[发明专利]一种Li-C电池电解液及其制备方法和装置

说明书

本发明公开一种Li‑C电池电解液及其制备方法和装置，其中碳刷由以下原料制成：LiBOB、LiCFsubgt;3/subgt;SOsubgt;3/subgt;、N‑二甲基乙酰胺、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、联苯以及碳二亚胺；制备方法包括：纯化有机溶剂，配置非水有机混合溶剂，进一步蒸馏非水有机混合溶剂，加入碳二亚胺，加入N‑二甲基乙酰胺和联苯；制备装置用于进一步蒸馏非水有机混合溶剂，包括：反应釜、蒸馏塔、冷水供水箱以及热水供水器，蒸馏塔的外部设置有第一冷凝器、第二冷凝器以及第三冷凝器；通过该方法和装置制备Li‑C电池电解液，能够有效的控制电解液中国的水分含量，提高电池的总体性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种Li-C 电池电解液及其制备方法和装置。

背景技术

锂离子电池是目前比能量最高的可充电电池，锂离子电池具有工作电压高、比能量大、无污染、无记忆效应和长寿命等优点，被广泛用于移动电话、数码相机和笔记本等便携式电器装置。锂离子电池电解液作为连接正负极的桥梁，在电池内部传输锂离子，起到电池“血液”的作用。

锂电池电解液一般由一定量的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等组成。碳酸酯是最早应用于锂电池工业的有机溶剂，碳酸丙烯酯是锂离子电池电解液最重要的一种环状有机溶剂，碳酸丙烯酯在常温常压下是无色透明、略带有芳香味的液体，具有良好的低温性能，相对介点点常数高，还具有较高的化学、电化学和光稳定性，能够在恶劣的条件下使用。

电解液对纯度要求很高，即使只有0.01%的装置对电池性能都可能会产生很大的负面影响，目前用的锂盐大多数对水都异常敏感，很容易遇水分解，产生气体对电极表面的钝化膜构成严重破坏，增加了电池的不可逆消耗。但是碳酸丙烯酯具有一定的吸湿性，对电解液中水分的控制有一定影响，影响电池的总体性能。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种Li-C 电池电解液及其制备方法和装置，以降低电解液中的含水量，提高Li-C 电池的总体性能。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种Li-C 电池电解液，所述Li-C 电池电解液由以下原料制成：LiBOB、LiCF3SO3、N-二甲基乙酰胺、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、联苯以及碳二亚胺， 亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、联苯以及碳二亚胺在所述Li-C 电池电解液中所占比重为0.1%-5%。

第一方面的一种Li-C 电池电解液，首先有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯组成，碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯结构非常相似，为碳酸丙烯酯的同系物，粘度略低于碳酸丙烯酯，但介电常数远高于碳酸丙烯酯，能够充分电离锂盐；而N-二甲基乙酰胺的加入能够很明显地抑制碳酸丙烯酯做溶剂时的不可逆分解，使得石墨电极能够进行有效的充放锂循环；LiBOB 的添加既补足电解液中锂离子的用量需求，并且LiBOB在一定条件下抗氧化能力要强于其他锂盐，电化学性能更加稳定，提高Li-C 电池的总体性能；另外添加了碳二亚胺，碳二亚胺相较于其他脱水机，其与电解液中的水反应后的产物在有机溶剂中可溶，脱水的同时不会影响电池的整体性能。

可选的，N-二甲基乙酰胺和碳酸丙烯酯在所述Li-C 电池电解液中所占比重之比为1：2.5。

根据本公开的第二方面，提供一种Li-C 电池电解液的制备方法由以下步骤组成：分别在碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯中加入醋酸酐，浓硫酸，加热回流，然后分馏，分馏后的液体用无水碳酸钾振荡干燥后蒸馏，分别得到纯化后的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯；在露点低于-45°、含氧量小于1.5ppm 的环境下，按照体积比1：1：0.5:0.5 配置，得到非水有机混合溶剂；在非水有机混合溶剂中加入碳二亚胺，降低所述非水有机混合溶剂的水分至7ppm 以下；将LiBOB 和LiCF3SO3 溶于所述非水有机混合溶剂中，得到普通电解液；将N-二甲基乙酰胺和联苯加入所述普通电解液中，得到所述Li-C 电池电解液。