[发明专利]一种电解液及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种电解液及其制备方法和用途，所述电解液包括亚铁盐、醇胺类化合物、醚类添加剂、锂盐和溶剂。本发明提供的电解液通过亚铁盐、醇胺类化合物和醚类化合物之间内的协同作用，能够有效缓解化成阶段的产气问题，避免电芯胀气鼓包现象的发生；并且可以有效避免电解液与电极之间副反应的发生，提升SEI膜的稳定性，防止锂枝晶的生成和穿刺，从而进一步提升了电池的电化学性能和安全性能。此外，采用本发明提供的电解液来缓解化成阶段产气，简单易操作，易应用于实际成产中。

技术领域

本发明属于电池生产制造技术领域，尤其涉及一种电解液及其制备方法和用途。

背景技术

锂离子电池在首次充放电过程中，电解液会在负极材料表面还原分解，形成固体电解质界面(SEI膜)，而形成SEI膜是个不可逆过程，会导致锂含量的减少、库伦效率降低以及循环性能差等问题。目前，可以通过正极补锂和负极补锂的方式向电池内部补充锂离子来解决上述问题，其中，在正极合浆过程中添加少量的高容量材料，来补充首次充放电的不可逆容量损失的正极补锂方式，因其安全性高，生产工艺简便而得到广泛关注。

通常在正极浆料中加入补锂剂后，可以弥补首次充电形成SEI膜消耗的锂源，使得电池的容量、能量密度及循环性能均得到一定的提升。然而，补锂剂极易与空气中的水分、二氧化碳反应，产生大量气体，如O₂、CO₂等，并且这一现象在化成阶段会格外明显，从而易导致电芯胀气破裂，引发安全问题。

针对上述问题，常用的解决方法有：(1)在补锂剂的表面包覆LiCoO₂、Li₂MoO₃、Mo₂N、ZrO₂或活性炭等，来稳定材料补锂剂的结构，减缓其与空气发生反应；(2)在一定湿度的环境下，正极补锂剂与水、二氧化碳在正极补锂剂表面生成稳定的碳酸锂，隔绝了空气与内层补锂剂的反应；(3)延长化成抽气时间，但该方法不利于提升生产效率，且气体除去不完全易引发界面褐斑问题。同时，上述方法(1)和(2)仅能够减缓补锂剂与空气之间的反应，而无法有效避免在化成阶段由于电解液浸润极片，导致的补锂剂与电解液中水分反应大量产气的问题。

CN106505250A公开了一种抑制电池化成产气的方法，所述方法包括以下步骤：(1)按照预定的电压对锂离子电池进行预充电；(2)将预充电后的锂离子电池置于真空设备中，进行低真空度的抽真空处理；(3)向锂离子电池内充入保护气体；(5)在恒温条件下，对充入保护气体后的锂离子电池进行充电；(6)将步骤S4中充电后的锂离子电池置于真空设备中，进行高真空度的抽真空处理；其通过连续抽真空的方式来缓解化成过程中的产气程度，但是不利于提升生产效率，且气体除去不完全易引发界面褐斑问题。

目前，通过对电解液进行优化，有望在提升生产效率的同时，缓解化成阶段的产气。CN105261791A公开了一种超高温型高电压锂离子电池电解液，所述电解液包含非水有机溶剂、六氟磷酸锂、抑制产气添加剂及低阻抗添加剂，所述非水有机溶剂包含碳酸酯溶剂和高沸点羧酸酯溶剂，所述抑制产气添加剂为磺酸内酯化合物；所述低阻抗添加剂为氟磺酰亚胺锂和环状硫酸酯的任一种或两种混合；其采用磺酸内酯化合物来抑制锂离子电池高温存储过程中产气，而并非是针对化成产气，也没有考虑磺酸内酯化合物对低温性能的影响。

因此，亟需开发一种电解液，能够在提高生产效率，降低成本的同时，有效缓解电池化成过程中产气，进一步提升电池电化学性能和安全性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电解液及其制备方法和用途，通过亚铁盐、醇胺类化合物和醚类化合物之间内的协同作用，能够有效缓解化成阶段的产气问题，避免电芯胀气鼓包现象的发生；并且可以有效避免电解液与电极之间副反应的发生，提升SEI膜的稳定性，防止锂枝晶的生成和穿刺，从而进一步提升了电池的电化学性能和安全性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：