[发明专利]一种锂离子电池高压电解液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池电解液领域，具体涉及一种锂离子电池高压电解液及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有电压高，能量密度大，充放电迅速，寿命长，无记忆效应等优点，已成为新能源的重要发展方向。目前，锂离子电池主要应用于手机、笔记本、电动工具和储能等领域。电动汽车、电动自行车的增长对电池的能量密度有较高的要求。采用高压材料从而提高电池的工作电压成为提高电池能量密度的有效途径。高压材料的研究主要集中在镍锰酸锂(LiNi_0.5Mn_1.5O₄)、磷酸钴锂(LiCoPO₄)、磷酸镍锂(LiNiPO₄)等材料。以LiNi_0.5Mn_1.5O₄为例，其放电平台高达4.7V。然而，目前商用电解液的工作电压为4.3V，在4.7V高电压下应用将会被氧化，这导致电池性能恶化。因此，开发一种适用高压材料的锂离子电池电解液具有迫切的必要性。

目前开发的高压电解液多采用砜类、腈类等抗氧化电位高的物质作为电解液的溶剂，将电池的工作电压提高到5V以上。但是，以砜类、腈类等物质作为溶剂增大了电解液的黏度，降低了锂离子的传导速率，减小了电解液的电导率，降低了电解液对隔膜及电解材料的润湿性能，影响了电池的高压循环稳定性和倍率性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解液抗氧化能力高达5V，具有较高的电导率和较低的黏度的锂离子电池高压电解液及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案：一种锂离子电池高压电解液，该电解液包含锂盐、有机溶剂和添加剂；其中，锂盐在有机溶剂中的浓度为0.8～1.3mol/L，添加剂加入的质量是有机溶剂质量的0.5％～5％；所述的锂盐为六氟磷酸锂(LiPF₆)，或者六氟磷酸锂(LiPF₆)与四氟硼酸锂(LiBF₄)、高氯酸锂(LiClO₄)、六氟砷酸锂(LiAsF₆)、双乙二酸硼酸锂(LiBOB)、三氟甲基磺酸锂(LiCF₃SO₃)、二(三氟甲基)磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)中的一种或几种混合物，且其中六氟磷酸锂(LiPF₆)的质量含量≥85％；所述有机溶剂为链状碳酸酯和环状碳酸酯的混合物；其中，链状碳酸酯和环状碳酸酯的体积比为(1～3.5):1；所述添加剂为腈类化合物和氟代化合物的混合物；其中，腈类化合物和氟代化合物的质量比为1:(0.1～10)。

如上所述的一种锂离子电池高压电解液，其所述的链状碳酸酯为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸二异丙脂(DIPC)、碳酸二丁酯(DBC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸甲异丙酯(MIPC)、碳酸甲丁酯(MBC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸乙异丙脂(EIPC)、碳酸乙丁酯(EBC)、碳酸1,2丁烯酯(1,2-BC)中的一种或几种；所述的环状碳酸酯为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)中的一种或几种；所述的腈类化合物为丁腈、丁二腈、戊二腈(GLN)、乙二腈(AND)、丙烯腈(ANN)、癸二腈中的一种或几种；所述的氟代化合物为氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,2-二氟代碳酸乙烯酯(DFEC)、三氟甲基碳酸乙烯酯(CF₃-EC)中的一种或几种。