[发明专利]一种锂离子电池电解液及电池制备方法

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池电解液及其电池制备方法，在前真空烘烤和注入电解液过程之间，注入添加剂的溶剂，静至1‑5min，设置真空度‑0.05~‑0.1Mpa，使注入电池中的溶剂抽出，作为清洗溶剂以及作为功能添加剂，实现了优化工艺效果，同时又不引人杂质，再进行后真空烘烤，添加剂溶液在高温条件下，在干燥蒸发过程中带出水分，接着进行电解液注液操作。留在电池中的添加剂与电池中水分、羟基等活性基团反应，参与形成SEI膜；同时能够结合正负极材料、隔膜、极片；对整个电池内部微观正负极颗粒进行支撑维持作用。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池电解液及电池制备方法。

背景技术

随着电子产品在人们日常生活的普及，锂离子电池以其环保，能量密度高，重量轻，安全等优势在民用电源上得到广泛应用。同时用户对电池能量密度及其使用时间及使用环境温度也提出了越来越高的要求。

目前，非水性二次锂电池用电解液，通常采用含有环状碳酸酯和一种线性碳酸酯的有机溶剂，环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)，线性碳酸酯包括碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)或当中的任几种组成的溶剂体系，以六氟磷酸锂为电解质。为了改善电解液的相关电化学性能，往往加入系列的添加剂。如在电解液添加剂中单独加入腈类(NC-R-CN)添加剂，可以提高电池的高温存储性能，但是会影响电池的容量；如在电解液添加剂中单独加入碳酸亚乙烯酯(VC)添加剂，提高了电池的高温循环性能，但低温循环性能差；如在电解液添加剂中单独加入氟代碳酸乙烯酯(FEC)添加剂，可以延长电池的循环寿命，但电池高温存储时会发生胀气现象；如在电解液添加剂中单独加入1，3-丙烷磺内酯(PS)添加剂，可以提高电池的高温循环性能，但低温性能变差；如美国专利US7078132，在其电解液中添加添加剂FB和VC，以提高其高温循环性能，但存在低温析锂的风险。且锂离子电池电解液溶剂中的水分对锂离子电池性能影响很大，且锂离子电池注液前烘烤工艺对电池后续功能影响也比较大。现有工艺需要每隔一到两个小时对烘烤中的真空烘箱进行置换气氛操作。但是也不能使得电池中的水分降到10ppm及以下。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种锂离子电池电解液及电池制备方法，分阶段降低电池注液前内部水分含量，添加剂在干燥过程中与电池内部物质进行反应，进一步消耗电池内部的水分。添加剂本身结构特点，其能够使得电池极片稳定，提高安全性能，也能缩短电芯烘烤时间，缩短整个电芯制作时间，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂离子电池电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂，

所述溶剂为碳酸酯类、醋酸酯类、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、石油醚、二氯甲烷、环己烷、苯类溶剂中的至少一种，所述溶剂占85—95wt％；

所述的锂盐为LiPF6，其浓度为1.0mol/L；

所述的添加剂包括铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种，所述添加剂占5—15wt％。

相对于现有技术，本发明一种锂离子电池电解液，加入偶联剂可以在干燥过程中与电池内部物质进行反应，反应消耗溶剂中的水分，有效降低了电池的水分，提高了电池的电化学性能。添加剂为偶联剂类，其具有两不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等。该结构其能够使得电池极片稳定，提高安全性能。

作为本发明所述的一种锂离子电池电解液的一种改进，所述的碳酸酯类溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯；