[发明专利]一种锂离子电池用阻燃电解液及其制备方法

说明书

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池用阻燃电解液及其制备方法。一种锂离子电池用阻燃电解液，其特征在于，包括以下组分：有机溶剂、电解质和添加剂，所述电解质在电解液中的浓度为0.5‑1.5 mol/L，所述添加剂的质量占电解液总质量的0.5‑13％，所述添加剂为溴代醚1,2‑双(2‑溴乙氧基)乙烷，本发明利用醚分子溴原子单取代的溴代醚1,2‑双(2‑溴乙氧基)乙烷（Br‑DEE），通过引入添加剂溴代醚1,2‑双(2‑溴乙氧基)乙烷（Br‑DEE），使得制备得到的锂离子电池用阻燃电解液用于锂离子电池中具有优异的阻燃效果，且不会影响锂离子电池的电化学性能。同时，该电解液制备工艺简单、成本低。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池用阻燃电解液及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为一种新型的绿色电池，具有高能量密度、无记忆效应等优点，其应用正迅速从消费类电子产品领域拓展到电动汽车和新能源储能领域。然而，近年来，随着锂离子电池的大规模推广应用，在世界范围内，每年都会发生大量与锂离子电池滥用热失控相关的安全事故，学术界和产业界也在不断重视和加强对锂离子电池安全性的探究和提高。因此，电解液承担着越来越严苛的任务。

商业化锂离子电池通常采用碳酸酯基电解液，其包括锂盐(如六氟磷酸锂LiPF6)与闪点低、高度可燃、电化学稳定性差的碳酸酯溶剂(如碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸二甲酯DMC、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲乙酯EMC)。目前，从材料角度看，防止锂离子电池因热失控而起火燃烧爆炸的安全性改进策略众多，如采用阻燃电解液、阻燃型耐热收缩隔膜、固态电解质、结构稳定性高的电极材料(如磷酸铁锂LFP)等。这其中，发展高安全性阻燃电解液是最经济简单的策略，能够有效降低锂离子电池热失控燃烧爆炸风险。目前阻燃电解液常用的添加剂主要是亚磷酸酯类和磷腈类，这两类添加剂虽然能改善锂离子电池的安全性能，但是其在一定程度上会降低锂离子电池的电化学性能，并且具有成本高、制备工艺复杂的缺陷。

因此，开发出能适用于锂电池的、具有阻燃性能的本征安全电解液，对锂电池的进一步推广和应用具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种锂离子电池用阻燃电解液及其制备方法，以在保证锂离子电池电化学性能的基础上，改善锂离子电池的安全性能,解决现有技术提供的电解液在极端条件下易导致电池燃烧或热失控的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种用于锂电池的新型耐高电压不可燃醚类溶剂电解液，包括有机溶剂、电解质和添加剂，所述电解质在电解液中的浓度为0.5-1.5 mol/L，所述添加剂的质量占电解液总质量的0.5-13％，所述添加剂为溴代醚1,2-双(2-溴乙氧基)乙烷（Br-DEE），其结构式如式I：

式I

优选地，所述有机溶剂包括第一有机溶剂和第二有机溶剂，所述第一有机溶剂为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)或碳酸甲丙酯(MPC)，所述第二有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)。

进一步优选地，所述第一有机溶剂的体积占有机溶剂总体积的40-70％，剩余为第二有机溶剂。

优选地，所述电解质为六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟磺酰亚胺锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂和硝酸锂中的一种或几种。

更优选地，所述电解质为六氟磷酸锂。

优选地，在上述一种用于锂电池的阻燃电解液中，所述锂盐在阻燃电解液中的浓度为0.1～5 mol/L。

本发明还提供了一种锂离子电池用阻燃电解液的制备方法，包括如下步骤：

在充满氩气的手套箱中混合搅拌有机溶剂，然后向其中加入配方量的电解质搅拌至完全溶解，然后添加配方量的添加剂，搅拌均匀，即得所述锂离子电池用阻燃电解液。