CN110003264A - 一种高电压锂离子电池电解液、添加剂及制备方法 - Google Patents
一种高电压锂离子电池电解液、添加剂及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110003264A CN110003264A CN201910245871.2A CN201910245871A CN110003264A CN 110003264 A CN110003264 A CN 110003264A CN 201910245871 A CN201910245871 A CN 201910245871A CN 110003264 A CN110003264 A CN 110003264A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ion battery
- additive
- carbonate
- battery electrolyte
- electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 29
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 18
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 16
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 15
- -1 cyclic carbonate Ester Chemical class 0.000 claims description 13
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000002000 Electrolyte additive Substances 0.000 claims description 5
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910013188 LiBOB Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SIXOAUAWLZKQKX-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;prop-1-ene Chemical compound CC=C.OC(O)=O SIXOAUAWLZKQKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 3
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MCVFFRWZNYZUIJ-UHFFFAOYSA-M lithium;trifluoromethanesulfonate Chemical compound [Li+].[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F MCVFFRWZNYZUIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims 1
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 claims 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 abstract description 4
- MEYZYGMYMLNUHJ-UHFFFAOYSA-N tunicamycin Natural products CC(C)CCCCCCCCCC=CC(=O)NC1C(O)C(O)C(CC(O)C2OC(C(O)C2O)N3C=CC(=O)NC3=O)OC1OC4OC(CO)C(O)C(O)C4NC(=O)C MEYZYGMYMLNUHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 4-[1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-(4-hydroxy-3-prop-2-enylphenyl)propan-2-yl]-2-prop-2-enylphenol Chemical group C1=C(CC=C)C(O)=CC=C1C(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)C1=CC=C(O)C(CC=C)=C1 QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 abstract description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 abstract description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 150000002561 ketenes Chemical class 0.000 abstract description 2
- 150000001455 metallic ions Chemical class 0.000 abstract description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract description 2
- 125000004469 siloxy group Chemical group [SiH3]O* 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- GZUXJHMPEANEGY-UHFFFAOYSA-N bromomethane Chemical compound BrC GZUXJHMPEANEGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABDBNWQRPYOPDF-UHFFFAOYSA-N carbonofluoridic acid Chemical compound OC(F)=O ABDBNWQRPYOPDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- AOGYCOYQMAVAFD-UHFFFAOYSA-N chlorocarbonic acid Chemical compound OC(Cl)=O AOGYCOYQMAVAFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- OJURWUUOVGOHJZ-UHFFFAOYSA-N methyl 2-[(2-acetyloxyphenyl)methyl-[2-[(2-acetyloxyphenyl)methyl-(2-methoxy-2-oxoethyl)amino]ethyl]amino]acetate Chemical compound C=1C=CC=C(OC(C)=O)C=1CN(CC(=O)OC)CCN(CC(=O)OC)CC1=CC=CC=C1OC(C)=O OJURWUUOVGOHJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/18—Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
- C07F7/1804—Compounds having Si-O-C linkages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明适用于锂离子电池技术领域，提供一种高电压锂离子电池电解液、添加剂及制备方法，本电解液添加剂是一个烯酮，主要官能团是碳碳双键和羰基以及硅氧烷基，添加剂与电解液成分材料相互反应，可以在电极材料表面生成一层保护膜，这层膜能够减缓由于电池内存在的痕量水与六氟磷酸锂反应产生的氢氟酸与电极材料的反应，从而减缓电极的金属离子溶出，提升电池在高电压下的库伦效率和循环性能；从另一方面来看，电解液的电化学稳定窗口变宽，在使用过程中更难被氧化，电池的安全性能将更优秀。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种高电压锂离子电池电解液、添加剂及制备方法。
背景技术
提升锂离子电池能量密度主要有以下几种：1、提升正极材料的克容量；2、增大电池的放电窗口。锂离子电池的放电窗口主要由材料和电解液的电化学窗口综合决定。
目前，一些材料的放电截止电压已经能够达到5V以上，而相匹配的电解液却迟迟没有开发出来，所以当下增大电池放电窗口的有效方法是开发出能够承受更高电压的电解液，但是增大电池放电窗口的方法会明显提高电解液成本，而且效果提升不明显。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种高电压锂离子电池电解液、添加剂及制备方法，旨在解决现有电解液成本较高、效果不佳的技术问题。
一方面，所述高电压锂离子电池电解液添加剂的结构式如下：
其中R1～R5选自H或者给电子基。
进一步的，所述给电子基为烷基或芳环，且给电子基包含的碳原子数量为C1～C5。
进一步的，所述给电子基中存在H由卤素取代。
另一方面，所述高电压锂离子电池电解液的制备方法包括下述步骤：
将环状碳酸酯溶剂与链状碳酸酯溶剂按照一定质量比充分混合，得到混合溶剂；
将导电锂盐添加到所述混合溶剂中充分分散，得到分散溶液；
将所述添加剂按照一定质量分数比例添加到所述分散溶液中，然后继续充分分散后得到电解液，并密封保存于干燥箱中。
进一步的，所述环状碳酸酯溶剂与链状碳酸酯溶剂的质量比为1:(0.5～3)。
进一步的，所述分散溶液中，导电锂盐的摩尔浓度为0.5～1.5mol/L。
进一步的，所述添加剂添加量为分散溶液的0.05wt％～1.5wt％。
进一步的，所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸亚丁酯中的一种或多种，所述链状碳酸酯为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲基乙基酯中的一种或多种，所有碳酸酯均为卤代衍生物。
进一步的，所述导电锂盐为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiSO3CF3、LiN(CF3SO2)2、LiF2BC2O4及LiBOB中的一种或多种。
第三方面，所述高电压锂离子电池电解液由上述制备方法制备得到，该电解液包括环状碳酸酯溶剂、链状碳酸酯溶剂、导电锂盐和添加剂。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种电解液添加剂，在电池化成过程中，添加剂与电解液成分材料相互反应，可以在电极材料表面生成一层保护膜，这层膜能够减缓由于电池内存在的痕量水与六氟磷酸锂反应产生的氢氟酸与电极材料的反应，从而减缓电极的金属离子溶出，提升电池在高电压下的库伦效率和循环性能；从另一方面来看，电解液的电化学稳定窗口变宽，在使用过程中更难被氧化，电池的安全性能将更优秀。电解液添加剂成本低，加入到电解液中后能明显改善电池的电化学性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种高电压锂离子电池电解液添加剂，其结构式如下：
本电解液添加剂是一个烯酮，主要官能团是碳碳双键和羰基以及硅氧烷基，其中R1～R5选自H或者给电子基,所述给电子基为烷基或芳环，且给电子基包含的碳原子数量为C1～C5。其中给电子基的部分H可以被卤素取代，也可以不取代，取代卤素主要为F、Cl、Br等。
在制备电解液时，首先将环状碳酸酯溶剂与链状碳酸酯溶剂按照一定质量比充分混合，得到混合溶剂，本发明实施例中，所述环状碳酸酯溶剂与链状碳酸酯溶剂的质量比为1:(0.5～3)；然后将导电锂盐添加到所述混合溶剂中充分分散，得到分散溶液，控制导电锂盐的摩尔浓度为0.5～1.5mol/L；最后将所述添加剂按照质量分数0.05wt％～1.5wt％比例添加到所述分散溶液中，然后继续充分分散后得到电解液，并密封保存于干燥箱中。其中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸亚丁酯中的一种或多种，所述链状碳酸酯为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲基乙基酯中的一种或多种，所有碳酸酯，包括环状碳酸酯和链状碳酸酯均为卤代衍生物，以提高电化学窗口，卤代元素主要有F、Cl、Br等。所述导电锂盐为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiSO3CF3、LiN(CF3SO2)2、LiF2BC2O4及LiBOB中的一种或多种。
本电解液添加剂在电池化成时会与电解液中的其他组分反应，然后在材料表面形成一层惰性膜，这层膜能够将电解液与材料分离开，减少电解液与材料之间的反应，减缓材料中金属离子的溶出，从而减少产气，延长循环寿命，提升电池的安全稳定性。
下面通过具体实施例和对比例来验证本添加剂的使用效果。
实施例1：
本添加剂1的结构式如下：
使用下述方法制备电解液：
(1.1)在充满高纯氩气的手套箱内，将氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸甲基乙基酯、氟代碳酸二甲酯溶剂按照质量比1:1:1充分混合,得到混合溶剂；
(1.2)根据锂盐LiPF6浓度为1mol/L取锂盐加入到所述混合溶剂中并充分分散，得到分散溶液；
(1.3)向分散溶液中按照0.5wt％质量百分比添加结构式如上的添加剂，充分分散即得本实施例电解液D1。
实施例2：
本添加剂2的结构式如下：
使用下述方法制备电解液：
(2.1)在充满高纯氩气的手套箱内，将氯代碳酸丙烯酯、氯代碳酸二甲酯、氯代碳酸二丙酯溶剂按照质量比1:0.5:1充分混合,得到混合溶剂；
(2.2)根据锂盐LiBF4浓度为0.8mol/L取锂盐加入到所述混合溶剂中并充分分散，得到分散溶液；
(2.3)向分散溶液中按照0.4wt％质量百分比添加结构式如上的添加剂，充分分散即得本实施例电解液D2。
实施例3：
本添加剂3的结构式如下：
使用下述方法制备电解液：
(3.1)在充满高纯氩气的手套箱内，将溴代碳酸亚丁酯、溴代碳酸二乙酯、溴代碳酸甲基乙基酯溶剂按照质量比1:2:1充分混合,得到混合溶剂；
(3.2)根据锂盐LiSO3CF3浓度为0.5mol/L取锂盐加入到所述混合溶剂中并充分分散，得到分散溶液；
(3.3)向分散溶液中按照0.2wt％质量百分比添加结构式如上的添加剂，充分分散即得本实施例电解液D3。
实施例4：
本添加剂4的结构式如下：
使用下述方法制备电解液：
(4.1)在充满高纯氩气的手套箱内，将氟代γ-丁内酯、氟代碳酸二乙酯、氟代碳酸二丙酯溶剂按照质量比1:1:1充分混合,得到混合溶剂；
(4.2)根据锂盐LiF2BC2O4浓度为0.8mol/L取锂盐加入到所述混合溶剂中并充分分散，得到分散溶液；
(4.3)向分散溶液中按照0.2wt％质量百分比添加结构式如上的添加剂，充分分散即得本实施例电解液D4。
对比例：
(5.1)在充满高纯氩气的手套箱内，将氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸甲基乙基酯、氟代碳酸二甲酯溶剂按照质量比1:1:1充分混合,得到混合溶剂；
(5.2)根据锂盐LiPF6浓度为1mol/L取锂盐加入到所述混合溶剂中并充分分散，即得本对比例电解液D0。
以钴酸锂材料作为正极活性材料，与乙炔黑、PVDF按照质量比为80:12:8的比例混合，溶于一定量的NMP溶剂中，经球磨混合后涂布在铝箔上做为电池正极，以锂片为电池负极，正极负极之间采用隔膜隔离，并按照上述实施例1-4以及对比例的电解液，分成五组组装成扣式半电池，在蓝电测试***上进行充电及循环测试，具体方式为：充放电电压为3V～4.5V，首次充电倍率为0.1C，放电倍率为0.1C。在常温(25℃)下进行循环性能测试中，充放电电压为3V～4.6V，充电倍率为0.5C，放电倍率为0.5C。
测试结果如下表所示：
从上表可看出，采用本实施例1-4电解液的锂电池在的第一圈循环时放电容量与对比例电解液锂电池类似，但是经过150圈循环后，本实施例1-4电解液的锂电池放电容仍然达到90％以上，而对比例电解液锂电池的容量保持率已经大幅下降至67.7％，因此可知本发明实施例提供的锂离子电池电解液添加剂可以最终改善电池循环寿命，而且添加剂成本也不高，但使用效果非常明显。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高电压锂离子电池电解液添加剂，其特征在于，所述高电压锂离子电池电解液添加剂的结构式如下：
其中R1～R5选自H或者给电子基。
2.如权利要求1所述高电压锂离子电池电解液添加剂，其特征在于，所述给电子基为烷基或芳环，且给电子基包含的碳原子数量为C1～C5。
3.如权利要求2所述高电压锂离子电池电解液添加剂，其特征在于，所述给电子基中存在H由卤素取代。
4.一种高电压锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
将环状碳酸酯溶剂与链状碳酸酯溶剂按照一定质量比充分混合，得到混合溶剂；
将导电锂盐添加到所述混合溶剂中充分分散，得到分散溶液；
将如权利要求1-3任一项所述添加剂按照一定质量分数比例添加到所述分散溶液中，然后继续充分分散后得到电解液，并密封保存于干燥箱中。
5.如权利要求4所述高电压锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，所述环状碳酸酯溶剂与链状碳酸酯溶剂的质量比为1:(0.5～3)。
6.如权利要求4所述高电压锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，所述分散溶液中，导电锂盐的摩尔浓度为0.5～1.5mol/L。
7.如权利要求4所述高电压锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，所述添加剂添加量为分散溶液的0.05wt％～1.5wt％。
8.如权利要求4所述高电压锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸亚丁酯中的一种或多种，所述链状碳酸酯为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲基乙基酯中的一种或多种，所有碳酸酯均为卤代衍生物。
9.如权利要求4所述高电压锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，所述导电锂盐为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiSO3CF3、LiN(CF3SO2)2、LiF2BC2O4及LiBOB中的一种或多种。
10.一种高电压锂离子电池电解液，其特征在于，所述高电压锂离子电池电解液由权利要求4-9任一项所述制备方法制备得到，该电解液包括环状碳酸酯溶剂、链状碳酸酯溶剂、导电锂盐和添加剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910245871.2A CN110003264A (zh) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | 一种高电压锂离子电池电解液、添加剂及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910245871.2A CN110003264A (zh) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | 一种高电压锂离子电池电解液、添加剂及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110003264A true CN110003264A (zh) | 2019-07-12 |
Family
ID=67168752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910245871.2A Pending CN110003264A (zh) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | 一种高电压锂离子电池电解液、添加剂及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110003264A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111253426A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-09 | 杉杉新材料（衢州）有限公司 | 一种4-(三甲基硅氧基)-3-戊烯-2-酮类添加剂及其锂离子电池电解液 |
| CN111668551A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-15 | 河南电池研究院有限公司 | 一种匹配硅碳负极材料锂离子电池的高温高压电解液 |
| CN112563505A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-26 | 北京理工大学重庆创新中心 | 一种抗LiPF6基电解液中HF侵蚀的高镍正极材料及其制备方法 |
| CN113651763A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-11-16 | 天能新能源(湖州)有限公司 | 一种负极添加剂及其制备方法、负极极片以及锂离子电池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150079078A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 삼성정밀화학 주식회사 | 실릴에테르를 함유한 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
-
2019
- 2019-03-29 CN CN201910245871.2A patent/CN110003264A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150079078A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 삼성정밀화학 주식회사 | 실릴에테르를 함유한 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111253426A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-09 | 杉杉新材料（衢州）有限公司 | 一种4-(三甲基硅氧基)-3-戊烯-2-酮类添加剂及其锂离子电池电解液 |
| CN111668551A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-15 | 河南电池研究院有限公司 | 一种匹配硅碳负极材料锂离子电池的高温高压电解液 |
| CN112563505A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-26 | 北京理工大学重庆创新中心 | 一种抗LiPF6基电解液中HF侵蚀的高镍正极材料及其制备方法 |
| CN112563505B (zh) * | 2020-12-09 | 2021-10-22 | 北京理工大学重庆创新中心 | 一种抗LiPF6基电解液中HF侵蚀的高镍正极材料及其制备方法 |
| CN113651763A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-11-16 | 天能新能源(湖州)有限公司 | 一种负极添加剂及其制备方法、负极极片以及锂离子电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1249840C (zh) | 非水电解液和锂二次电池 | |
| CN109546219A (zh) | 一种锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池 | |
| CN103779607B (zh) | 一种电解液和锂离子二次电池 | |
| CN107017432B (zh) | 非水电解液及锂离子电池 | |
| CN110003264A (zh) | 一种高电压锂离子电池电解液、添加剂及制备方法 | |
| CN105161764B (zh) | 锂硫电池电解液及其制备方法，以及锂硫电池 | |
| CN107293797B (zh) | 锂二次电池 | |
| CN102403535A (zh) | 一种高电压的锂离子电池非水电解液及制备方法 | |
| CN1866603A (zh) | 电解质、电池和形成钝化层的方法 | |
| CN105428719A (zh) | 高电压宽温锂离子电池电解液及其制备方法及应用 | |
| CN109088099A (zh) | 一种兼顾高低温性能的磺酰类电解液添加剂及含该添加剂的电解液 | |
| CN106159345A (zh) | 一种高电压镍锰酸锂/石墨锂离子电池及其制作方法 | |
| CN107959052A (zh) | 一种兼顾除水降酸和提高高电压性能的锂离子电池电解液 | |
| CN105390742A (zh) | 高电压锂离子电池电解液及其制备方法及应用 | |
| WO2014114068A1 (zh) | 一种非水有机电解液及其制备方法和锂离子二次电池 | |
| CN113054256A (zh) | 电解液添加剂和电解液以及钠离子电池 | |
| CN112186190A (zh) | 一种高电压锂离子电池 | |
| CN105958119A (zh) | 一种二次电池用电解液 | |
| CN103928709B (zh) | 一种非水电解液和锂离子电池 | |
| CN103474699A (zh) | 一种不燃二次锂电池 | |
| CN105489884B (zh) | 化学还原氧化石墨烯/镁改善镍钴锰酸锂电化学性能的方法 | |
| CN114039098A (zh) | 一种用于锂金属电池的高效阻燃电解液及其制备方法 | |
| CN110190330A (zh) | 锂电池及其电解液、电解液的制备方法 | |
| CN110176622A (zh) | 一种金属锂二次电池电解液及其制备方法与应用 | |
| CN104409771B (zh) | 一种含有腈乙基氢氟醚的电解液及一种锂二次电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190712 |