[發明專利]一種改善鋰離子電池高溫電化學性能的非水電解液

有效

• 申請號: 201711137958.5
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107959051B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 林存生;鄒廣輝;張善國;邢宗仁;石宇;周銀波;胡葆華
• 申請（專利權）人: 中節能萬潤股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0566
• 分類號: H01M10/0566;H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

1.一種改善鋰離子電池高溫電化學性能的非水電解液，其特征在于，其組分按重量百分比計包括0.01-30wt％鋰鹽、60-90wt％有機溶劑和0.01-10％離子液體；

所述的離子液體具有如下通式：C⁺A^-；

其中，C⁺為下式(a)-(h)所示陽離子的任意一種：

取代基R₁、R₂、R₃、R₄相同或不同，為C_mH_2m+1或C_nF_2n+1,m＝1-4,n＝1-3；

其中，A^-為下式結構式所示陰離子：

R為C_xF_2x+1,x＝1-3。

2.根據權利要求1所述的非水電解液，其特征在于，所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰LiPF₆；

所述的有機溶劑為碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯、氟代碳酸亞乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、1,4-丁內酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯或丁酸乙酯中的一種或兩種以上混合。

3.根據權利要求1所述的非水電解液，其特征在于，所述離子液體包括如下結構式中的一種或兩種以上混合：

4.根據權利要求1所述的非水電解液，其特征在于，所述離子液體的制備方法，步驟如下：

(1)在惰性氣體的保護下，在30-100℃條件下，將2.0-2.4摩爾當量的丙二腈加入到含有1.0摩爾當量的草酰胺和0.1-1.0摩爾當量的有機堿的醇溶液中，反應得到含有中間體Ⅰ的反應體系，再對反應液減壓脫溶劑至無餾分，得到中間體Ⅰ；所述的有機堿為三乙胺、哌啶、2,6-二甲基哌啶、3,5-二甲基哌啶或2,2,6,6-四甲基哌啶中的一種或兩種以上混合；

(2)在惰性氣體的保護下，在0-180℃條件下，將1.0-1.2摩爾當量的原料加入到含有1.0摩爾當量的中間體Ⅰ和1.0-1.3摩爾當量的有機堿的有機溶液中，反應得到含有中間體Ⅱ的反應體系，然后減壓脫溶劑至無餾分，加入水和活性炭脫色，重結晶得到中間體Ⅱ；所述的原料為R為C_xF_2x+1,x＝1-3；所述的有機堿為哌啶、三乙胺、吡啶或N,N-二甲基-4-胺基吡啶中的一種或兩種以上混合；

(3)在惰性氣體的保護下，在-80～30℃條件下，將1.0-1.2摩爾當量的碳酸氫鈉加入到含有1.0摩爾當量的中間體Ⅱ的有機溶液，反應得到Na⁺A^-溶液，進行減壓濃縮至無餾分，所得產物經乙腈重結晶得到Na⁺A^-精品；

(4)在惰性氣體的保護下，在20-60℃條件下，將1.0摩爾當量的Na⁺A^-與等摩爾量的含有C⁺離子的鹵化物分別溶于去離子水中，然后在20-60℃條件下混合反應，攪拌0.5-2小時，靜置分層，用分液漏斗分出下層液體，溶于二氯甲烷，再用去離子水洗滌3～5次，減壓除去二氯甲烷溶劑后，90℃真空減壓干燥12小時，得到無色或淺黃色離子液體。

5.根據權利要求4所述的非水電解液，其特征在于，步驟(1)中，所述的醇溶液為甲醇、乙醇、異丙醇或異丁醇中的一種或兩種以上混合；反應溫度為30～100℃，反應時間為8～24小時。

6.根據權利要求4所述的非水電解液，其特征在于，步驟(2)中，反應溫度為0～180℃，時間為8～24小時；所述的有機溶液為甲苯、二甲苯、三甲苯或二氧六環；所述的活性炭為100-600目木質活性炭。

7.根據權利要求4所述的非水電解液，其特征在于，步驟(3)中，所述反應溫度為-80～30℃，時間為1～5小時；所述的有機溶液為四氫呋喃、甲苯、乙腈或二氧六環。

8.根據權利要求4所述的非水電解液，其特征在于，步驟(4)中，反應溫度為30-45℃。