷酸锂混合均匀。
步骤2：加热乙二醇至60℃。
步骤3：将二氧化硅和硅溶胶加入搅拌机中搅拌2～3min。
步骤4：将步骤1混合均匀溶液加入步骤3搅拌完成的溶液中并搅拌1～2min。
步骤5：将步骤2中已加热的乙二醇加入步骤4搅拌完成的溶液中并搅拌4～5min即可。
实施例三
配方：
2.8kg碳酸乙烯酯，2.8kg碳酸丙烯酯，3.5kg碳酸二乙酯，0.5kg碳酸二甲酯，0.3kg碳酸甲乙酯，0.0012kg碳酸亚乙烯酯，1.6kg六氟磷酸锂，0.25kg乙二醇，0.02kg二氧化硅，1kg硅溶胶。
制备方法：
步骤1：将碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸二甲酯，碳酸甲乙酯，碳酸亚乙烯酯，六氟磷酸锂混合均匀。
步骤2：加热乙二醇至65℃。
步骤3：将二氧化硅和硅溶胶加入搅拌机中搅拌2～3min。
步骤4：将步骤1混合均匀溶液加入步骤3搅拌完成的溶液中并搅拌1～2min。
步骤5：将步骤2中已加热的乙二醇加入步骤4搅拌完成的溶液中并搅拌4～5min即可。
将按本发明实施例1-3配置所得的电解液应用到锂离子电池中，与市场现有电池进行对比，充满电后在25±2℃环境中相同的功耗下两者持续使用时间一致，在5℃±2℃环境中相同的功耗下使用时采用本发明电解液的电池工作时间是普通电池的1.3倍，说明其温度特性优异；对两组对比电池进行破坏性试验，试验证明，市场现有电池在外壳受损后其内部电解液立即流出，而采用本发明的电池的电解液则附着在内部，并没有流出，这充分证明了其安全性较高。
以上所述，仅是本发明的较好实例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实例所作的任何简单修改、变换材料等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种锂电池电解液，其特征在于，包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂、乙二醇、二氧化硅及硅溶胶，其所占比重为：
2.如权利要求1所述的锂离子电池电解液配方，其特征在于，所述的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂、乙二醇、二氧化硅及硅溶胶重量比为(25～30)：(25～30)：(32～38)：(4～6)：(3～4)：0.012：(15～18)：(2～3)：0.2：(8～12)。
3.如权利要求1所述的锂离子电池电解液配方，其特征在于，所述的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂、乙二醇、二氧化硅及硅溶胶重量比为28：28：35：5：3：0.012：16：2.5：0.2：10。
4.如权利要求1～3任意一项所述的锂电池电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配置液态电解液：将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂按照相应重量份混合均匀；
(2)加热乙二醇：取相应重量份乙二醇进行加热，加热温度至60～70℃；
(3)将相应重量份的硅溶胶加入搅拌机中搅拌2～3min，加入已配置好的电解液并搅拌1～2min，加入二氧化硅及已加热的乙二醇并搅拌3～5min，搅拌均匀后即可。
5.如权利要求4所述的锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，所述乙二醇配备前需进行加热至65℃。
6.如权利要求4所述的锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，所述乙二醇纯度为分析纯。
7.如权利要求4所述的锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，所述硅溶胶的纯度为分析纯。
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