[发明专利]一种锂离子电池电解液及其加工工艺

说明书

本发明公开了一种锂离子电池电解液及其加工工艺，该锂离子电池电解液包括非水溶剂、导电锂盐、添加剂A和添加剂B，该加工工艺为添加剂A的制备，非水溶剂的纯化，将导电锂盐加入纯化过的非水溶剂中，搅拌均匀，得到基础电解液，在基础电解液中加入添加剂A和添加剂B，超声分散，即得锂离子电池电解液；实验结果表明本发明所制得的锂离子电池电解液中能够同时改善电池的低温性能和高温性能；能够抑制非水溶剂分解产生气体，减小电池的膨胀；能有效提高锂离子电池的循环寿命，电池的循环稳定性好；该制备方法简单高效，原料成本低，适于大规模应用。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是一种锂离子电池电解液及其加工工艺。

背景技术

近年来，由于环境污染和能源匮乏的压力，迫使各国都在寻找新的绿色、环保且可持续发展的能源，20世纪90年代出现的高能环保锂离子电池，由于其所具有的能量密度高，循环寿命长，工作电压高等优点，使其成为最受瞩目的动力电源之一。然而，随着人们对电池使用条件的了解不断深入，发现很多情况下电池的使用都在高于常温的条件下，高温条件下工作或存储对电池体系的工作稳定性和存储稳定性要求更苛刻，使得行业内对改善电池在高温条件下的电性能和高温存贮性能引起了重视；在高温环境下，锂离子电池体系会发生一系列变化，正极材料由于活性较高，会同电解液发生氧化反应，从而影响锂离子电池的性能，负极材料在锂离子电池化成时，表面会形成钝化膜，而当处于高温环境时，钝化膜会溶解遭到破坏，从而影响电池的循环性能和容量发挥等，同时，电池于高温环境长期贮存时，电解液会发生挥发或还原分解，引起电池“胀气”，可能会引起电池爆炸等安全问题；因此，当面临高温使用条件时，锂离子电池电解液的设计，必须考虑到高温环境下锂离子电池正负极材料与电解液之间的兼容性，降低电解液同正负极材料发生反应的概率，并提高钝化膜的稳定性。

目前非水电解液电池已经实用化，但在耐久性使用上还无法让人满意，特别是在高温45℃下使用寿命较短，非水电解液锂离子电池要求在寒冷地区也能正常工作，更要兼顾高低温性能，在非水电解液锂离子电池中，非水电解液是影响电池高低温性能的关键因素，特别地，非水电解液中的添加剂对电池高低温性能的发挥尤其重要。为了提高电池的各项性能，许多科研工作者通过往电解液中添加不同的添加剂来改善钝化膜的质量，从而改善电池的性能，这些添加剂虽然能够改善电池的高低温放电性能，但效果并不理想，电池无法实用化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池电解液及其加工工艺，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锂离子电池电解液，该锂离子电池电解液包括非水溶剂、导电锂盐和添加剂，添加剂包括添加剂A和添加剂B，非水溶剂、导电锂盐和添加剂的质量比为：100:8-15:0.5-5，添加剂A的含量占锂离子电池电解液总质量的0.03-3％，添加剂B的含量占锂离子电池电解液总质量的0.05-3％。

作为优化，添加剂A的结构式为：

其中，k＞0，l＞0，m＞0，n＞0，且k+l+m+n＝100-300；R为氢、卤素、取代或未取代的C1-C6烷基及其卤代烷基、烷氧基中的任意一种；M为钠或钾。

作为优化，添加剂B的结构式为：

其中，p为1或2，R₁为氢或C1-C5的烷基，R₂为C6-20的烷基。

作为优化，非水溶剂为离子液体、醚类溶剂或芳香烃类溶剂中的任意一种。离子液体无味、不燃，其蒸汽压极低，因此可减少因挥发而产生的环境污染问题；离子液体对有机和无机物都有良好的溶解性能，可使反应在均相条件下进行，同时可减少设备体积；离子液体可操作温度范围宽(-40-300℃)，具有良好的热稳定性和化学稳定性，易与其它物质分离，可以循环利用。