CN105990607B - 一种锂离子电池电解液制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂电池电解液制备方法，包括如下步骤：(1)在露点低于‑40℃、含氧量小于2ppm的环境下，将下列物料按照相同体积配置成为非水电解液的有机溶剂；(2)降低上述有机溶剂的水分至8ppm以下；(3)在非水电解液的有机溶剂中加入占有机溶剂重量百分比5％～10％的下列物料；(4)向步骤(3)中的混合物加入占有机溶剂重量百分比5％～8％的下列物料；(5)在步骤(4)获得的非水电解液的溶剂温度降至0～2℃后，搅拌状态下向非水电解液的溶剂中加入占有机溶剂重量百分比40％～60％的下列锂盐，混合均匀后获得本品。本发明方法配制电解液的过程简单，操作方便，适用于工业生产。

Description

一种锂离子电池电解液制备方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池电解液制备方法，属于锂离子电池技术领域。
背景技术
电解液是锂电池的重要组成部分，它是在电池正、负极之间起到传导作用的离子导体，它本身的性能及其与正负极形成的界面状况很大程度上影响电池的性能。优良的锂电池非水电解液应具备以下几点要求：(1)化学稳定性好，与电池内的正负极活性物质和集流体(一般用铝箔和铜箔)不发生化学反应；(2)电化学稳定窗口宽；(3)离子电导率高，电子电导率低；(4)温度范围合适即沸点高，熔点低；(5)安全低毒，无环境污染。
锂电池用非水电解液容易在运输和储存时粘度增加，并且制作出电池随着储存时间的延长，内阻也不断增大，尤其是当二氧戊环比例较高时，电解液粘度变化以及对电池内阻影响加剧。造成此现象的主要原因是在储运过程中，二氧戊环等溶剂缓慢聚合，而酸性环境、高温环境以及金属阳离子的存在会加速聚合反应。因此任何稳定其非水电解液的粘度是个需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池电解液制备方法，能配制稳定粘度并降低锂电池内阻的电解液，以便更好地根据需要使用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种锂电池电解液制备方法，包括如下步骤：
(1)在露点低于-40℃、含氧量小于2ppm的环境下，将下列物料按照相同体积配置成为非水电解液的有机溶剂：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚；
(2)降低上述有机溶剂的水分至8ppm以下；
(3)在非水电解液的有机溶剂中加入占有机溶剂重量百分比5％～10％的下列物料：三正丁胺、三乙胺，其质量比为3～5:1；
(4)向步骤(3)中的混合物加入占有机溶剂重量百分比5％～8％的下列物料：亚磷酸三甲酯、三乙胺、1-炔基膦酸酯，其质量比为2～4:3～5:1；
(5)在步骤(4)获得的非水电解液的溶剂温度降至0～2℃后，搅拌状态下向非水电解液的溶剂中加入占有机溶剂重量百分比40％～60％的下列锂盐：三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双乙二酸草酸硼酸锂，其质量比为2～4:3～5:1，混合均匀后获得本品。
进一步地，步骤(5)中，加入过程中控制所述非水电解液的温度为5℃～10℃。
该发明的有益效果在于：本发明方法通过向非水电解液中加入特定用量的具有阻聚效果的有机胺类，使得该方法能够有效抑阻止电解液缓慢聚合反应，降低了电解液粘度，阻止电解液储存后的粘度增长，生产出的电解液粘度较低，也避免了加入锂盐与胺类对电池性能的影响，电解液在储存60天的情况下粘度基本不发生变化，注入电池后有效降低电池储存后的内阻；同时加入了必要的阻燃剂，并控制特定温度下向非水电解液中加入锂盐，也有效阻止电解液在生产、运输以及注入电池后的聚合反应，该方法配制电解液的过程简单，操作方便，适用于工业生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例1
本实施例中的锂电池电解液制备方法，包括如下步骤：
(1)在露点低于-40℃、含氧量小于2ppm的环境下，将下列物料按照相同体积配置成为非水电解液的有机溶剂：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚；
(2)降低上述有机溶剂的水分至8ppm以下；
(3)在非水电解液的有机溶剂中加入占有机溶剂重量百分比5％的下列物料：三正丁胺、三乙胺，其质量比为3:1；
(4)向步骤(3)中的混合物加入占有机溶剂重量百分比8％的下列物料：亚磷酸三甲酯、三乙胺、1-炔基膦酸酯，其质量比为2:3:1；
(5)在步骤(4)获得的非水电解液的溶剂温度降至0～2℃后，搅拌状态下向非水电解液的溶剂中加入占有机溶剂重量百分比40％的下列锂盐：三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双乙二酸草酸硼酸锂，其质量比为2:3:1，混合均匀后获得本品。
步骤(5)中，加入过程中控制所述非水电解液的温度为5℃。
性能测试数据如下：
电解液储存实验
储存前粘度 储存30天后粘度 储存60天后粘度
1.18mPa·S 1.18mPa·S 1.19mPa·S
注入锂-二硫化亚铁AA电池后电池内阻变化
储存前内阻 储存30天后内阻 储存60天后内阻
181mΩ 186mΩ 189mΩ
实施例2
本实施例中的锂电池电解液制备方法，包括如下步骤：
(1)在露点低于-40℃、含氧量小于2ppm的环境下，将下列物料按照相同体积配置成为非水电解液的有机溶剂：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚；
(2)降低上述有机溶剂的水分至8ppm以下；
(3)在非水电解液的有机溶剂中加入占有机溶剂重量百分比10％的下列物料：三正丁胺、三乙胺，其质量比为5:1；
(4)向步骤(3)中的混合物加入占有机溶剂重量百分比5％的下列物料：亚磷酸三甲酯、三乙胺、1-炔基膦酸酯，其质量比为4:5:1；
(5)在步骤(4)获得的非水电解液的溶剂温度降至0～2℃后，搅拌状态下向非水电解液的溶剂中加入占有机溶剂重量百分比60％的下列锂盐：三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双乙二酸草酸硼酸锂，其质量比为4:5:1，混合均匀后获得本品。
步骤(5)中，加入过程中控制所述非水电解液的温度为10℃。
性能测试数据如下：
电解液储存实验
储存前粘度 储存30天后粘度 储存60天后粘度
1.23mPa·S 1.23mPa·S 1.27mPa·S
注入锂-二硫化亚铁AA电池后电池内阻变化
储存前内阻 储存30天后内阻 储存60天后内阻
191mΩ 194mΩ 197mΩ
实施例3
本实施例中的锂电池电解液制备方法，包括如下步骤：
(1)在露点低于-40℃、含氧量小于2ppm的环境下，将下列物料按照相同体积配置成为非水电解液的有机溶剂：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚；
(2)降低上述有机溶剂的水分至8ppm以下；
(3)在非水电解液的有机溶剂中加入占有机溶剂重量百分比8％的下列物料：三正丁胺、三乙胺，其质量比为4:1；
(4)向步骤(3)中的混合物加入占有机溶剂重量百分比6％的下列物料：亚磷酸三甲酯、三乙胺、1-炔基膦酸酯，其质量比为3:4:1；
(5)在步骤(4)获得的非水电解液的溶剂温度降至0～2℃后，搅拌状态下向非水电解液的溶剂中加入占有机溶剂重量百分比50％的下列锂盐：三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双乙二酸草酸硼酸锂，其质量比为3:4:1，混合均匀后获得本品。
步骤(5)中，加入过程中控制所述非水电解液的温度为8℃。
性能测试数据如下：
电解液储存实验
储存前粘度 储存30天后粘度 储存60天后粘度
1.38mPa·S 1.38mPa·S 1.41mPa·S
注入锂-二硫化亚铁AA电池后电池内阻变化
储存前内阻 储存30天后内阻 储存60天后内阻
178mΩ 179mΩ 181mΩ
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种锂电池电解液制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在露点低于-40℃、含氧量小于2ppm的环境下，将下列物料按照相同体积配置成为非水电解液的有机溶剂：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚；
(2)降低上述有机溶剂的水分至8ppm以下；
(3)在非水电解液的有机溶剂中加入占有机溶剂重量百分比5％～10％的下列物料：三正丁胺、三乙胺，其质量比为3～5:1；
(4)向步骤(3)中的混合物加入占有机溶剂重量百分比5％～8％的下列物料：亚磷酸三甲酯、三乙胺、1-炔基膦酸酯，其质量比为2～4:3～5:1；
(5)在步骤(4)获得的非水电解液的溶剂温度降至0～2℃后，搅拌状态下向非水电解液的溶剂中加入占有机溶剂重量百分比40％～60％的下列锂盐：三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双乙二酸草酸硼酸锂，其质量比为2～4:3～5:1，混合均匀后获得本品。
2.根据权利要求1所述的锂电池电解液制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，加入过程中控制所述非水电解液的温度为5℃～10℃。
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