一種非水電解液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于新材料和電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種非水電解液。
【背景技術(shù)】
[0002] 裡離子電池 W其比能量高、無(wú)污染、無(wú)記憶效應(yīng)、壽命長(zhǎng)而著稱。近年來(lái)，裡離子電 池備受重視，得到推廣和應(yīng)用。小到電子手表、手機(jī)，大到電動(dòng)自行車、汽車，廣受歡迎，甚至 在軍事航天等領(lǐng)域，裡離子電池也是越來(lái)越獲得青睞。裡離子電池已經(jīng)深刻影響人們的日 常生活和工作。
[0003] 裡離子電池的正負(fù)極都具有較高的活性，對(duì)充電態(tài)的裡離子電池，其負(fù)極具有高 還原性，正極具有高氧化性，若無(wú)成膜添加劑的保護(hù)，普通碳酸醋溶劑容易與正負(fù)極發(fā)生副 反應(yīng)。在實(shí)際使用中，電子產(chǎn)品（如筆記本電腦）的持續(xù)使用發(fā)熱、電池使用環(huán)境溫度升高 (如夏天室外溫度可接近4(TC，關(guān)閉空調(diào)的封閉汽車內(nèi)部甚至能高達(dá)6(TC)等因素都可能使 電池處在高溫狀態(tài)下。在高溫下，電池的正負(fù)極的反應(yīng)活性進(jìn)一步增強(qiáng)，電解液與電極的副 反應(yīng)速度加快，導(dǎo)致電解液分解產(chǎn)生大量氣體，使得電池膨脹變形并導(dǎo)致用電器的損壞。嚴(yán) 重時(shí)，由于電池膨脹變形導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生短路或是電池包裝脹破導(dǎo)致可燃性的電解液泄 露有引起火災(zāi)等安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種相容性好、裡鹽溶解性好、具有理想高溫 存儲(chǔ)性能的裡離子電池用非水電解液。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種非水電解液，按照質(zhì)量份 數(shù)，其組成為：結(jié)構(gòu)式（I)表示的化合物10-20份、其他裡鹽5-12份、1,4-下二醇硫酸醋2-5 份、己二臘10-12份、庚二臘15-25份、辛二臘10-15份、癸二臘8-20份、4-氣-1,3-二氧戊環(huán)-2-酬(又稱氣代碳酸乙締醋)20-40份、碳酸乙締醋化05-10份、碳酸丙締醋(P03-5份、氣代 碳酸乙締醋(FE05-12份、碳酸徑基苯締控醋4-8份、抗過(guò)沖添加劑3-5份、阻燃劑0.5-1.5 份、六甲基二娃胺燒或亞憐酸=苯醋1 -2份；
[0006] 所述結(jié)構(gòu)式(I)表示的化合物為：
[000引 其中，把=〔尸30化尸2〔尸2)。、肥尸20(〔尸2〔尸2)?；?〔尸20化尸20尸2)。，11為1~6的整數(shù)；
[0009] 所述其他裡鹽為雙草酸棚酸裡化iBOB)、二氣草酸棚酸裡化iDFOB)、二氣二草酸憐 酸裡（LiDFOP)、四氣草酸憐酸裡化iTFOP)、[N(S020C也CF3)2]Li、N[S020CH(CF3)2]2Li、LiN (S〇2Rf)2、LiN(SO2F) ( S〇2Rf)中的一種或二種W上的組合，其中取代基化=CnF2n+i，n為1至10 的整數(shù)。
[0010] 所述碳酸徑基苯締控醋為碳酸二徑基苯乙締醋和/或碳酸一徑基苯乙締醋。
[0011] 所述阻燃劑為憐酸=甲醋、憐酸=乙醋、憐酸=苯醋、憐酸=下醋、六甲基憐臘中 的一種或二種W上的混合物。
[0012] 本發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)在于:該電解質(zhì)材料與裡離子電池電極材料具有較好的相容性，較 高的熱穩(wěn)定性，耐氧化還原能力強(qiáng)，電導(dǎo)率高等特點(diǎn)。含草酸根基團(tuán)的裡鹽在正極表面也可 W形成固態(tài)電解質(zhì)膜，可W提高電池的耐高電壓性能;含草酸根基團(tuán)的裡鹽對(duì)環(huán)境友好，電 池拆解回收時(shí)不會(huì)由于電解液的問(wèn)題造成環(huán)境的污染。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面列舉的具體實(shí)施例，是對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，運(yùn)些實(shí)施例僅用于說(shuō) 明本發(fā)明的目的，不W任何方式限制本發(fā)明所包含內(nèi)容的范圍。
[0014] 實(shí)施例1
[001引 1)正極的制作:將LiCo02粉末、炭黑(粒度為lOOOnm)、聚偏氣乙締(PVDF)和N，N-二 甲基化咯燒酬(NMP)混合制成均一的漿料，將漿料均勻涂敷在侶錐（15皿)集流體上，然后進(jìn) 行干燥，社制，得到LiCo化正極材料。于120°C下烘12小時(shí)，干燥后的極片中，LiCo02占總涂敷 物的94%，粘結(jié)劑占4%，炭黑占2%。然后將所得極片裁剪成直徑為12mm圓片作為正極。 [0016] 2)負(fù)極的制作:將人造石墨，聚偏氣乙締(PVDF)和N，N-二甲基化咯燒酬(NMP)混合 制成均一的漿料，將漿料均勻涂敷在銅錐（15WI1)集流體上，然后進(jìn)行干燥，社制，得到碳負(fù) 極材料。于120°C下烘12小時(shí)，干燥后的極片中，石墨占總涂敷物的96.4%，粘結(jié)劑占3.6%， 然后將所得極片裁剪成直徑為12mm圓片作為負(fù)極。
[0017] 3)電解液的配制：
- 13份、四氣草酸憐酸裡5份、[N(S020C此肌)2]Li 6份、1,4-
下二醇硫酸醋5份、己二臘11份、庚二臘15份、辛二臘13份、癸二臘12份、4-氣-1,3-二氧戊 環(huán)-2-酬30份、碳酸乙締醋巧C)8份、碳酸丙締醋(PC)3份、氣代碳酸乙締醋(FEC)7份、碳酸二 徑基苯乙締醋8份、抗過(guò)沖添加劑4份、憐酸=乙醋0.8份、六甲基二娃胺燒或亞憐酸=苯醋 1.5份；
[0019] 將導(dǎo)電鹽 四氣草酸憐酸裡、[N(S020C也CF3)2]Li真空干燥 、 后轉(zhuǎn)入手套箱，緩慢加入有機(jī)溶劑中，配制成電解液，密封待用。
[0020] 4)CR2032扣式裡離子電池的組成及性能評(píng)價(jià):將電池隔膜放在上述步驟1)和2)中 所制備的正負(fù)極片之間，滴加上述步驟3)中所配制好的非水電解液，組裝成CR2032的扣式 電池。
[0021] 在微機(jī)控制的自動(dòng)充放儀化and,CT2001A)上進(jìn)行電池的循環(huán)性能測(cè)試。測(cè)試條 件:溫度為25°C，截止電壓為4.2~2.75V，充電倍率為0.5C，放電倍率為0.2C。本實(shí)施例的測(cè) 試數(shù)據(jù)參見表1。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] 對(duì)比實(shí)施例1， 18份、二草酸憐酸裡化iDF0P)6份、N
[S020CH(肌)2]2Li6份、1,4-下二醇硫酸醋4份、己二臘11份、庚二臘20份、辛二臘11份、癸二 臘18份、4-氣-1,3-二氧戊環(huán)-2-酬35份、碳酸乙締醋化C)8份、碳酸丙締醋(PC)4份、氣代碳 酸乙締醋(陽(yáng)C)9份、碳酸一徑基苯乙締醋6份、抗過(guò)沖添加劑4份、憐酸S苯醋0.8份、六甲基 二娃胺燒或亞憐酸=苯醋1.5份；
[0024] 按實(shí)施例1中步驟1)~4)的操作，組裝和評(píng)價(jià)電池。本實(shí)施例的測(cè)試數(shù)據(jù)參見表1。
[0025] 實(shí)施例3
12份、二草酸憐酸裡7份、LiN(S〇2化)巧份、1,4-下二 醇硫酸醋4份、己二臘11份、庚二臘20份、辛二臘13份、癸二臘16份、4-氣-1,3-二氧戊環(huán)-2-酬40份、碳酸乙締醋巧C)8份、碳酸丙締醋(PC)5份、氣代碳酸乙締醋(陽(yáng)CHl份、碳酸二徑基 苯乙締醋5份、碳酸一徑基苯乙締醋7份、抗過(guò)沖添加劑4份、憐酸=下醋1.3份、六甲基二娃 胺燒或亞憐酸=苯醋2份；
[0027] 組裝成和實(shí)施例1 一樣的電池，進(jìn)行高溫循環(huán)性能測(cè)試。測(cè)試條件:組裝好的電池 直接在60°C的恒溫實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行高溫循環(huán)測(cè)試，截止電壓為4.2-2.75V。充電倍率為0.5C，放 電倍率為0.2C。本實(shí)施例的測(cè)試數(shù)據(jù)參見表1。
[0028] 實(shí)施例1-3的電解液組成和電池性能測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。
[0029] 表1.非水電解液的組成及其裡離子電池在高溫60°C或85°C存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)前后的電化 學(xué)性能數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種非水電解液，按照質(zhì)量份數(shù)，其組成為：結(jié)構(gòu)式（I)表示的化合物10-20份、其他 鋰鹽5-12份、1，4_ 丁二醇硫酸酯2-5份、己二腈10-12份、庚二腈15-25份、辛二腈10-15份、癸 二腈8-20份、4-氟-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮20-40份、碳酸乙烯酯5-10份、碳酸丙烯酯3-5份、氟 代碳酸乙烯酯5-12份、碳酸羥基苯烯烴酯4-8份、抗過(guò)沖添加劑3-5份、阻燃劑0.5-1.5份、六 甲基二硅胺烷或亞磷酸三苯酯1-2份； 所述的結(jié)構(gòu)式(I)表示的化合物為：其中，Rf = CF30 (CF2CF2) n、HCF20 (CF2CF2) n或 ICF20 (CF2CF2) η，η為 1 ~6 的整數(shù)； 所述其他鋰鹽為雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟二草酸磷酸鋰、四氟草酸磷酸 鋰、[N(S〇2〇CH2CF3)2]Li、N[S〇2〇CH(CF3)2]2Li、LiN(S〇2RF)2、LiN(S〇2F)(S〇2RF)中的一種或二 種以上的組合，其中取代基R F=CnF2n+1，n為1至10的整數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非水電解液，其特征在于:所述碳酸羥基苯烯烴酯為碳酸二 羥基苯乙烯酯和/或碳酸一羥基苯乙烯酯。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非水電解液，其特征在于:所述阻燃劑為磷酸三甲酯、磷酸 三乙酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、六甲基磷腈中的一種或二種以上的混合物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非水電解液，按照質(zhì)量份數(shù)，其組成為：結(jié)構(gòu)式(Ⅰ)表示的化合物10–20份、其他鋰鹽5–12份、1，4-丁二醇硫酸酯2-5份、己二腈10-12份、庚二腈15-25份、辛二腈10-15份、癸二腈8-20份、4-氟-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮20–40份、碳酸乙烯酯5-10份、碳酸丙烯酯3-5份、氟代碳酸乙烯酯5-12份、碳酸羥基苯烯烴酯4-8份、抗過(guò)沖添加劑3-5份、阻燃劑0.5–1.5份、六甲基二硅胺烷或亞磷酸三苯酯1-2份；含草酸根基團(tuán)的鋰鹽在正極表面也可以形成固態(tài)電解質(zhì)膜，可以提高電池的耐高電壓性能；含草酸根基團(tuán)的鋰鹽對(duì)環(huán)境友好，電池拆解回收時(shí)不會(huì)由于電解液的問(wèn)題造成環(huán)境的污染。
【IPC分類】H01M10/0568
【公開號(hào)】CN105633469
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610003389
【發(fā)明人】陳瀚林, 陳世忠
【申請(qǐng)人】蘇州氟特電池材料股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年1月5日