[发明专利]一种应用于锂电池的宽温域有机电解液及其制备方法

说明书

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种应用于锂电池的宽温域有机电解液及其制备方法，一种应用于锂电池的宽温域有机电解液的制备方法，所述应用于锂电池的宽温域有机电解液的制备方法包括以下步骤：步骤一：将氟化碳酸乙烯脂和氟化碳酸甲乙脂进行混合并搅拌；步骤二：向步骤一中得到的混合液中加入双三氟甲基磺酸亚酰胺锂，并搅拌，直至双三氟甲基磺酸亚酰胺锂完全溶解；步骤三：向步骤二中得到的溶液中加入1,1,2,2‑四氟乙基‑2,2,2‑三氟乙基醚，并进行搅拌；步骤四：向步骤三中得到的溶液中加入碳酸二乙脂并搅拌。本发明提供一种具有宽温域工作范围、宽电压窗口以及不易燃特性的应用于锂电池的宽温域有机电解液及其制备方法。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种应用于锂电池的宽温域有机电解液及其制备方法。

背景技术

现有技术和缺陷：

在最近的几十年中，由于锂电池成本的大规模下降使得电动汽车的数量呈现了指数级的增长，全世界超过60％的锂电池被应用在电动车上。而电动车对于锂电池在一个较宽温度范围内的安全性提出了严格的要求，同时在军工以及航天领域对于能够宽温域应用的锂电池也有迫切的需求。

商用的锂电池所用的碳酸乙烯脂基电解液的稳定使用温度范围只有-20-+5℃，同时其具有高度的可燃性，因而在极端条件下使用或遭到破坏时容易发生燃烧和爆炸。为了拓宽锂电池的使用温度范围，最成功的方法包括向电解液中添加少量的添加剂以及在电池外部添加加热和隔热装置。然而这些方法降低了锂电池的能量密度和功率密度。

在最新的研究进展中，采用液态二氧化碳和氟化甲烷作为电解液的锂电池在-60℃可以放出常温容量的60％，然而该锂电池在常温时的安全性却难以保证，因为常温时电池内部的压力高达几十bar；通过使用乙酸乙酯基的电解液使得锂电池可以在-70℃的条件下进行工作，然而由于乙酸乙酯的化学不稳定性，使得其工作电压仅在2V附近，极大的降低了电池的能量密度和功率密度。从一定意义上讲，在低温条件下具有优异电化学性能的电解液在高温条件下都容易发生副反应从而导致锂电池性能的下降，这主要是由于具有优异低温性能的电解液常选择具有较低熔点的溶剂，而低熔点溶剂往往具有在高温条件下不稳定。因而锂电池较窄的温度范围主要归因于为了获得较高电导率而引起的锂离子和溶剂的强相互作用。

解决上述技术问题的难度和意义：

因此，基于这些问题，提供一种具有宽温域工作范围、宽电压窗口以及不易燃特性的应用于锂电池的宽温域有机电解液及其制备方法具有重要的现实意义。

发明内容

本发明目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种具有宽温域工作范围、宽电压窗口以及不易燃特性的应用于锂电池的宽温域有机电解液及其制备方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种应用于锂电池的宽温域有机电解液的制备方法，所述应用于锂电池的宽温域有机电解液的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将氟化碳酸乙烯脂和氟化碳酸甲乙脂按照体积比1:2-1:4的比例进行混合，并搅拌直至两种溶剂完全互溶；

步骤二：向步骤一中得到的混合液中加入双三氟甲基磺酸亚酰胺锂，并进行搅拌，直至双三氟甲基磺酸亚酰胺锂完全溶解，锂盐浓度范围3M-4M；

步骤三：向步骤二中得到的溶液中加入1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚，其体积比与氟化碳酸乙烯脂的体积比为1:7-1:8，并进行搅拌，直至溶液内各组分完全互溶，呈现澄清透明状；

步骤四：向步骤三中得到的溶液中加入碳酸二乙脂，其体积比与氟化碳酸乙烯脂的体积比为2:1-4:1，并搅拌，直至溶液澄清透明。

本发明还可以采用以下技术方案：