[發明專利]一種鋰離子電池有機阻燃電解液的制備方法

在審

• 申請號: 202010282400.1
• 申請日: 2020-04-12
• 公開（公告）號: CN111403810A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 金華速覽技術開發有限公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/0567;H01M10/058;H01M10/0525;H01M10/42;C09K21/14
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本發明涉及新能源領域，具體關于一種鋰離子電池有機阻燃電解液的制備方法；包括含氟聚醚阻燃溶劑、碳酸乙烯酯、稀釋劑和鋰鹽混合得到；本方法提供了一種鋰離子電池有機阻燃電解液，該種電解液的主要成分為一種含氟聚醚阻燃溶劑，該種溶劑由全氟聚醚端羥基化后與4?氯甲酰基丁酸甲酯反應生成的碳酸甲酯封端的全氟聚醚構成，該結構中含氟官能團引起的電子的離域，降低了電解質中氧原子的親核性，導致其與鋰離子的結合強度降低，促進了陽離子在介質中的遷移；本發明添加一種電解液電導助劑，能進一步提升電解液的導電性能；本發明的電解液具有阻燃、粘度小，導電率高，電化學極化低的優點。

技術領域

本發明涉及新能源領域，尤其是一種鋰離子電池有機阻燃電解液的制備方法。

背景技術

由于鋰電池比能量高，材料穩定性差，目前商業化的鋰電池采用的都是有機電解液，極容易燃燒，所以容易出現安全問題。安全性問題成為制約鋰離子電池發展的一個重要障礙。

201910247215.6涉及一種含氟阻燃型非水電解液。所述含氟阻燃型非水電解液按重量份數包括：鋰鹽2~15份，非水溶劑10~50份，稀釋劑20~60份，阻燃劑2~20份。該發明在使用含氟阻燃劑的基礎上進一步使用了含氟醚類稀釋劑，使電解液在保證高濃度的同時，降低了黏度，同時含氟阻燃劑與氟醚類稀釋劑組成了新的體系，經試驗證明，該電解液體系耐氧化性能高，阻燃性能好,對石墨負極兼容性也好，進而提高鋰電池的安全性能；采用這種電解液的鋰離子電池在保持良好的循環壽命、倍率性能同時，安全性能大幅提升，使得其具有較廣闊的應用前景，據實驗數據顯示，在三元/鋰半電池循環100周之后，它的容量保持率為98.17％。

201710609536.7公開了一種阻燃鋰離子電池電解液，包括鋰鹽、有機溶劑、氟代烷氧硅基聚磷腈類阻燃劑及成膜添加劑，該發明還公開了一種阻燃鋰離子電池；該發明中的氟代烷氧硅基聚磷腈類阻燃劑粘度低，電導率較高且由于含有P、N、Si、F等多種阻燃元素使得阻燃效率很高，同時-Si-O-和-P＝N-化學鍵結構非常穩定，能夠在電極材料表面形成穩定的SEI膜組分結構，提高了正負極電極材料的結構穩定性和避免了電解液氧化分解，可以實現有效阻燃與電化學性能兼顧。

201910248106.6涉及一種高安全阻燃非水電解液。所述高安全阻燃非水電解液，包括：鋰鹽2~15份、非水溶劑10~50份、阻燃劑20~60和成膜添加劑2~20份，所述非水溶劑為氟代醚類溶劑或離子液體的一種或多種，所述阻燃劑為三(2，2，2-三氟乙基)磷酸酯（TFP）、六氟異丙基甲基醚（HFPM）、三甲氧基三氟環三磷腈（FMOCPN）中的一種或多種。該發明將高閃點溶劑氟代醚類溶劑或離子液體的一種或多種與新型的阻燃添加劑同時加入鋰離子電池電解液中，不僅能使電解液難于點燃，同時，點燃后的電解液由于含有少量阻燃添加劑，自熄時間較短。

以上發明以及現有技術制備的阻燃電解液都是將甲基膦酸二甲酯、磷酸三乙酯、三乙氧基磷腈－N－磷酸二乙酯、三（三氟乙基）磷酸酯和雙（2，2，2－三氟乙基）乙基膦酸酯等阻燃劑添加到電解液中達到阻燃的目的，但是這些添加劑會一定程度上的降低電解液中鋰離子的遷移數，導致電解液的電導率偏低。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種鋰離子電池有機阻燃電解液的制備方法。

一種鋰離子電池有機阻燃電解液的制備方法，其具體方案如下：

按照質量份數，將100-180份的含氟聚醚阻燃溶劑、20-30份的碳酸乙烯酯與10-30份的稀釋劑攪拌混合均勻，然后將20-50份的4A分子篩加入到混合物中，混合后放置24-48h，然后除去分子篩，并在無水無氧環境中將1-8份的電解液電導助劑和5-12份的鋰鹽加到混合物中，常溫攪拌5-8h，混合均勻后密封保存，存放3-6h后即可得到所述的一種鋰離子電池有機阻燃電解液；

所述的含氟聚醚阻燃溶劑的制備方法如下：