CN107978795B - 一种新型锂离子电池电解液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型锂离子电池电解液，包括以下重量百分比的组分：有机溶剂75%~85%；电解质9%~20%；添加剂1%~10%；所述添加剂包括50~60%的添加剂一和40%~50%的添加剂二，所述添加剂二为二乙烯基氟代苯。本发明能够提高其锂离子电池电解液循环性能，并具有良好阻燃性能，进一步提高了电池的使用寿命。

Description

一种新型锂离子电池电解液
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别是一种锂电池的电解液。
背景技术
锂离子电池具有工作电压高、比能量大、无污染、无记忆效应和长寿命等特点，被广泛应用于移动电话、数码相机和笔记本电脑等便携式电器装置。锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由锂盐和有机溶剂组成，电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。目前锂离子电池电解液常用溶剂具有低沸点、低闪点和高挥发性的易燃有机物，当电池在挤压、碰撞等滥用情况下会发生漏液，漏液于空气接触，在一定温度下会发生燃烧，进而使整个电池燃烧甚至发生爆炸，因此，锂电池作为电器装置的电源设备，其安全问题依然是制约其应用发展的重要因素。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种能够提高其锂离子电池电解液循环性能、并具有良好阻燃性能的锂离子电池电解液，进一步提高电池的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种新型锂离子电池电解液，包括以下重量百分比的组分：有机溶剂75%~85%；电解质 9%~20%；添加剂1%~10%；所述添加剂包括50~60%的添加剂一和40%~50%的添加剂二，所述添加剂二为二乙烯基氟代苯。
上述一种新型锂离子电池电解液，所述二乙烯基氟代苯的合成方法为：二溴氟苯和2,4,6-三乙烯基环硼氧烷-吡啶络合物在20℃进行反应生成二乙烯基氟代苯。
上述一种新型锂离子电池电解液，所述有机溶剂由50%~80%的溶剂一和20%~50%的溶剂二组合而成，所述溶剂一为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯中的至少一种，溶剂二为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的一种或二种。
上述一种新型锂离子电池电解液，所述电解质包括95%~100%的六氟磷酸锂，余量为二氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂中的至少一种。
上述一种新型锂离子电池电解液，所述添加剂一为碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明在电解液中增加了添加剂二乙烯基氟代苯，是一种含有苯环的不饱和烯烃，氟代苯类物质对电解液的循环性能影响很小，且氟代苯具有不可燃特性，在锂离子电池电解液中有阻燃特性，氟代苯是一类很突出的防过充添加剂，这类新添加剂也有这个特性；氟代苯添加了二个乙烯基后，具有不饱和特性，在充电时，能在电池负极形成SEI膜，大大提高了锂离子电池电解液循环的性能，进一步提高了锂电池的使用寿命。
具体实施方式
一种新型锂离子电池电解液，包括以下重量百分比的组分：有机溶剂75%~85%；电解质 9%~20%；添加剂1%~10%。
本发明中所述的添加剂包括50~60%的添加剂一和40%~50%的添加剂二。添加剂一为碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种；添加剂二为二乙烯基氟代苯。上述二乙烯基氟代苯的合成方法为：二溴氟苯和2,4,6-三乙烯基环硼氧烷-吡啶络合物在20℃进行反应生成二乙烯基氟代苯。
有机溶剂由50%~80%的溶剂一和20%~50%的溶剂二组合而成。其中，溶剂一为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯中的至少一种，溶剂二为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的一种或二种。
电解质包括95%~100%的六氟磷酸锂，余量为二氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂中的至少一种。
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
本实施例提供的锂离子电池电解液，包括有机溶剂75%；电解质20%和添加剂5%。其中添加剂包括50%的添加剂一和50%的添加剂二，添加剂一包括1:1:1的碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯和碳酸乙烯亚乙酯，添加剂二为二乙烯基氟代苯；有机溶剂由80%的溶剂一和20%的溶剂二组合而成，溶剂一为1:2:1:1的碳酸甲乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯和乙酸丙酯，溶剂二为1:1的碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯；电解质包括95%的六氟磷酸锂，余量为1:1.2:2的二氟磷酸锂、二草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂。
实施例2
本实施例提供的锂离子电池电解液，包括有机溶剂80%；电解质10%和添加剂10%。添加剂包括60%的添加剂一和40%的添加剂二，添加剂一为1:2的碳酸乙烯亚乙酯和氟代碳酸乙烯酯，添加剂二为二乙烯基氟代苯；有机溶剂由50%的溶剂一和50%的溶剂二组合而成，溶剂一为1:1.5的碳酸二甲酯和碳酸二乙酯，溶剂二为碳酸丙烯酯；电解质包括98%的六氟磷酸锂，余量为1:2:1.3:1.5的二氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂和四氟硼酸锂。
实施例3
本实施例提供的锂离子电池电解液，包括有机溶剂85%；电解质12%和添加剂3%。其中添加剂包括55%的添加剂一和45%的添加剂二，添加剂一包括1,3-丙烷磺内酯，添加剂二为二乙烯基氟代苯；有机溶剂由60%的溶剂一和40%的溶剂二组合而成，溶剂一为1:1的碳酸甲丙酯和乙酸乙酯，溶剂二为碳酸乙烯酯；电解质包括99%的六氟磷酸锂，余量为1:1.5的二氟草酸硼酸锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂。
实施例4
本实施例提供的锂离子电池电解液，包括有机溶剂82%；电解质9%和添加剂9%。其中添加剂包括58%的添加剂一和42%的添加剂二，添加剂一选用碳酸乙烯亚乙酯，添加剂二为二乙烯基氟代苯；有机溶剂由70%的溶剂一和30%的溶剂二组合而成，溶剂一为1:1的碳酸二甲酯和乙酸乙酯，溶剂二为碳酸丙烯酯；电解质包括97%的六氟磷酸锂，余量为1:1的双三氟甲烷磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂。
实施例5
本实施例提供的锂离子电池电解液，包括有机溶剂84%；电解质15%和添加剂1%。添加剂包括53%的添加剂一和47%的添加剂二，添加剂一为氟代碳酸乙烯酯，添加剂二为二乙烯基氟代苯；有机溶剂由75%的溶剂一和25%的溶剂二组合而成，溶剂一为1:2的乙酸乙酯和丙酸丙酯，溶剂二为碳酸乙烯酯；电解质包括100%的六氟磷酸锂。

Claims (3)

1.一种新型锂离子电池电解液，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：
有机溶剂75％～85％；电解质9％～20％；添加剂1％～10％；
所述电解质包括95％～100％的六氟磷酸锂，余量为二氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂中的至少一种；
所述添加剂包括50～60％的添加剂一和40％～50％的添加剂二，所述添加剂二为二乙烯基氟代苯；其中所述二乙烯基氟代苯由二溴氟苯和2,4,6-三乙烯基环硼氧烷-吡啶络合物在20℃下进行反应而得到，其在充电时能在电池负极形成SEI膜。
2.根据权利要求1所述的一种新型锂离子电池电解液，其特征在于，所述有机溶剂由50％～80％的溶剂一和20％～50％的溶剂二组合而成，所述溶剂一为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯中的至少一种，溶剂二为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的一种或二种。
3.根据权利要求1所述的一种新型锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂一为碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。
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