[發明專利]一種耐低溫鋰電池電解液

在審

• 申請號: 201710490169.3
• 申請日: 2017-06-25
• 公開（公告）號: CN107180993A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 吳苗
• 申請（專利權）人: 長沙善道新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M10/052
• 分類號: H01M10/052;H01M10/0567;H01M10/0568;H01M10/0569
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電池電解液領域，特別地，涉及一種耐低溫鋰電池電解液。

背景技術

鋰離子電池電解液被稱為電池的“血液”，是連接正負電極的橋梁，在電池內部起著傳輸離子的作用，電解液是為電池提供離子運動和電化學反應的場所。主要由鋰鹽、有機溶劑及添加劑組成.鋰電池具有標稱電壓高、比能量高、循環壽命長、無記憶效應等特點，而且綠色環保，無污染，因此被廣泛應用于手機、筆記本電腦及MP3等數碼產品中，同時在電動汽車、電動自行車、國防裝備等行業也得到廣泛應用。然而，現有鋰電池存在2個突出的問題，一是鋰電池中傳導電流的電解液毒性較大且生產成本高，這些缺點使得鋰電池無法在耗電量大的電動汽車中使用，二是，低溫下(≤-20℃)，鋰鹽的本征電導率低和鋰離子在固相擴散系數低，在低溫運行時性能較差。

發明內容

本發明目的在于提供一種耐低溫鋰電池電解液，以解決在低溫環境下電池電導率降低，運行性能較差同時由于電解液毒性大而無法在電量較大的電動汽車中使用的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種耐低溫鋰電池電解液。

所述的一種耐低溫低毒鋰電池電解液，包括有機溶劑、離子液體、鋰鹽，復合添加劑a和復合添加劑b組成。

所述的有機溶劑、鋰鹽，復合添加劑a和復合添加劑b的質量比為：65-75:15.5-20.5:1-3：1.4-2.6:1.1-1.7。

所述的有機溶劑由丁酸乙酯、碳酸丙烯酯、乙酸乙酯、碳酸二甲酯組成，其中丁酸乙酯、碳酸丙烯酯、乙酸乙酯、碳酸二甲酯質量比為25-40:30-40:10-15:5-7。

所述的鋰鹽為0.1mol/L雙乙二酸硼酸鋰和0.05mol/L聚季戊四醇硼酸鋰按質量比5-10:11-14組成。

所述的離子液體為0.5mol/L 1－丁基－3－甲基咪唑碳酸氫鈉和1mol/L 1-乙基-3-甲基咪唑啉雙(三氟甲基磺酰基)亞胺按質量比10-15:32-45組成。

所述的復合添加劑a為1000目碳纖維超細粉、硅烷、丁磺酸內酯、氟代碳酸乙烯酯按重量比3-5:5-8:5-10:15-20組成。

所述的復合添加劑b為三乙醇胺硼酸酯和聚二苯基硼硅氧烷按質量比3-7:4-9組成。

優選地，復合添加劑b為三乙醇胺硼酸酯和聚二苯基硼硅氧烷按質量比5:6組成。

優選地，復合添加劑a為1000目碳纖維超細粉、硅烷、丁磺酸內酯、氟代碳酸乙烯酯按重量比4:7:8:18組成。

所述耐低溫鋰電池電解液制備方法是將鋰鹽與離子液體充分攪拌混合15-20min，并加熱到90-120℃，保溫20min,然后邊攪拌邊加入有機溶劑，繼續攪拌10min,升溫至140-150min，保溫15min,相繼加入復合添加劑a和復合添加劑b，降溫至110℃恒溫攪拌60-100min,然后迅速放置在-30℃環境中，降溫至70-80℃，然后迅速升溫至130℃，保溫20min,自然冷卻即可。

本發明具有以下有益效果：

1、與常規電解液相比，本發明制備的鋰電池電解液將有機溶劑、離子液體、鋰鹽，復合添加劑a和復合添加劑b經過科學配比有機結合，在-40℃低溫環境中，電導率和放電性能均顯著提高。

2、傳統碳酸酯類電解液沸點低，閃點低，易燃，易揮發，且散熱性差，存在安全隱患，常規現有技術往往添加單一的離子液體用以改善傳統碳酸酯類電解液的安全性能，但是由于單一離子液體加入量過大，降低了傳統碳酸酯類溶劑的電導率，使電池的常溫性能下降，因此本發明將1－丁基－3－甲基咪唑碳酸氫鈉和1-乙基-3-甲基咪唑啉雙(三氟甲基磺酰基)亞胺兩種離子液體混合，加入量大大減少，一方面提高了碳酸酯類電解液的安全性，另一方面由于加入量減少，使得電解液黏度降低，顯著提升了鋰電池在低溫環境中的循環性能，使得電池容量和容量保持率顯著提高。