[發明專利]鋰離子電池電解液及其制備方法

在審

• 申請號: 202111428779.3
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114039096A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 謝海龍;劉樂明;沈陽;賀彩香
• 申請（專利權）人: 江蘇濤立電子新材料有限公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/0568;H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 吳朝陽

本發明公開了一種鋰離子電池電解液，包括電解質鋰鹽、有機溶劑、添加劑，所述電解質鋰鹽包括：四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰、雙三氟甲磺酰亞胺鋰；所述有機溶劑包括：碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯；所述添加劑包括：乙酸乙酯、甘油酯、雙嗎啉基二乙基醚、三(2,2,2?三氟乙基)磷酸酯、丙烯基?1,3?磺酸內酯、乙氧基五氟環三磷腈。本發明的電解液工作溫度范圍寬，且高倍率循環性能好。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種鋰離子電池電解液及其制備方法。

背景技術

當前汽車用啟動電池大部分為鉛酸電池，但鉛酸電池比能量低、鉛污染問題嚴重，使用壽命約為2～3年。用鋰離子電池替代鉛酸電池作為汽車啟動電池，環境污染小，具有較高的功率密度和循環使用壽命。眾所周知，普通鋰離子電池低溫性能差，在極寒條件(-40℃以下)無法充電，極易出現低溫充電析鋰的情況，而且高倍率放電條件下容量保持率很低。而電解液的性能是影響鋰離子電池低溫性能的重要因素，所以研制出一種低溫性能優異的電解液具有重大意義。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種鋰離子電池電解液，其通過優化電解液的組分，對鋰鹽和添加劑進行復配，使得電解液不僅低溫狀態下具有優良的充放電性能和循環穩定性且在較高溫度下依然具有良好的性能。

為了實現根據本發明的這些目的和其他優點，提供了一種鋰離子電池電解液，包括電解質鋰鹽、有機溶劑、添加劑，所述電解質鋰鹽包括：四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰、雙三氟甲磺酰亞胺鋰；所述有機溶劑包括：碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯；所述添加劑包括：乙酸乙酯、甘油酯、雙嗎啉基二乙基醚、三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯、丙烯基-1,3-磺酸內酯、乙氧基五氟環三磷腈。

優選的是，所述的鋰離子電池電解液中，所述四氟硼酸鋰的濃度為1.0～1.5mol/L，所述二草酸硼酸鋰的濃度為0.03～0.06mol/L，所述雙三氟甲磺酰亞胺鋰的濃度為0.2～0.3mol/L。

優選的是，所述的鋰離子電池電解液中，以電解液的質量為100％計算，所述有機溶劑的質量占比為75～90％，所述添加劑的質量占比為1～4％。

優選的是，所述的鋰離子電池電解液中，各所述有機溶劑的質量比為：

碳酸二甲酯：碳酸甲乙酯：碳酸丙烯酯：碳酸乙烯酯為(2～4)：(3～11)：(1～2)：(1～2)。

優選的是，所述的鋰離子電池電解液中，各所述添加劑的質量比為：

乙酸乙酯：甘油酯：雙嗎啉基二乙基醚：三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯：丙烯基-1,3-磺酸內酯：乙氧基五氟環三磷腈為(1～3)：(2～4)：(0.1～0.3)：(0.5～2)：(1～2)：(0.5～1)。

優選的是，所述的鋰離子電池電解液中，各所述添加劑的質量比為：乙酸乙酯：甘油酯：雙嗎啉基二乙基醚：三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯：丙烯基-1,3-磺酸內酯：乙氧基五氟環三磷腈為1：4：0.1：1：2：0.5。

本發明還提供一種鋰離子電池電解液的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將各有機溶劑混合攪拌均勻得混合溶劑，取一半混合溶劑，同時加入四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰，攪拌混合均勻，再加入乙酸乙酯和甘油酯的混合物，攪拌混合均勻，得第一混合液；

步驟二、取另一半混合溶劑，邊攪拌邊加入乙氧基五氟環三磷腈，混合均勻后加熱至50～60℃，再依次緩慢加入三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯、雙三氟甲磺酰亞胺鋰，攪拌混合均勻保溫10～20min后降至常溫，再加入丙烯基-1,3-磺酸內酯攪拌混合均勻，得第二混合液；