[發(fā)明專利]一種高熱穩(wěn)定性碳酸酯電解液及其制備方法與應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710001014.9 | 申請日： | 2017-01-03 |
| 公開（公告）號： | CN106785042B | 公開（公告）日： | 2019-05-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李偉善;朱云敏;羅雪儀;許夢清;邢麗丹;廖友好 | 申請（專利權(quán)）人： | 華南師范大學(xué) |
| 主分類號： | H01M10/0567 | 分類號： | H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42 |
| 代理公司： | 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245 | 代理人： | 陳宏升;羅嘯秋 |
| 地址： | 510631 廣東省廣州*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 高熱 穩(wěn)定性 碳酸 電解液 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高熱穩(wěn)定性碳酸酯電解液及其制備方法與應(yīng)用。所述高熱穩(wěn)定性碳酸酯電解液是在普通電解液中添加相當(dāng)于普通電解液質(zhì)量5％～10％的功能添加劑制備得到；所述功能添加劑的結(jié)構(gòu)式如式(1)所示，式中R1為苯基、吡啶基或噻吩基；所述的普通電解液由環(huán)狀碳酸酯溶劑、線型碳酸酯溶劑和導(dǎo)電鋰鹽構(gòu)成。本發(fā)明的添加劑具有較低的閃電，可抑制電解液的燃燒并提高電解液的熱穩(wěn)定性；含有這種電解液添加劑的鋰離子電池在高溫的循環(huán)性能得到改善。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高熱穩(wěn)定性碳酸酯電解液及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)
目前，商業(yè)化二次電池中，鋰離子電池的比能量最高、循環(huán)性能最好，而且因其電極材料選擇的多樣性，作為儲能電池具有廣闊的發(fā)展前景。目前，商業(yè)用鋰離子電池的電解液主要以有機(jī)類的碳酸酯為主要成分，主要是由于其與電極的相容性好，離子電導(dǎo)率相對較高。但是碳酸酯類電解液的熱穩(wěn)定性差，在鋰離子電池使用過程中，容易發(fā)生泄漏，過熱甚至爆炸。是鋰離子電池安全性能的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
為了避免以上的問題，具有很多改善電解液的方法，例如將液態(tài)碳酸酯類電解液凝膠化或全固態(tài)化，使用更加穩(wěn)定的腈類，砜類，內(nèi)酯類溶劑取代碳酸酯類溶劑，或是使用離子液體。以上解決問題可以在一定程度上提高電解液的熱穩(wěn)定性，但是以上方法卻具有低的電導(dǎo)率和與正負(fù)極相容性差等缺點(diǎn)。
但是，在面臨更加大的能量需求，鋰離子材料的發(fā)展速度遠(yuǎn)快于電解液的發(fā)展，當(dāng)電池的充放電壓提高時候，電池循環(huán)等電化學(xué)性能卻在下降，主要的的原因則是電解液的匹配問題。常規(guī)的商用電解液在溫度高于50℃下容易在電池正極表面氧化分解，電解液自身的氧化分解反應(yīng)同時也會促使正極材料形貌改變、結(jié)構(gòu)坍塌等惡性反應(yīng)。特別是在高溫的條件下，碳酸酯類電解液的穩(wěn)定性能受到嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。因此必須開發(fā)一種高熱穩(wěn)定性的電解液，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋰電池電性能的優(yōu)良發(fā)揮，提高鋰電池常溫以及高低溫循環(huán)壽命。通過在常規(guī)的鋰離子電池電解液中加入少量的電解液添加劑是提高鋰離子電池性能的最方便，最經(jīng)濟(jì)的方法。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種高熱穩(wěn)定性碳酸酯電解液。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述高熱穩(wěn)定性碳酸酯電解液的制備方法。
本發(fā)明的再一目的在于提供上述高熱穩(wěn)定性碳酸酯電解液在鋰離子電池中的應(yīng)用。
本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種高熱穩(wěn)定性碳酸酯電解液，所述高熱穩(wěn)定性碳酸酯電解液是在普通電解液中添加相當(dāng)于普通電解液質(zhì)量5％～10％的功能添加劑制備得到；所述功能添加劑的結(jié)構(gòu)式如式(1)所示：
式中R1為苯基(-Ph)、吡啶基(-Py)或噻吩基(-Th)；
所述的普通電解液由環(huán)狀碳酸酯溶劑、線型碳酸酯溶劑和導(dǎo)電鋰鹽構(gòu)成。
所述的環(huán)狀碳酸酯溶劑優(yōu)選為碳酸乙烯酯(EC)。
所述的線型碳酸酯溶劑包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲丙酯(MPC)中的一種或兩種以上。
所述的導(dǎo)電鋰鹽選自六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、二草酸硼酸鋰(LiBOB)、二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB)、三氟甲基磺酸鋰(LiSO3CF3)、高氯酸鋰(LiClO4)、六氟砷酸鋰(LiAsF6)和雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(Li(CF3SO2)2N)中的一種或兩種以上。
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