[发明专利]一种纯化电解液的方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电解液的纯化方法。

背景技术

锂离子电池相对于铅酸电池、镍氢电池和镍镉电池等具有能量密度高、自放电小和循环寿命长等优点，当前已广泛应用于消费电子领域，并已逐渐开始应用于动力电池和储能电站等领域。

锂离子电池从结构上看，主要部件为正极、负极、隔膜和电解液。其中，电解液起到在电池内部为锂离子在正负极之间的穿梭传递提供载体的作用。当前人们对电池的能量密度的要求越来越高。为了提高电池的能量密度，其中一个方法是提高电池的工作电压，当电池的工作电压提高后，对电解液的纯度要求也变得更高。若电解液中含有一些杂质，则电池在高电压应用时容易发生副反应，从而造成电池性能的恶化。

因此鉴于实际需要，有必要提供一种纯化电解液的方法。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种纯化电解液的方法，采用该方法可以较好的纯化电解液，明显地提高电解液的纯度，降低杂质含量，使电解液的氧化稳定性提高。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种纯化电解液的方法，将无水氯化钙加入电解液中，使无水氯化钙与电解液中的杂质反应10分钟以上，过滤后得到纯化后的电解液，所述杂质为电解液的线性伏安扫描曲线中3-5.5V电位区间内的氧化峰所表示的物质，所述无水氯化钙的质量与所述电解液的质量比为（5-20）：100。

发明人在研究高电压电池用电解液时发现电解液中总含有少量的杂质，这些杂质可能来自于配制电解液的原料或配制过程。发明人对高电压电池用电解液进行线性伏安测试发现：在电解液的线性伏安测试曲线的3~5.5V vs. Li⁺/Li的范围内有明显的氧化峰存在，这表明电解液发生了氧化反应，而且实践表明：随着温度的增加，反应电流逐渐变大。这些氧化峰的存在即是电解液中存在杂质的反映。当将这类电解液应用于4.2V的电池中时，由于电位较低，对电池影响很小；但是当将这类电解液应用于高电压电池（如4.3V、4.4V的电池）时，由于电位较高，电解液中存在的杂质反应会对电池性能产生不好的影响。

因此，本发明的发明人经过长期的研究意外地发现：在电解液中加入无水氯化钙，可以较大程度地去除该杂质，这是因为无水氯化钙与电解液的线性伏安扫描曲线中3-5.5V电位区间内的氧化峰所表示的物质（即杂质）发生了反应。因此，将无水氯化钙加入到电解液中即可以起到纯化电解液的作用。当将纯化后的电解液应用于高电压的电池时，仍然能够保证电池具有较好的性能，从而使电池的能量密度得以有效地提高。

当然，无水氯化钙的添加量不能太大，否则不仅会造成无水氯化钙的浪费，而且过多的氯的添加也会对电解液的性能造成不良的影响；无水氯化钙的添加量也不能太少，否则不能起到很好的纯化作用。

作为本发明纯化电解液的方法的一种改进，所述无水氯化钙的质量与所述电解液的质量比为（8-16）：100，这是较优的范围。

作为本发明纯化电解液的方法的一种改进，所述无水氯化钙的质量与所述电解液的质量比为12：100，这是较佳的选择。

作为本发明纯化电解液的方法的一种改进，使用所述无水氯化钙前，先将无水氯化钙置于干燥装置中，在100℃以上的温度下干燥处理，干燥持续时间为5~20小时，干燥可以除去存在于无水氯化钙中的少量水分，以避免其中存在的少量水分对电解液造成的不良影响。

作为本发明纯化电解液的方法的一种改进，所述干燥装置为马弗炉或真空干燥箱。

作为本发明纯化电解液的方法的一种改进，将所述无水氯化钙加入所述电解液中后，搅拌10~30分钟。

作为本发明纯化电解液的方法的一种改进，将搅拌后的电解液静置1.5小时以上，然后过滤得到纯化后的电解液。静置有利于无水氯化钙的下沉，便于后续过滤，以提高过滤效率。

作为本发明纯化电解液的方法的一种改进，所述无水氯化钙的纯度大于99.9%，即无水氯化钙为分析纯，这种无水氯化钙具有较高的纯度，以避免向电解液中引入额外的杂质，造成对电解液性能的不良影响。

相对于现有技术，本发明的方法简单、实用，效果良好，能够明显地提高电解液的纯度，降低杂质含量，使电解液的氧化稳定性提高，同时纯度提高了的电解液无疑有助于高电压电池的使用，使得电池即使在高电压下使用时也具有良好的性能，从而使得电池的能量密度得以提高。

附图说明

图1为纯化前的电解液在25℃、45℃和60℃下的线性伏安扫描曲线图（以Pt作为电极）。