[发明专利]一种安全性能好的电解液、锂离子电池及制备方法

说明书

一种安全性能好的电解液，包括锂盐和溶剂，锂盐包括二氟草酸硼酸锂和双三氟甲磺酰基酰亚胺锂；溶剂包括碳酸亚丙酯和碳酸氟亚乙酯。本发明的电解液是属于一种阻燃型的浓缩电解质，其具有高度安全和宽温度工作的特点。并且本发明的电解液还具有出色的循环性能，能够在锂金属阳极上形成富LiF固体电解质中间相(SEI)，可以有效地抑制锂的连续生长。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，尤其涉及一种安全性能好的电解液、锂离子电池及制备方法。

背景技术

目前锂硫电池由于具有硫资源丰富，环境友好和较高的理论能量密度(2600Wh/kg)的优点而备受关注。然而锂硫电池仍然存在许多棘手的问题，例如电解质易燃烧，多硫化物的穿梭和生长的锂树枝状晶体需要解决。多硫化物溶解到电解质中并穿梭穿过隔板与锂金属阳极反应，导致锂硫电池的容量快速降低从而导致锂硫电池的长期循环稳定性不高。通过物理和化学的作用对锚定多硫物是至关重要的。

通过多年的发展，发现新型隔膜和阴极材料的3D多孔结构能够有效的抑制穿梭效果；紧凑而稳定的富含LiF的固态电解质中间相(SEI)有助于抑制锂树枝状晶体的连续生长此外，LiF具有强大的功能绝缘体(≈10-31S/cm)，可防止电子穿过SEI层并允许锂离子传导[17-19]。因此，富含LiF的SEI具有极好的优点，可以在电沉积过程中增强锂离子的表面扩散，并诱导出均匀且无枝晶的锂金属电极。然而在所有的问题中，安全问题是商业化运用考虑最多的问题。目前，广泛使用的锂硫电池的电解质主要由1,3-二氧戊环组成(DOL)和1,2-二甲氧基甲烷(DME)。但是，相对较低沸点(DOL为75℃，DME为42℃)可能会导致电池故障或危险的安全事件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种安全性能高，并且使得锂离子电池循环性能好的特别适用于锂硫电池的电解液及制备方法，并且本发明还提供一种锂硫电池及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种安全性能好的电解液，包括锂盐和溶剂，所述锂盐包括二氟草酸硼酸锂和双三氟甲磺酰基酰亚胺锂；所述溶剂包括碳酸亚丙酯和碳酸氟亚乙酯。

上述的安全性能好的电解液的制备方法，优选的，包括以下步骤：1)将二氟草酸硼酸锂与碳酸亚丙酯混合后形成混合溶液I，混合溶液I中二氟草酸硼酸锂的浓度为0.5-1.5mol/L；2)将双三氟甲磺酰基酰亚胺锂和碳酸氟亚乙酯混合均匀后形成混合溶液II，混合溶液II中双三氟甲磺酰基酰亚胺锂的浓度为6-8mol/L；

3)将混合溶液I和混合溶液II按照体积比1：1-1：3的比例混合混匀。

一种锂离子电池，包括电芯，所述电芯上含有电解液；所述电芯包括正极、隔膜和负极，所述隔膜将正极和负极隔开；所述电解液包括锂盐和溶剂，所述锂盐包括二氟草酸硼酸锂和双三氟甲磺酰基酰亚胺锂；所述溶剂包括碳酸亚丙酯和碳酸氟亚乙酯。

上述的锂离子电池的制备方法，优选的，包括以下步骤：1)电解液的制备：

①将二氟草酸硼酸锂与碳酸亚丙酯混合后形成混合溶液I，混合溶液I中二氟草酸硼酸锂的浓度为0.5-1.5mol/L；

②将双三氟甲磺酰基酰亚胺锂和碳酸氟亚乙酯混合均匀后形成混合溶液II，混合溶液II中双三氟甲磺酰基酰亚胺锂的浓度为6-8mol/L；

③将混合溶液I和混合溶液II按照体积比1：1-1：3的比例混合混匀，得到电解液备用。

2)正极的制备；

3)负极的制备：

①将正极活性材料、负极导电剂和负极粘合剂在去离子水中搅拌均匀得到负极浆料；

②将负极浆料均匀的涂覆在负极集流体上；

③将步骤②得到的负极集流体在80-100摄氏度的温度下干燥10小时以上；得到负极；