[发明专利]一种高温锂电池用电解液

说明书

本发明属于锂电池技术领域，特别涉及一种高温锂电池用电解液，该电解液含有锂盐、有机溶剂、硅烷化合物和功能性添加剂；且，以所述电解液的总重量为基准，所述锂盐的含量为1‑25重量％，所述有机溶剂的含量为10‑82重量％，所述硅烷化合物的含量为12‑20重量％，所述功能性添加剂的含量为0.5‑5重量％；本发明通过加入锂掺杂的钒酸锆材料，该钒酸锆材料具有较好的热缩冷胀能力，能够抵消锂电池在高温下的体积膨胀；并且，由于锂掺杂进入钒酸锆的缺陷中，使其形成稳定的正八面体双锥形晶体结构，提高了结构稳定性；更为重要的是，由于锂的掺入，增加了锂离子在电解液中传输通道，间接的提高了电解液的离子电导率，提高了锂电池的性能。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，特别涉及一种高温锂电池用电解液。

背景技术

锂电池作为一种新型的化学能源，因其具有能量密度大，工作电压高，循环寿命长，以及对环境友好等特点，已被广泛的应用于人们的生产生活中，如应用于手机、笔记本电脑、摄像机等便携式电子设备中，也是未来电动汽车以及混合式动力汽车的优选动力电源，具有广泛的应用前景和巨大的经济效益。

锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成，电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成。目前常用的锂电池正常的工作温度范围是-20℃～60℃，例如传统的可获得高循环效率的电解液有LiAlCl₄+SO₂，在此种电解液中金属锂电极的循环效率接近100％，但是由于该电解液腐蚀性强，SO₂极易挥发，易对环境造成污染，制备工艺要求较高，因此这种电解液不适宜实际的使用；此外，LiAsF₆/DOL体系电解液在小电流密度下也可以获得高循环效率，但是这种电解液中的溶质LiAsF₆有毒，且体系不稳定，对温度过于敏感，尤其是处于高温环境(＞55℃)，锂电池电解液的稳定性会急剧降低，存在极大的安全隐患。

锂电池的老化速度受到温度的影响，当锂电池内部的温度升高时，使得锂电池内阻升高，从而导致锂电池容量的下降，进而缩短了锂电池的使用寿命，温度过高的情况下甚至会发生爆炸，因此，本领域技术人员都在积极的探索，以期研发出一种耐高温的锂电池用电解液，进而能够拓宽锂电池的工作温度范围，使其可在高于60℃的条件下正常工作，进而拓展锂电池的应用范围。

如申请号为“CN201410116478.0”的中国专利中公开了一种高温型锂电池用电解液，其包括非水有机溶剂、锂盐和电解液添加剂，该电解液添加剂为硫酰基二丙腈，其特征在于含有两个端氰基和一个砜基，其用量基于电解液总重量的0.3wt％到5wt％。该电解液能有效改善锂电池在高温(55℃)环境下的循环性能。但是其在60℃以上的高温环境下的放电性能仍旧较差。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种高温锂电池用电解液，克服电解液在高温条件下稳定性下降导致的电池循环性能差的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高温锂电池用电解液，该电解液含有锂盐和有机溶剂，还包含有硅烷化合物和功能性添加剂；且，以所述电解液的总重量为基准，所述锂盐的含量为1-25重量％，所述有机溶剂的含量为10-82重量％，所述硅烷化合物的含量为12-20重量％，所述功能性添加剂的含量为0.5-5重量％。

优选地，所述的功能性添加剂为锂掺杂的钒酸锆材料，其制备方法包括将氯氧化锆八水合物分散到水中，加入碱性溶液调节pH至10-11，再加入偏钒酸铵和锂盐，混合均匀后水浴加热，回流反应5-8小时，将溶液加热浓缩，冷却结晶；然后再将所得晶体置于管式电阻炉中加热至1250-1300℃进行煅烧处理，将煅烧物趁热浸没到蒸馏水中，搅拌，然后离心分离去除水，并充分干燥固体产物，得到锂掺杂的钒酸锆材料。