[發明專利]一種用電化學氧化還原制備高電壓鋰電池的方法

在審

• 申請號: 202010878007.9
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111952677A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 潘青海
• 申請（專利權）人: 天津贏慧科技咨詢服務有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/052;H01M10/0565;H01M10/42;H01M2/16
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 王紅培

本發明提供了一種用電化學氧化還原制備高電壓鋰電池的方法，將電解液的各個組分在電極表面反應、聚合，制成具有4.5伏以上高壓可以循環的鋰電池。利用電化學氧化還原方法，將電解液的各個組分在電極表面反應，由于沒有液態電解液存在，其電池的高溫性能和高溫的安全穩定性也有很大提高。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種用電化學氧化還原制備高電壓鋰電池的方法。

背景技術

電池已經成為我們生活中不可缺少的部分，尤其是較大的動力電池和儲能電池系統。因為以液態有機電解液為主電池的使用安全性存在隱患。公認會更安全的固態電池在下一代的鋰離子電池上，給予很高的期待。但是，目前的固態電池，由于界面效應和一些副反應的問題，引起的電池的壽命問題一直阻礙了其發展。

專利202010751776，用電化學方法，解決了固態電池的界面問題，但需要添加額外的催化劑，才可以使固化很好的完成。且一般的電解液在高于4.5伏電壓以上時，會產生分解，使得高電壓電池不能得到實際應用。

發明內容

本發明提出了一種用電化學氧化還原制備高電壓鋰電池的方法，不需要添加額外的催化劑，利用有機電解液特有的屬性，使固化得以完成。固化后的電解質，可以承受4.5伏以上的電壓。

實現本發明的技術方案是：

一種用電化學氧化還原制備高電壓鋰電池的方法，將電解液的各個組分在電極表面反應、聚合，制成具有4.5伏以上高壓可以循環的鋰電池。利用電化學氧化還原方法，將電解液的各個組分在電極表面反應，由于沒有液態電解液存在，其電池的高溫性能和高溫的安全穩定性也有很大提高。

將液態電池置于一定的電場下，電解液在50-100℃和10個大氣壓力進行電化學反應、聚合，得到具有4.5伏以上高壓可以循環的鋰電池。

所述鋰電池在4.5伏以上的高溫環境下，進行正常的充放電。

所述的隔膜為聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚環氧乙烷（PEO）、聚丙烯氰（PAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚環氧丙烷（PRO）、聚偏氯乙烯（PVDC）中的一種或一種以上的混合物。

所述非水有機溶劑為碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、γ-羥基丁酸內酯（GBL）、乙酸甲酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、乙酸丙酯（EP）、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯或丙酸丁酯中的一種或一種以上的混合物。除上述列舉的外，還可以是本領域技術人員公知的任何常規非水有機溶劑這在本發明中沒有限制。

電解液中電解質鹽包括LiCF₃SO₃、LiN(SO₂CF₃)₂、LiN(SO₂C₂F₅)₂、LiN(SO₂C₄F₉)₂或LiC(SO₂CF₃)₃中的至少一種以及LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiBOB、LiDFOB、LiTFSI、LiFSI、LiFAP、LiAsF₆、LiSbF₆、LiPF₃(C₃F₇)₃、LiB(CF₃)₄或LiBF₃(C₂F₅)中的至少一種。

所述電解質鹽在非水鋰離子電池電解液中的濃度為0.5~2.5mol//L。