[發明專利]一種鈦酸鋰電池電解液及其制備方法

在審

• 申請號: 201810846159.3
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108987807A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 劉建;江海;楊儉
• 申請（專利權）人: 成都宏燾新材料有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 陳春華

本發明公開了一種鈦酸鋰電池電解液及其制備方法，解決了現有技術中電極材料與電解液反應生成氣體，導致電池鼓包，影響電池的電化學性能的問題。本發明的一種鈦酸鋰電池電解液，由有機溶劑中加入氟代碳酸乙烯酯、電解質、以及LiPO₂F₂制成。本發明的制備方法為：配制有機溶劑，并用分子篩脫水；加入氟代碳酸乙烯酯，混合均勻，加入電解質，攪拌至完全溶解，加入LiPO₂F₂，攪拌至完全溶解，得到鈦酸鋰電池電解液。本發明設計科學，創新性地將FEC與二氟磷酸鋰有效結合應用，通過調整比例，選取合適的有機溶劑，得到效果最優的電解液，既能生成致密的SEI膜，又能提高電池的循環和倍率性能。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池電解液技術領域，具體涉及一種鈦酸鋰電池電解液及其制備方法。

背景技術

鈦酸鋰為目前使用廣泛的鋰離子電池負極材料，具有制備成本低、電壓平臺穩定、充放電過程電極材料結構穩定等特性。但是鈦酸鋰電極表面很難形成SEI膜，難以阻隔電極材料與電解液的接觸。故而在電池工作時，電極材料會與電解液反復發生催化分解，產生氣體(H2、CO、CO2等)，導致電池鼓包，破壞了電解材料及電解液，嚴重影響了電池的電化學性能。

目前針對脹氣問題，合理的解決方案有：1)最大限度降低電解液的水分含量；2)針對鈦酸鋰材料進行包覆、體相摻雜和向鈦酸鋰表面引入鈣化基團等手段；3)針對電解液作文章，在電解液中加入添加劑，改善鈦酸鋰的成膜性能，促使鈦酸鋰的表面形成穩定致密的SEI膜，抑制鈦酸鋰與電解液界面副反應的發生。上述幾種改性方案中，最簡單有效的方案是通過在電解液中添加成膜劑。目前使用較多的成膜劑為烷基磷酸酐、鉀鹽、丁二腈或己二腈、R-CO-CH＝N2結構化合物等。這些方法在一定程度上能緩解電池的脹氣問題，但是效果不明顯。

因此，提供一種鈦酸鋰電池電解液，能生成致密的SEI膜，有效阻止電解液在電極表面的分解，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種鈦酸鋰電池電解液，解決現有技術中電極材料與電解液反應生成氣體，導致電池鼓包，影響電池的電化學性能的問題。

本發明還提供了該鈦酸鋰電池電解液的制備方法。

本發明采用的技術方案如下：

本發明所述的一種鈦酸鋰電池電解液，由有機溶劑中加入氟代碳酸乙烯酯、電解質、以及LiPO₂F₂制成，所述鈦酸鋰電池電解液中氟代碳酸乙烯酯的濃度為0.5-20％，LiPO₂F₂的濃度為0.1-3％。

具體地說，所述有機溶劑選自碳酸酯類溶劑、羧酸酯類溶劑、醚類溶劑的任意一種或幾種。

具體地說，所述羧酸酯類溶劑、醚類溶劑中的分子結構中均含有以下鍵基團：

其中，R1、R2、R3、R4為烷基官能團、氫原子、羥基、芳香基團或烯基。

具體地說，所述有機溶劑選自甲酸丁酯與乙酸甲酯的混合溶劑、乙酸乙酯與丙酸丁酯的混合溶劑、乙酸丁酯與乙酸甲酯的混合溶劑、四氫呋喃、乙二醇二甲醚二甲氧乙烷。

具體地說，所述有機溶劑由兩種溶劑混合而成時，所述兩種溶劑的體積比為2:1-1:2。

具體地說，所述電解質選自LiClO₄、LiPF₆、LiBF₆、LiAsF₆、LiOSO₂CF₃中的任意一種，所述電解質在鈦酸鋰電池電解液中的摩爾濃度為0.5-1.5M/L。

具體地說，所述電解液的原料含水量均控制在10ppm以下。