[发明专利]一种宽温锂离子电池电解液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种宽温锂离子电池电解液及其制备方法，该宽温锂离子电池电解液由以下质量百分比的原料组成：80%‑85%的非水有机溶剂、13%‑15%的锂盐、2%‑5%的成膜功能添加剂；其中非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯；锂盐包括四氟硼酸锂和二草酸硼酸锂；成膜功能添加剂包括氟代碳酸乙酸酯和环丁砜；在惰性气体的环境中，将其配置成电解液；本发明通过采用合适配比的非水有机溶剂、锂盐和成膜功能添加剂，使得电解液具有较宽温度窗口，较好的充放电性能以及良好的循环稳定性，含有该电解液的电池能够在高温下具有良好的循环性能和在低温下具有电化学性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池电解液的技术领域，具体涉及一种宽温锂离子电池电解液及其制备方法。

背景技术

目前锂离子电池在储能装置以及交通运输领域得到了广泛应用，日常应用的小型电子设备的锂离子电池的工作温度范围为-20-60°C；新能源电车的动力电源的电池温度范围为-30-70°C，我国新能源汽车产业高速发展，绿色出行理念正在广泛深入人心，一个全新的产业体系和消费观念，逐步改变着汽车行业的发展格局，但是适应高寒环境的新能源汽车产业发展缓慢，严重制约了广大高寒地区的应用普及；军事、航空航天领域的动力系统的工作温度范围为-50-80°C，在较严苛的工作环境下，由于锂离子在兼顾高温和低温性能方面性能不稳定，锂离子电池的容量的功率会急剧下降，导致锂离子电池在航空航天等特殊领域的应用受到限制，因此，提高锂离子电池在高温或者低温等极端环境条件下的容量和功率，对于锂离子电池的应用研究具有重要意义。

现阶段提高锂离子电池的宽温性能主要是通过对锂离子电解液进行改性，常用的方法是使用新型的电解质锂盐、选择较宽液态范围的溶剂、添加成膜添加剂来改善高低温性能。

目前应用较广泛的电解质锂盐主要有六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，通过添加负极成膜添加剂、正级成膜添加剂等提升其性能，六氟磷酸锂虽然具有较高的溶解度、较高的电解率、能够在电极表面成膜、钝化正极集流体、较宽的电化学稳定窗口等优点，在锂离子电池中广泛应用，但是六氟磷酸锂的热稳定性较差，高温条件下易分解为五氟化磷和氟化锂，且分解产物易水解产生氢氟酸，对电池结构及性能均造成破坏，并对环境造成污染；且六氟磷酸锂对水分非常敏感，会与水发生分解反应生成氟化锂和氢氟酸等物质，氢氟酸本身与负极表面上的有机物反应形成LiF，进而增加了保护膜的阻抗，此外氢氟酸会与正极材料反应，使金属离子溶解于电解质液中，并最终沉积在负极材料表面上使保护膜变得不稳定；四氟硼酸锂热稳定性高于六氟磷酸锂，不易溶于水，不易产生氢氟酸，低温电荷转移阻抗小，价格较便宜，但是其具有在有机溶剂中的溶解度较低，电导率不高、成膜性不好，与电极的相容性较差的缺点。

因此需要合适的锂盐和功能添加剂来提高电解液的电导性以及电化学性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种宽温锂离子电池电解液，通过采用合适配比的非水有机溶剂、锂盐和成膜功能添加剂，使得电解液具有较宽温度窗口，较好的充放电性能以及良好的循环稳定性，含有该电解液的电池能够在高温下具有良好的循环性能和在低温下具有电化学性能。

一种宽温锂离子电池电解液，其特征在于，所述宽温锂离子电池电解液由以下质量百分比的原料组成：80%-85%的非水有机溶剂、13%-15%的锂盐、2%-5%的成膜功能添加剂；所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯；所述锂盐包括四氟硼酸锂和二草酸硼酸锂；所述成膜功能添加剂包括氟代碳酸乙酸酯和环丁砜。

本发明另一目的在于提供一种宽温锂离子电池电解液制备方法。

一种宽温锂离子电池电解液制备方法，包括以下步骤：

（1）在充满惰性气体的环境中，将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯分别加入到容器中配成混合溶剂；