[发明专利]一种不可燃锂离子电池电解液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种不可燃锂离子电池电解液及其制备方法，该电解液由四类组分组成：(A)锂盐，(B)碳酸酯类和/或醚类有机溶剂，(C)三氟丙基甲基环三硅氧烷阻燃添加剂和(D)其他功能添加剂。其中，锂盐在此电解液中的摩尔浓度范围是：0.001‑2mol/L；阻燃添加剂在此电解液中所占的质量比例范围是：0.1％‑60％；其他功能添加剂在此电解液中的摩尔浓度范围是：0.01‑0.5mol/L；所述阻燃添加剂为三氟丙基甲基环三硅氧烷。本发明采用三氟丙基甲基环三硅氧烷作为阻燃添加剂，三氟丙基甲基环三硅氧烷具有F和Si两种阻燃元素，具有协同作用，可降低添加剂用量，可提高阻燃效率。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，特别涉及一种不可燃锂离子电池电解液及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有高的能量密度、良好的循环稳定性及低的自放电等优点，因此锂离子电池成为新能源的领域的研究热点，是最有可能市场化的新能源。

但是锂离子电池在实际应用中存在着许多的问题需要去解决，如充放电时的体积变化、材料的导电性锂枝晶等影响电池循环性和安全性的问题等。

锂离子电池在过充、短路、受猛烈撞击、受热等滥用的情况下，会发生着火、燃烧甚至是爆炸等一些安全性的问题。电解液作为电池的重要组成部分之一，也是造成电池安全性问题的重要因素。由于锂离子电池负极的电位与锂接近，比较活泼，在水溶液体系中不稳定，必须使用非水、非质子性有机溶剂作为锂离子的载体，目前锂离子电池大多采用碳酸酯类、醚类、羧酸酯类和/或含硫有机溶剂作为载体，而碳酸酯类和/或醚类有机溶剂存在沸点低、容易挥发，导致电池易燃、易爆等缺陷，如专利CN101867065公开了一种含有碳酸酯类和/或醚类有机溶剂的阻燃型电解质溶液，提供了一种具有阻燃甚至完全不燃烧功能的阻燃型电解质溶液，但是发现加入其所述的阻燃添加剂后，其阻燃性能虽然有所提高，但是对锂电池的电池容量却有所影响，无法满足对锂电池较高电池性能的要求。

因此，针对现有技术中含有碳酸酯类和/或醚类有机溶剂的阻燃型电解液的不足，有必要进一步研发新的阻燃添加剂以及阻燃型锂离子电池电解液。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种不可燃锂离子电池电解液及其制备方法，能够提高锂离子电池的安全性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了三氟丙基甲基环三硅氧烷在制备不可燃锂离子电池或其电解液中的应用。

本发明还提供了一种不可燃锂离子电池电解液，所述电解液包括：阻燃添加剂；

所述阻燃添加剂为三氟丙基甲基环三硅氧烷。

优选的，所述三氟丙基甲基环三硅氧烷在所述电解液中质量分数为0.1％-60％。

优选的，所述电解液还包括：锂盐，碳酸酯类和/或醚类有机溶剂和其他功能添加剂。

优选的，所述锂盐和其他功能添加剂的摩尔比为0.001～2：0.01～0.5。

优选的，所述锂盐为LiPF₆、LiClO₄、LiAsF₆、LiBF₄、LiCH₃SO₃、LiCF₃SO₃、LiBOB及LiN(CF₃SO₂)₂中的一种或多种的混合物。

优选的，所述碳酸酯类有机溶剂为环状碳酸酯类和/或链状碳酸酯类化合物；

优选的，所述醚类有机溶剂选自四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、二甲氧甲烷、1,2-二甲氧乙烷和二甘醇二甲醚中的一种或几种