[发明专利]一种磷酸铁锂储能电池专用电解液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷酸铁锂储能电池专用电解液的配方，具体涉及一种新型储能电池专用电解液配方，属于储能电池技术领域。

背景技术

我国拥有丰富的风能、太阳能等绿色能源，如何更有效利用绿色能源成为目前的研究热点。锂离子电池作为新型的储能电池，能有效提高电能的利用率。磷酸铁锂电池具有优异的循环性能，被认为最适合作为储能电池。但磷酸铁锂电池高温性能及低温放电性能无法兼顾，制约了磷酸铁锂电池作为储能类电池的推广及应用。电解液作为锂离子电池关键原材料，直接影响电池高温储存及低温放电性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够克服磷酸铁锂电池无法兼顾高温、低温性能缺陷的磷酸铁锂专用电解液，该电解液可以改进电池的高温循环、高温储存性能，同时兼顾低温放电性能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种磷酸铁锂电池电解液，其组成为：离子型的锂盐，非水有机溶剂，添加剂；

所述离子型的锂盐在磷酸铁锂电池电解液中的浓度为1.0±0.5mol/L；

所述添加剂为结构式（I）表示的添加剂一种或几种；

其中，R¹为C₁~C₁₀烷基，C₁~C₁₀烷氧基或C₆~C₁₀芳基；X为卤素；m和n为1~5的整数，且m+n≤6；

所述结构式（I）中，R¹优选为甲基、乙基或甲氧基。

所述结构式（I）表示的添加剂使用量占有机溶剂和离子型的锂盐的混合溶液总质量的1Wt.%-20Wt.%。

所述非水有机溶剂选自下述物质中至少三种：碳酸亚乙酯、碳酸异丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、二甲基亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、丙酮、二甲基甲酰胺、环己酮、氟代苯、N-甲基-2-吡咯烷酮（一般为三到十一种）；

所述非水有机溶剂中的各组分体积百分含量为5Vol.%~50Vol.%，且组分之和为100%。

所述添加剂选自结构式(I)所示的化合物与砜基化合物、丙烯酸酯、丙烯酸酯聚合物中的一种或几种组成的混合物。

所述砜基化合物、丙烯酸酯、丙烯酸酯聚合物总加入量占所有添加剂加入质量的10Wt.%-70Wt.%。

所述丙烯酸酯聚合物的数均分子量为5000~2500000。

所述离子型的锂盐选自下述物质中的一种或几种：高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲烷磺酸锂、双(三氟甲烷磺酰基)酰胺锂。

所述结构式（I）表示的化合物使用量占有机溶剂和离子型的锂盐的混合溶液总质量的3-12Wt.%。

本发明所要解决的另外一个技术问题是：提供一种磷酸铁锂电池电解液的制备方法。

为解决第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：一种磷酸铁锂电池电解液的制备方法，其步骤为：按照所述的一种磷酸铁锂电池电解液的物料配比，在温度为-40°C~0°C环境下将离子型的锂盐溶于非水有机溶剂，15-35Hz搅拌速度下搅拌2-6h混合均匀，再向该混合溶剂中加入结构式（I）表示的添加剂，或加入结构式（I）表示的添加剂与砜基化合物、丙烯酸酯、丙烯酸酯聚合物中的一种或几种形成的混合物，搅拌均匀，制备得到磷酸铁锂电池电解液。

本发明有益效果：用作电解液添加剂的由通式（I）所示的化合物在化成过程中能在负极材料表面形成一层致密且稳定的SEI膜，在高温充放电过程中SEI膜稳定存在，从而提高电池高温性能。同时加入此添加剂能明显提高电解液的电导率及降低电解液粘度，在低温环境下提高Li⁺的迁移速率，从而提高电池低温性能。

附图说明

图1为电池55℃高温循环曲线图；

图2为电池-20℃搁置18H0.5C放电曲线图；

图中：1.对比例所得样品；2.实施例2所得样品；3.实施例3所得样品；4.实施例4所得样品。

具体实施方式

下面通过具体实施对本发明作进一步详细描述。

实施例1

1)磷酸铁锂专用电解液的制备：