[发明专利]用于锂电池电解液的添加剂

说明书

本发明涉及锂电池制备技术领域，尤其涉及一种用于锂电池电解液的添加剂。本发明所设计的用于锂电池电解液的添加剂，所述添加剂为四氟铝酸锂，所述四氟铝酸锂的制备过程为，首先将液态氟化氢、氟化锂和氟化铝在反应釜中混合均匀，然后蒸馏回收氟化氢，蒸馏后得到四氟铝酸锂粗品，最后将四氟铝酸锂晶体依次通过有机溶剂溶解，过滤，重结晶工序进行提纯得到四氟铝酸锂。与现有锂电池电解液相比，本发明采用四氟铝酸锂作为电解液的添加剂，能明显提高锂电池的循环性能，而且采用本发明制得的四氟铝酸锂纯度高。

技术领域

本发明涉及锂电池制备技术领域，尤其涉及一种用于锂电池电解液的添加剂。

背景技术

近年来，锂离子电池作为新能源汽车的主动力来源，其性能直接决定新能源汽车的性能，所以发展高能量密度、长循环寿命的锂离子电池是锂电池行业的重要研发方向。正极材料、负极材料电解质材料和隔膜材料是锂离子电池四大关键材料，常见的电解质材料主要有LiPF₆、LiDOFB、LiFSI、LiBOB、LiPO₂F₂等，通过碳酸酯类溶剂溶解这些电解质配制成非水性电解液，其中LiPF₆是目前应用最广泛的一种电解液，其他电解液由于溶解性、电导率、价格问题可作为添加剂使用。而且最近研究表明向电解液中加入少量的添加剂能够提升电池的低温性能、高温性能、循环性能、倍率性能等，如文献“Aegis of Lithium-RichCathode Materials via Heterostructured LiAlF₄ Coating for High-PerformanceLithium-Ion Batteries》ACS Applied Materials&Interfaces DOI∶10.1021/acsami.8b11471”，表明四氟铝酸锂能够在锂离子电池正极表面形成稳定致密的CEI膜。该膜具有良好的弹性和热稳定性，少量加入与LiPF₆共作用，能够抑制正极主材中过渡金属的溶出，保护正极微观结构，显著提升电池的循环寿命。

因此，目前亟需制备一种用于提升电池的循环寿命的电解液添加剂。

发明内容

为解决以上问题，本发明的目的是提供一种用于锂电池电解液的添加剂，添加剂为四氟铝酸锂，能明显提高电池的循环性能。

为实现上述目的，本发明所设计的用于锂电池电解液的添加剂，所述添加剂为四氟铝酸锂，所述四氟铝酸锂的制备过程为，首先将液态氟化氢、氟化锂和氟化铝在反应釜中混合均匀，然后蒸馏回收氟化氢，蒸馏后得到四氟铝酸锂粗品，最后将四氟铝酸锂晶体依次通过有机溶剂溶解，过滤，重结晶工序进行提纯得到四氟铝酸锂。

作为优选方案，所述氟化氢、氟化锂和氟化铝的摩尔比为20～100:1:1。

作为优选方案，所述四氟铝酸锂粗品的制备过程具体为，首先向反应釜中加入氟化锂，然后向反应釜中加入-160℃～-90℃的液体无水氟化氢，搅拌均匀后在惰性气体的保护下缓慢向反应釜中加入氟化铝，在1～1.5小时加完氟化铝后搅拌均匀，最后将反应釜的温度升至-80℃～-50℃蒸馏回收氟化氢，蒸馏完成后得到四氟铝酸锂粗品。

作为优选方案，所述有机溶剂为碳酸二甲酯或碳酸甲乙酯。

作为优选方案，所述反应釜的的材质为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)中的一种。

作为优选方案，所述惰性气体为氮气或氩气。

本发明的优点在于：与现有锂电池电解液相比，本发明采用四氟铝酸锂作为电解液的添加剂，能明显提高锂电池的循环性能，而且采用本发明制得的四氟铝酸锂纯度高。

附图说明

图1为采用实施例1的锂电池电解液制得的锂电池的0.5C循环试验测试曲线图。