CN108666618B - 一种石墨烯锂离子电池电解液及其制备方法 - Google Patents

一种石墨烯锂离子电池电解液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯锂离子电池电解液及其制备方法。所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐15‑28份、咪唑啉季铵盐12‑16份、乙酰丙酮铝6‑17份、碘化铵5‑15份、水合十二钼磷酸钠6‑14份、高碘酸铁6‑10份、乙酸钯2‑8份、二甲基甲酰胺15‑30份、去离子水10‑22份。本发明的石墨烯锂离子电池电解液可较好的用于锂离子电池领域，可使锂离子电池的最高工作温度达到110℃，锂离子电池的最低工作温度达到‑30℃，最高工作电压达到5.1V，所述锂离子电池1C 100次循环后容量大于或等于75％，具有较好的经济价值和社会价值，值得推广。

Description

一种石墨烯锂离子电池电解液及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是一种石墨烯锂离子电池电解液及其制备方法。
背景技术
锂离子电池由于能量密度大、电压平台高、寿命长和环保等优点，在储能式电子产品、电动工具以及电动汽车等领域具有广泛的应用。近年来，由于智能化、移动化和高耗电电子设备的发展，人们急切要求提高锂离子电池的能量密度，目前提高锂离子电池的工作电压值被认为是提高其能量密度的一种有效途径。
且随着电池使用的广泛性，对电池的在特殊环境中的也有了新的要求，尤其是在低于零下30℃以下和高于110℃环境中使用的电池；因此，研究适用于高、低温的电池是本领域需要解决技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯锂离子电池电解液及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种石墨烯锂离子电池电解液，所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐15-28份、咪唑啉季铵盐12-16份、乙酰丙酮铝6-17份、碘化铵5-15份、水合十二钼磷酸钠6-14份、高碘酸铁6-10份、乙酸钯2-8份、二甲基甲酰胺15-30份、去离子水10-22份。
作为本发明进一步的方案：所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐18-24份、咪唑啉季铵盐13-15份、乙酰丙酮铝8-15份、碘化铵7-12份、水合十二钼磷酸钠8-12份、高碘酸铁7-9份、乙酸钯4-7份、二甲基甲酰胺19-25份、去离子水14-20份。
作为本发明进一步的方案：所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐21份、咪唑啉季铵盐14份、乙酰丙酮铝11份、碘化铵9份、水合十二钼磷酸钠10份、高碘酸铁8份、乙酸钯5份、二甲基甲酰胺22份、去离子水18份。
一种石墨烯锂离子电池电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂盐、咪唑啉季铵盐和乙酰丙酮铝放在去离子水中，混合均匀后，升温至85℃，加入水合十二钼磷酸钠，继续搅拌10-20min；
(2)将高碘酸铁、乙酸钯和二甲基甲酰胺混合，在75℃下搅拌5-10min；降温至5-15℃，加入碘化铵，继续搅拌10-20min；
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，首先置于30-50℃下搅拌反应10-30min，然后升温至65-80℃，继续搅拌10-20min，即得。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)将锂盐、咪唑啉季铵盐和乙酰丙酮铝放在去离子水中，混合均匀后，升温至85℃，加入水合十二钼磷酸钠，继续搅拌14min。
作为本发明进一步的方案：步骤(2)将高碘酸铁、乙酸钯和二甲基甲酰胺混合，在75℃下搅拌8min；降温至8℃，加入碘化铵，继续搅拌17min。
作为本发明进一步的方案：步骤(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，首先置于40℃下搅拌反应20min，然后升温至70℃，继续搅拌16min，即得。
一种石墨烯锂离子电池电解液在使锂离子电池耐高、低温和耐高压中的应用，所述锂离子电池的最高工作温度达到110℃，锂离子电池的最低工作温度达到-30℃，最高工作电压达到5.1V，所述锂离子电池1C 100次循环后容量大于或等于75％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的石墨烯锂离子电池电解液可较好的用于锂离子电池领域，可使锂离子电池的最高工作温度达到110℃，锂离子电池的最低工作温度达到-30℃，最高工作电压达到5.1V，所述锂离子电池1C 100次循环后容量大于或等于75％，具有较好的经济价值和社会价值，值得推广。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种石墨烯锂离子电池电解液，所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐15份、咪唑啉季铵盐12份、乙酰丙酮铝6份、碘化铵5份、水合十二钼磷酸钠6份、高碘酸铁6份、乙酸钯2份、二甲基甲酰胺15份、去离子水10份。
一种石墨烯锂离子电池电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂盐、咪唑啉季铵盐和乙酰丙酮铝放在去离子水中，混合均匀后，升温至85℃，加入水合十二钼磷酸钠，继续搅拌10min；
(2)将高碘酸铁、乙酸钯和二甲基甲酰胺混合，在75℃下搅拌5min；降温至5℃，加入碘化铵，继续搅拌10min；
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，首先置于30℃下搅拌反应10min，然后升温至65℃，继续搅拌10min，即得。
实施例2
一种石墨烯锂离子电池电解液，所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐28份、咪唑啉季铵盐16份、乙酰丙酮铝17份、碘化铵15份、水合十二钼磷酸钠14份、高碘酸铁10份、乙酸钯8份、二甲基甲酰胺30份、去离子水22份。
一种石墨烯锂离子电池电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂盐、咪唑啉季铵盐和乙酰丙酮铝放在去离子水中，混合均匀后，升温至85℃，加入水合十二钼磷酸钠，继续搅拌20min；
(2)将高碘酸铁、乙酸钯和二甲基甲酰胺混合，在75℃下搅拌10min；降温至15℃，加入碘化铵，继续搅拌20min；
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，首先置于50℃下搅拌反应30min，然后升温至80℃，继续搅拌20min，即得。
实施例3
一种石墨烯锂离子电池电解液，所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐21份、咪唑啉季铵盐14份、乙酰丙酮铝11份、碘化铵9份、水合十二钼磷酸钠10份、高碘酸铁8份、乙酸钯5份、二甲基甲酰胺22份、去离子水18份。
一种石墨烯锂离子电池电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂盐、咪唑啉季铵盐和乙酰丙酮铝放在去离子水中，混合均匀后，升温至85℃，加入水合十二钼磷酸钠，继续搅拌14min。
(2)将高碘酸铁、乙酸钯和二甲基甲酰胺混合，在75℃下搅拌8min；降温至8℃，加入碘化铵，继续搅拌17min。
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，首先置于40℃下搅拌反应20min，然后升温至70℃，继续搅拌16min，即得。
实施例4
一种石墨烯锂离子电池电解液，所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐18份、咪唑啉季铵盐13份、乙酰丙酮铝8份、碘化铵7份、水合十二钼磷酸钠8份、高碘酸铁7份、乙酸钯4份、二甲基甲酰胺19份、去离子水14份。
一种石墨烯锂离子电池电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂盐、咪唑啉季铵盐和乙酰丙酮铝放在去离子水中，混合均匀后，升温至85℃，加入水合十二钼磷酸钠，继续搅拌12min；
(2)将高碘酸铁、乙酸钯和二甲基甲酰胺混合，在75℃下搅拌7min；降温至8℃，加入碘化铵，继续搅拌13min；
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，首先置于35℃下搅拌反应14min，然后升温至68℃，继续搅拌14min，即得。
实施例5
一种石墨烯锂离子电池电解液，所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐24份、咪唑啉季铵盐15份、乙酰丙酮铝15份、碘化铵12份、水合十二钼磷酸钠12份、高碘酸铁9份、乙酸钯7份、二甲基甲酰胺25份、去离子水20份。
一种石墨烯锂离子电池电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂盐、咪唑啉季铵盐和乙酰丙酮铝放在去离子水中，混合均匀后，升温至85℃，加入水合十二钼磷酸钠，继续搅拌18min；
(2)将高碘酸铁、乙酸钯和二甲基甲酰胺混合，在75℃下搅拌9min；降温至12℃，加入碘化铵，继续搅拌17min；
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，首先置于46℃下搅拌反应26min，然后升温至75℃，继续搅拌17min，即得。
对比例1
除原料中不含有乙酰丙酮铝外，其他制备工艺与实施例3一致。
对比例2
除原料中不含有乙酸钯外，其他制备工艺与实施例3一致。
对比例3
除原料中不含有乙酰丙酮铝和乙酸钯外，其他制备工艺与实施例3一致。
对比例4
原料与实施例3相同，制备工艺采用所有原料混合搅拌均匀，即得。
实验例
耐高低温性：表示在此高温(110℃)或低温(-30℃)下，电池是否可以使用；“+”表示可以使用；“-”表示已经不能使用；具体测试方法为将待测电池置于该温度下足够时间使其温度达到设置值，然后取出电池进行测试。
电池按照如下流程进行循环性能测试：将电池搁置在恒温箱中，控制温度为60℃，搁置时间240min。0.2C恒流充电至4.7V，0.2C恒流放电至3.0V,循环3周，0.5C恒流充电至4.7V，0.5C恒流放电至4.7V，循环3周，1C恒流充电至4.7V，1C恒流放电至4.7V，循环100周。
表1
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种石墨烯锂离子电池电解液，其特征在于，所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐15-28份、咪唑啉季铵盐12-16份、乙酰丙酮铝6-17份、碘化铵5-15份、水合十二钼磷酸钠6-14份、高碘酸铁6-10份、乙酸钯2-8份、二甲基甲酰胺15-30份、去离子水10-22份，所述石墨烯锂离子电池电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锂盐、咪唑啉季铵盐和乙酰丙酮铝放在去离子水中，混合均匀后，升温至85℃，加入水合十二钼磷酸钠，继续搅拌10-20min；
(2)将高碘酸铁、乙酸钯和二甲基甲酰胺混合，在75℃下搅拌5-10min；降温至5-15℃，加入碘化铵，继续搅拌10-20min；
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，首先置于30-50℃下搅拌反应10-30min，然后升温至65-80℃，继续搅拌10-20min，即得。
2.根据权利要求1所述的石墨烯锂离子电池电解液，其特征在于，所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐18-24份、咪唑啉季铵盐13-15份、乙酰丙酮铝8-15份、碘化铵7-12份、水合十二钼磷酸钠8-12份、高碘酸铁7-9份、乙酸钯4-7份、二甲基甲酰胺19-25份、去离子水14-20份。
3.根据权利要求1所述的石墨烯锂离子电池电解液，其特征在于，所述石墨烯锂离子电池电解液包括以下重量份数的原料：锂盐21份、咪唑啉季铵盐14份、乙酰丙酮铝11份、碘化铵9份、水合十二钼磷酸钠10份、高碘酸铁8份、乙酸钯5份、二甲基甲酰胺22份、去离子水18份。
4.如权利要求1所述的石墨烯锂离子电池电解液，其特征在于，制备方法的步骤(1)将锂盐、咪唑啉季铵盐和乙酰丙酮铝放在去离子水中，混合均匀后，升温至85℃，加入水合十二钼磷酸钠，继续搅拌14min。
5.如权利要求1所述的石墨烯锂离子电池电解液，其特征在于，制备方法的步骤(2)将高碘酸铁、乙酸钯和二甲基甲酰胺混合，在75℃下搅拌8min；降温至8℃，加入碘化铵，继续搅拌17min。
6.如权利要求1所述的石墨烯锂离子电池电解液，其特征在于，制备方法的步骤(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，首先置于40℃下搅拌反应20min，然后升温至70℃，继续搅拌16min，即得。
7.一种如权利要求1-6任一所述的石墨烯锂离子电池电解液在使锂离子电池耐高、低温和耐高压中的应用，其特征在于，所述锂离子电池的最高工作温度达到110℃，锂离子电池的最低工作温度达到-30℃，最高工作电压达到5.1V，所述锂离子电池1C 100次循环后容量大于或等于75％。
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