CN109698375A - 一种利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液的制备方法 - Google Patents

一种利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液的制备方法，按照质量百分比计，由有机溶剂85‑88％、六氟磷酸锂8‑10％和二甲胺硼烷4‑5％组成；有机溶剂按照质量百分比计，由线状羧酸酯溶剂28‑35％和芳香烃溶剂65‑72％组成。本发明通过二甲胺硼烷与有机溶剂、六氟磷酸锂配制成的电解液具有优异的防腐蚀效果，应用该电解液制成的锂离子电池具有较好的市场前景。

Description

一种利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液的制备 方法
本申请是以下申请的分案申请：申请日为2016年08月22日，申请号为201610694808.3，发明名称为利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液。
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体是一种利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液的制备方法。
背景技术
锂离子电池具有工作电压高、比能量密度大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应以及环境污染小等优点，已经广泛应用于电子消费品市场，也是未来电动车辆和各种电动工具的理想动力源。
在锂离子电池的生产过程中，给电池注入电解液这一操作不可避免地会有残留的电解液存在于电池表面，如果不能及时擦除或者未能擦除干净这些残留的电解液，待电池转出手套箱并放置于开放环境下，残留的电解液将会迅速与空气反应生成强腐蚀物质，这些强腐蚀性物质的存在将会对钢壳电池的外表造成腐蚀，从而导致电池外观不良，严重的甚至报废。
针对上述由于注液带来的钢壳腐蚀问题，目前主要是通过擦除钢壳表面残留的电解液及通过清洗剂清洗的方法来达到防止电解液腐蚀钢壳的目的。但是如果擦除不及时或注液到清洗的时间间隔过长，腐蚀仍然不可避免地产生，如此势必将浪费大量的人力物力。因此，亟需研究出一种能够防止钢壳腐蚀的锂离子电池电解液。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用二甲胺硼烷制备的电解液，通过一定配比的二甲胺硼烷与有机溶剂、六氟磷酸锂协同发挥出优异的防腐蚀效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
按照质量百分比计，由有机溶剂85-88％、六氟磷酸锂8-10％和二甲胺硼烷4-5％组成；所述的有机溶剂按照质量百分比计，由线状羧酸酯溶剂28-35％和芳香烃溶剂65-72％组成。
作为本发明进一步的方案：按照质量百分比计，由有机溶剂86-88％、六氟磷酸锂8-9％和二甲胺硼烷4-5％组成；所述的有机溶剂按照质量百分比计，由线状羧酸酯溶剂30-34％和芳香烃溶剂66-70％组成。
作为本发明进一步的方案：按照质量百分比计，由有机溶剂87％、六氟磷酸锂9％和二甲胺硼烷4％组成；所述的有机溶剂按照质量百分比计，由线状羧酸酯溶剂30％和芳香烃溶剂70％组成。
作为本发明进一步的方案：所述的线状羧酸酯溶剂为丙酸乙酯、丙酸正丙酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯和乙酸异丁酯中的任意一种或两种以上的混合物。
作为本发明进一步的方案：所述的芳香烃溶剂为苯、氟苯、二氟代苯、甲苯、三氟代苯和二甲苯中的任意一种或两种以上的混合物。
所述的利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液的制备方法，具体步骤如下：
(1)按比例将线状羧酸酯溶剂和芳香烃溶剂混合，用分子筛、氢化钙、氢化锂纯化除杂、除水，得到有机溶剂；
(2)在室温条件下，按比例将六氟磷酸锂溶解在步骤(1)的有机溶剂中，搅拌均匀；
(3)按比例加入二甲胺硼烷，制得所需的利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液。
所述的电解液在制作防止钢壳腐蚀的锂离子电池方面的应用，该防止钢壳腐蚀的锂离子电池由正极活性材料、负极活性材料、隔膜以及所述的利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液组成。
作为本发明进一步的方案：所述的正极活性材料包括锂的复合金属氧化物和通式为LiMx(PO4)y的化合物；所述的锂的复合金属氧化物包括镍、钴、锰元素及其任何比例组合的氧化物；所述的通式为LiMx(PO4)y的化合物，M为Ni、Co、Mn、Fe、Ti、V中的一种；0≤x≤5，0≤y≤5。
作为本发明进一步的方案：所述的负极活性材料为锂金属、硅的氧化物、锡的氧化物、结晶碳或无定型碳中的任意一种或两种以上的混合物；所述的结晶碳为天然石墨、石墨化焦炭、石墨化中间相碳微球石墨、石墨化中间相沥青碳纤维中的任意一种或两种以上的混合物；所述的隔膜为聚烯烃多孔膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明以线状羧酸酯溶剂和芳香烃溶剂按照一定配比配制成的混合物为有机溶剂，以六氟磷酸锂为锂盐，以二甲胺硼烷为添加剂，制得一种可以防止钢壳腐蚀的电解液。一方面，该添加剂能够不断与电解液中的强腐蚀性物质反应，使钢壳在电解液存放长时间时仍能保持光亮的状态。另一方面，该添加剂还能够在电池的电极表面优先于电解液发生反应形成界面膜，改善电极/电解液界面性质，抑制电解液在电极材料表面的氧化或者还原分解，提高电解液与电极的兼容性，并且能够减少锂的复合金属氧化物和通式为LiMx(PO4)y的化合物从正极上的溶出，抑制锂的复合金属氧化物和通式为LiMx(PO4)y的化合物在负极上的沉积和还原，保护电极材料。
本发明针对有机溶剂、六氟磷酸锂及二甲胺硼烷的各自物化特点，使二甲胺硼烷与有机溶剂、六氟磷酸锂经过合适的配比后，既能发挥各自优点又能相互抑制各自缺点，通过三者之间的协同作用发挥出优异的防腐蚀效果，而且本发明的制备工艺简单易于实施，具有较好的市场前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液，按照质量百分比计，由有机溶剂85％、六氟磷酸锂10％和二甲胺硼烷5％组成；有机溶剂按照质量百分比计，由线状羧酸酯溶剂28％和芳香烃溶剂72％组成；线状羧酸酯溶剂为乙酸正丙酯；芳香烃溶剂为甲苯。
实施例2
本发明实施例中，利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液，按照质量百分比计，由有机溶剂88％、六氟磷酸锂8％和二甲胺硼烷4％组成；有机溶剂按照质量百分比计，由线状羧酸酯溶剂35％和芳香烃溶剂65％组成；线状羧酸酯溶剂为丙酸乙酯；芳香烃溶剂为二甲苯。
实施例3
本发明实施例中，利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液，按照质量百分比计，由有机溶剂86％、六氟磷酸锂9％和二甲胺硼烷5％组成；有机溶剂按照质量百分比计，由线状羧酸酯溶剂30％和芳香烃溶剂70％组成；线状羧酸酯溶剂为丙酸正丙酯；芳香烃溶剂为三氟代苯。
实施例4
本发明实施例中，利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液，按照质量百分比计，由有机溶剂88％、六氟磷酸锂8％和二甲胺硼烷4％组成；有机溶剂按照质量百分比计，由线状羧酸酯溶剂34％和芳香烃溶剂66％组成；线状羧酸酯溶剂为乙酸正丁酯；芳香烃溶剂为二氟代苯。
实施例5
本发明实施例中，利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液，按照质量百分比计，由有机溶剂87％、六氟磷酸锂9％和二甲胺硼烷4％组成；有机溶剂按照质量百分比计，由线状羧酸酯溶剂30％和芳香烃溶剂70％组成；线状羧酸酯溶剂为乙酸异丁酯；芳香烃溶剂为苯。
上述实施例中，所述的利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液的制备方法，具体步骤如下：在充满氩气的手套箱(水分＜10ppm，氧分＜1ppm)中，按比例将线状羧酸酯溶剂和芳香烃溶剂混合，用分子筛、氢化钙、氢化锂纯化除杂、除水，得到有机溶剂；在室温条件下，按比例将六氟磷酸锂溶解在上述有机溶剂中，搅拌均匀；按比例加入二甲胺硼烷，制得所需的利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液。
上述各电解液还用于制作防止钢壳腐蚀的锂离子电池，该防止钢壳腐蚀的锂离子电池由正极活性材料、负极活性材料、隔膜以及上述电解液组成；正极活性材料包括锂的复合金属氧化物和通式为LiTi(PO4)5的化合物，锂的复合金属氧化物包括镍、钴、锰元素及其任何比例组合的氧化物；负极活性材料为硅的氧化物、锡的氧化物的混合物；隔膜为聚烯烃多孔膜。
电解液的防腐蚀效果测试
在实施例5所述的电解液基础上，以氟代碳酸乙烯酯取代二甲胺硼烷，其余组分不变，各组分的含量及制备方法均与实施例5相同，制得一种电解液，作为对比例。
将锂离子电池钢壳称重后分别浸入实施例1-5的防止钢壳腐蚀的锂离子电池电解液与对比例的锂离子电池电解液后，敞开放置于室温环境下，7小时及100小时后观察锂离子电池钢壳情况，结果如表1所示；100小时后将锂离子电池钢壳洗净烘干称重，计算锂离子电池钢壳的重量损失率，结果如表2所示。
表1各锂离子电池钢壳的腐蚀情况
项目 7小时腐蚀情况 100小时腐蚀情况
实施例1 无 轻微
实施例2 无 轻微
实施例3 无 无
实施例4 无 无
实施例5 无 无
对比例 轻微 严重
表2各锂离子电池钢壳的重量损失情况
从表1、表2的结果可以看到，本发明实施例1-5的防止钢壳腐蚀的锂离子电池电解液对钢壳的腐蚀要明显小于对比例的电解液对钢壳的腐蚀。由此可知，本发明的防止钢壳腐蚀的电解液具有优异的防腐蚀效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)按比例将线状羧酸酯溶剂和芳香烃溶剂混合，用分子筛、氢化钙、氢化锂纯化除杂、除水，得到有机溶剂；
(2)在室温条件下，按比例将六氟磷酸锂溶解在步骤(1)的有机溶剂中，搅拌均匀；
(3)按比例加入二甲胺硼烷，制得所需的利用二甲胺硼烷制备的防止钢壳腐蚀的电解液；
所述的电解液按照质量百分比计，由有机溶剂87％、六氟磷酸锂9％和二甲胺硼烷4％组成；所述的有机溶剂按照质量百分比计，由线状羧酸酯溶剂30％和芳香烃溶剂70％组成；所述的线状羧酸酯溶剂为乙酸异丁酯；所述的芳香烃溶剂为苯。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190430

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