CN109088097A - 一种锂离子动力电池的阻燃电解液 - Google Patents

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张利娟
李海杰
王亚洲
王珂珂
闫国锋
郭飞
侯红岐
谢佳庆
乔文忠
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Abstract

本发明公开了一种锂离子动力电池的阻燃电解液，包括电解质锂盐、有机溶剂、成膜添加剂、阻燃添加剂。本发明的电解液中使用了双草酸硼酸锂作为电解液中使用的电解质锂盐，能提高电解液的热稳定性；同时，在电解液中添加了阻燃添加剂，能进一步的提高电解液的阻燃性能，间接的提高了电解液的安全性，能更好地满足电动汽车对电解液的温度性能的要求。

Description

一种锂离子动力电池的阻燃电解液
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，特别是涉及一种锂离子动力电池的阻燃电解液。
背景技术
锂离子电池具有比能量高、比功率大、循环寿命长等特点。目前，锂离子电池已被广泛应用于消费类电子产品等领域。随着新能源汽车的发展，锂离子电池在动力领域也越来越普遍，将会具有更大的开发潜力和市场前景。
目前现有技术中商品化锂离子电池所使用的电解质锂盐多数为六氟磷酸锂，但该种锂盐多用于便携式电子产品中，却无法满足大容量车用锂离子动力电池-30℃～52℃的温度需求。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述不足，提供一种锂离子动力电池的阻燃电解液。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种锂离子动力电池的阻燃电解液，所述电解液包括电解质锂盐、有机溶剂、成膜添加剂、阻燃添加剂；所述成膜添加剂添加量占电解液总质量的0.1%～3%；所述阻燃添加剂添加量占电解液总质量的1%～5%；
所述电解质锂盐为双草酸硼酸锂；所述电解质锂盐加入量为0.7～1.5mol/L；
所述有机溶剂为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲基乙基酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)、乙酸乙酯（EA）、γ-丁内酯（GBL）中的两种或多种；
所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯；
所述阻燃添加剂为磷酸三甲酯、磷酸三丁酯、甲基膦酸二甲酯中的一种。
优选的，所述电解质锂盐的加入量为0.7mol/L；所述有机溶剂为碳酸丙烯酯(PC)与乙酸乙酯（EA）的混合物；所述碳酸丙烯酯(PC)与乙酸乙酯（EA）的质量比为4:6。
优选的，所述电解质锂盐的加入量为1.0 mol/L；所述有机溶剂为γ-丁内酯（GBL）、乙酸乙酯（EA）、碳酸乙烯酯（EC）的混合物；所述γ-丁内酯（GBL）、乙酸乙酯（EA）、碳酸乙烯酯（EC）的质量比为1:1:0.5。
优选的，所述电解质锂盐的加入量为1.5 mol/L；所述有机溶剂为γ-丁内酯（GBL）和乙酸乙酯（EA）；所述γ-丁内酯（GBL）和乙酸乙酯（EA）的质量比为1:1。
本发明的作用原理：
本发明的电解质锂盐使用了双草酸硼酸锂（LiBOB），双草酸硼酸锂在有机溶剂中可以稳定的存在，具有高的溶解度、电导率和热稳定性，可以满足电动汽车或者混合电动汽车的高温需要。
在使用了具有热稳定性较高的锂盐之外，还额外添加了阻燃添加剂，来增强电解液的阻燃性能。
在某些有机溶剂的组分中，还使用了γ-丁内酯（GBL）。GBL的熔点和沸点分别为-43℃和204℃，液程温度范围宽；熔点低于室温，有利于提高电解液在低温下的性质。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的电解液中使用了双草酸硼酸锂作为电解液中使用的电解质锂盐，能提高电解液的热稳定性；同时，在电解液中添加了阻燃添加剂，能进一步的提高电解液的阻燃性能，间接的提高了电解液的安全性，能更好地满足电动汽车对电解液的温度性能的要求。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种锂离子动力电池的阻燃电解液，包括电解质锂盐、有机溶剂、成膜添加剂、阻燃添加剂。成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯，添加量占电解液总质量的1%；阻燃添加剂为磷酸三甲酯，添加量占电解液总质量的1.5%；
电解质锂盐为双草酸硼酸锂，加入量为0.7mol/L；有机溶剂为碳酸丙烯酯(PC)与乙酸乙酯（EA）的混合物；所述碳酸丙烯酯(PC)与乙酸乙酯（EA）的质量比为4:6。
实施例2
一种锂离子动力电池的阻燃电解液，包括电解质锂盐、有机溶剂、成膜添加剂、阻燃添加剂。成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯，添加量占电解液总质量的0.5%；阻燃添加剂为磷酸三丁酯，添加量占电解液总质量的3%；
电解质锂盐为双草酸硼酸锂，加入量为1.0 mol/L；有机溶剂为γ-丁内酯（GBL）、乙酸乙酯（EA）、碳酸乙烯酯（EC）的混合物；所述γ-丁内酯（GBL）、乙酸乙酯（EA）、碳酸乙烯酯（EC）的质量比为1:1:0.5。
实施例3
一种锂离子动力电池的阻燃电解液，包括电解质锂盐、有机溶剂、成膜添加剂、阻燃添加剂。成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯，添加量占电解液总质量的2%；阻燃添加剂为甲基膦酸二甲酯，添加量占电解液总质量的1.5%；
电解质锂盐为双草酸硼酸锂，加入量为1.5 mol/L；有机溶剂为γ-丁内酯（GBL）和乙酸乙酯（EA）；所述γ-丁内酯（GBL）和乙酸乙酯（EA）的质量比为1:1。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种锂离子动力电池的阻燃电解液，其特征在于：所述电解液包括电解质锂盐、有机溶剂、成膜添加剂、阻燃添加剂；所述成膜添加剂添加量占电解液总质量的0.1%～3%；所述阻燃添加剂添加量占电解液总质量的1%～5%；
所述电解质锂盐为双草酸硼酸锂；所述电解质锂盐加入量为0.7～1.5mol/L；
所述有机溶剂为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲基乙基酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)、乙酸乙酯（EA）、γ-丁内酯（GBL）中的两种或多种；
所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯；
所述阻燃添加剂为磷酸三甲酯、磷酸三丁酯、甲基膦酸二甲酯中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池的阻燃电解液，其特征在于：所述电解质锂盐的加入量为0.7mol/L；所述有机溶剂为碳酸丙烯酯(PC)与乙酸乙酯（EA）的混合物；所述碳酸丙烯酯(PC)与乙酸乙酯（EA）的质量比为4:6。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池的阻燃电解液，其特征在于：所述电解质锂盐的加入量为1.0 mol/L；所述有机溶剂为γ-丁内酯（GBL）、乙酸乙酯（EA）、碳酸乙烯酯（EC）的混合物；所述γ-丁内酯（GBL）、乙酸乙酯（EA）、碳酸乙烯酯（EC）的质量比为1:1:0.5。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池的阻燃电解液，其特征在于：所述电解质锂盐的加入量为1.5 mol/L；所述有机溶剂为γ-丁内酯（GBL）和乙酸乙酯（EA）；所述γ-丁内酯（GBL）和乙酸乙酯（EA）的质量比为1:1。
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