[发明专利]用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池循电解液应用领域，尤其是用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是继铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池后，又一项新型的电池技术。锂离子电池目前广泛应用于笔记本电脑、手机、数码相机等3C电子产品，同时在电动汽车、电动工具和储能电站方面也得到了广泛应用。

锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等过渡金属氧化物，负极材料主要有碳材料、钛酸锂和硅碳合金，电池隔膜主要有聚乙烯、聚丙烯和它们的复合材料，电解液一般由电解质锂盐、有机溶剂和添加剂组成，电解质锂盐一般为四氟硼酸锂、高氯酸锂和六氟磷酸锂等锂盐，而有机溶剂主要有碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等环状和链状碳酸酯。

随着电动汽车和移动储能设备的发展，对于锂离子电池快速充放电、安全性和循环寿命提出了更高要求，在这种情况下，以钛酸锂为负极的锂电池得到了快速的发展。钛酸锂相对于锂电极的点位为1.55V，在充放电过程中，不易析出金属锂，电池的安全性比较高，钛酸锂的化学扩散系数为2×10-8cm2/s,高的扩散系数使得负极材料可以快速进行充放电。然而在锂电池快速充放电过程中，钛酸锂本身易与电解液发生副反应，导致钛酸锂电池的循环性能下降。

公开号为CN103545551A公开了一种钛酸锂电池的电解液，通过在电解液中添加一种或多种苯乙炔衍生物，提高钛酸锂电池的放电容量和循环寿命，解决了钛酸锂电池循环过程中胀气的问题。公开号为CN106159329A公开了一种钛酸锂电池的电解液，在电解液中添加腈类溶剂，该类溶剂不与钛酸锂材料发生副反应，减少了电解液的分解，提高了锂离子电池的循环寿命，然而该类溶剂有一定的毒性，做为锂电池溶剂不是很理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液，包括电解质锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂为金属有机醇盐，所述有机金属为铝或锆。

优选的，上述用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液，所述金属有机醇盐的添加量为电解液总量的1-6％。

优选的，上述用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液，所述金属有机醇盐的添加量为电解液总量的2％。

优选的，上述用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液，所述金属有机醇盐为三乙醇铝、叔丁醇铝、异丙醇铝或叔丁醇锆。

优选的，上述用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液，所述金属有机醇盐为异丙醇铝。

优选的，上述用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液，所述电解质锂盐为高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲基硼酸锂或双草酸硼酸锂。

优选的，上述用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液，所述溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸甲基乙基酯。

一种用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液的制备方法，具体步骤如下：

(1)制备电解质锂盐和溶剂的混合溶液；

(2)将添加剂加入混合溶液中。

优选的，上述用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液的制备方法，所述步骤(1)中混合溶液为LiPF₆溶于碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯中得到的混合溶液，其中LiPF₆浓度为1mol/L,碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯的质量比为40：30：30。

本发明的有益效果是：

上述用于提高钛酸锂电池循环稳定性的电解液，通过在电解液中加入添加剂，引入的金属醇基基团可使电池在充放电过程中添加剂在电极表面形成一层致密的更稳定的固体电解质膜，降低电解液分解产物与电极表面活性物质发生副反应，同时该固体电解质薄膜在电极表面形成骨架结构，提高了钛酸锂电池的循环稳定性；其制备方法简单，适合规模化工业生产的需要。

附图说明

图1为对比例1所制备样品的循环充放电曲线图；

图2为对比例2所制备样品的循环充放电曲线图；

图3为对比例3所制备样品的循环充放电曲线图；

图4为对比例4所制备样品的循环充放电曲线图；

图5为实施例1所制备样品的循环充放电曲线图；