[发明专利]一种锂盐溶解度的检测方法

说明书

本发明涉及锂盐溶解度的检测方法。所述检测方法先制备锂盐在有机溶剂中的过饱和溶液，取上层清夜，用针头过滤器过滤，得到澄清的滤液；以氘代DMSO为溶剂，马来酸为内标，通过¹H‑QNMR检测滤液中有机溶剂的含量，计算出溶液中锂盐的含量，从而得到锂盐的溶解度。所述检测方法操作简单，重复性好，不需要复杂的仪器和设备，成本低。

技术领域

本发明属于锂离子电池用电解液技术领域，具体涉及锂盐溶解度的检测方法。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大(重量轻)、自放电率低、无记忆效应、循环寿命长和无污染等突出优点，被广泛应用于电子产品，并扩大到电动汽车领域，是当今国际公认的理想化学能源。锂离子电池有正极、负极、隔膜、电解液四大关键材料组成。电解液在电池正负极之间起到传导电子的作用。电解液的性能直接影响锂离子电池的综合性能。

锂盐作为电解液组成之一，使用性能优良的锂盐是获得高比能量、高比功率、宽电化学窗口、长循环寿命和存储寿命、良好安全性能及低温性能的锂离子二次电池的关键。它不仅是电解质中锂离子的提供者，其阴离子也是决定电解质物理和化学性能的主要因素。目前商品化应用的LiPF₆对水敏感，低温生成的SEI膜阻抗过大，并由于其在80℃开始分解，导致锂离子电池的高温性能更是差强人意。因此国内外展开了大量对新型锂盐的研究，包括双草酸硼酸锂(LiBOB)、双氟草酸硼酸锂(LiODFB)、二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、二(三氟甲基磺酸)亚胺锂(LiTFSI)等，用来改善锂离子电池的热稳定性、化学稳定性、高低温性能等。

但是，锂盐必须在电解液溶剂中有足够高的溶解度，缔合度小，易于解离，才能保证电解液具有较高的电导率。

为了确保锂盐性能优良，能够充分溶解于电解液有机溶剂中，溶解度也是锂盐的一个重要指标，检测锂盐(六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、六氟砷酸锂(LiAsF₆)、六氟锡酸锂(LiSnF₆)、六氟锗酸锂(LiGeF₆)、双氟草酸硼酸锂(LiODFB)、双草酸硼酸锂LiBOB、二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、二(三氟甲基磺酸)亚胺锂(LiTFSI))在电解液中的溶解度十分重要。

目前，没有一个明确测定锂盐溶解度的方法，而溶解度的测试一般是在一定量的溶剂中加入过饱和的样品，充分搅拌，过滤，干燥恒重过滤器，称量过滤前后过滤器的质量，计算溶解样品的质量，从而得到样品的溶解度，操作复杂。因此，需要建立一种快速、准确、稳定检测的方法来检测溶解度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种稳定、快速、准确、简单的锂盐溶解度的检测方法，所述锂盐包括但不限于：六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、六氟砷酸锂(LiAsF₆)、六氟锡酸锂(LiSnF₆)、六氟锗酸锂(LiGeF₆)、双氟草酸硼酸锂(LiODFB)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、二(三氟甲基磺酸)亚胺锂(LiTFSI))。

具体地，所述锂盐溶解度的检测方，包括如下步骤：

1)在手套箱中，配制锂盐在有机溶剂中的过饱和溶液，取上清液，用针头过滤器过滤，收集适量滤液；

2)以氘代DMSO为溶剂，马来酸为内标，滤液为样品，检测¹H-QNMR，按公式(I)计算溶液中有机溶剂的含量：

其中：