含有碳酸丙烯酯的锂离子电池电解液转让专利
申请号 : CN202011242404.3
文献号 : CN112366353B
文献日 : 2021-11-02
发明人 : 徐文忠
申请人 : 徐文忠
摘要 :
权利要求 :
1.含有碳酸丙烯酯的锂离子电池电解液,其特征在于,所述电解液包括:第一级电解液,所述第一级电解液包含第一级溶剂、导电锂盐和氟代碳酸丙烯酯,其中,所述导电锂盐在所述第一级溶剂中的浓度为1.6~1.8mol/L,所述第一级溶剂由环状碳酸酯和链状碳酸酯组成,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯的质量比为
1:4~5,所述第一级溶剂与所述氟代碳酸丙烯酯的质量比为5~6:2~3,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;
第二级溶剂,所述第二级溶剂为由环状碳酸酯、链状碳酸酯以及碳酸丙烯酯组成,所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯、所述链状碳酸酯以及所述碳酸丙烯酯的质量比为1:4~5:4~5,所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;
其中,所述第一级电解液和所述第二级溶剂的质量比为8~9:1;
采用以下方法制备得到:
步骤一、在惰性气氛下,先将所述第一级溶剂所包含的环状碳酸酯和链状碳酸酯按比例混合均匀,再向所述第一级溶剂中加入所述氟代碳酸丙烯酯,形成混合溶剂,再向混合溶剂加入导电锂盐,充分搅拌均匀,从而配置得到所述第一级电解液;
步骤二、将所述第二级溶剂所包含的环状碳酸酯、链状碳酸酯以及碳酸丙烯酯按比例混合均匀,充分搅拌均匀,从而配置得到所述第二级溶剂;
步骤三、将所述第一级电解液一次性注入锂离子电池中;
步骤四、将所述第二级溶剂分成多份,分多次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池继续注入所述第二级溶剂,其中,每次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级溶剂;所述步骤四中,待步骤三将所述第一级电解液一次性注入锂离子电池之后5~10s之后,再开始向所述已经注入所述第一级电解液的锂离子电池继续注入所述第二级溶剂;并且相邻两次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级溶剂之间,间隔2~3s。
2.如权利要求1所述的含有碳酸丙烯酯的锂离子电池电解液,其特征在于,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所述第一级溶剂中所述链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或者任意几种;所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所述第二级溶剂中所述链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或者任意几种。
3.如权利要求1所述的含有碳酸丙烯酯的锂离子电池电解液,其特征在于,所述第一级电解液中导电锂盐为LiPF6。
4.如权利要求3所述的含有碳酸丙烯酯的锂离子电池电解液,其特征在于,所述第一级电解液中所述导电锂盐在所述第一级溶剂中的浓度为1.8mol/L。
5.如权利要求2所述的含有碳酸丙烯酯的锂离子电池电解液,其特征在于,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯的质量比为1:5,所述第一级溶剂与所述氟代碳酸丙烯酯的质量比为5:2。
6.如权利要求2所述的含有碳酸丙烯酯的锂离子电池电解液,其特征在于,所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯、所述链状碳酸酯以及所述碳酸丙烯酯的质量比为1:5:5。
7.如权利要求4至6中任一项所述的含有碳酸丙烯酯的锂离子电池电解液,其特征在于,所述第一级电解液和所述第二级溶剂的质量比为8:1。
说明书 :
含有碳酸丙烯酯的锂离子电池电解液
技术领域
背景技术
极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。随着锂离子电池的应用
越来越普遍,对锂离子电池的循环性能和高低温性能等的要求也越来越高。目前为了改善
锂离子电池的高低温性能,常采用向锂离子电池的电解液中添加碳酸丙烯酯的方式。然而,
碳酸丙烯酯容易向石墨电极共嵌,导致锂离子电池的循环性能下降。
发明内容
碳酸酯和链状碳酸酯组成,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯的质量比
为1:4~5,所述第一级溶剂与所述氟代碳酸丙烯酯的质量比为5~6:2~3,所述第一级溶剂
中所述环状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;
~5:4~5,所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;
乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或者任意几种;所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯
酯,所述第二级溶剂中所述链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一
种或者任意几种。
的质量比为5:2。
合溶剂加入导电锂盐,充分搅拌均匀,从而配置得到所述第一级电解液;
池注入一份第二级溶剂。
第一级电解液的锂离子电池继续注入所述第二级溶剂;并且相邻两次向已经注入所述第一
级电解液的锂离子电池注入一份第二级溶剂之间,间隔2~3s。
锂盐在所述第一级溶剂中的浓度为1.6~1.8mol/L,所述第一级溶剂由环状碳酸酯和链状
碳酸酯组成,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯的质量比为1:4~5,所
述第一级溶剂与所述氟代碳酸丙烯酯的质量比为5~6:2~3,所述第一级溶剂中所述环状
碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;第二级溶剂,所述第二级溶剂为由环状碳酸酯、链状碳酸酯以及
碳酸丙烯酯组成,所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯、所述链状碳酸酯以及所述碳酸丙烯
酯的质量比为1:4~5:4~5,所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;其中,
所述第一级电解液和所述第二级溶剂的质量比为8~9:1。本发明将电解液分成两部分,第
一级电解液含有导电锂盐和氟代碳酸丙烯酯,将碳酸丙烯酯作为第二级溶剂中的组成成
分,制作锂离子电池时,先将第一级电解液注入至锂离子电池,之后再将含有碳酸丙烯酯的
第二级溶剂注入至锂离子电池,可以有效抑制碳酸丙烯酯向石墨电极的共嵌,并且第一级
电解液中添加了氟代碳酸丙烯酯,促使优先在石墨电极表面形成致密稳定的SEI膜,进一步
抑制碳酸丙烯酯在石墨电极表面的共嵌。基于该电解液,可以改善锂离子电池的循环性能。
具体实施方式
电锂盐在所述第一级溶剂中的浓度为1.6~1.8mol/L,所述第一级溶剂由环状碳酸酯和链
状碳酸酯组成,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯的质量比为1:4~5,
所述第一级溶剂与所述氟代碳酸丙烯酯的质量比为5~6:2~3,所述第一级溶剂中所述环
状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;第二级溶剂,所述第二级溶剂为由环状碳酸酯、链状碳酸酯以
及碳酸丙烯酯组成,所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯、所述链状碳酸酯以及所述碳酸丙
烯酯的质量比为1:4~5:4~5,所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;其
中,所述第一级电解液和所述第二级溶剂的质量比为8~9:1。
酸丙烯酯作为第二级溶剂中的组成成分。制作锂离子电池时,先将第一级电解液注入至锂
离子电池,之后再将含有碳酸丙烯酯的第二级溶剂注入至锂离子电池,可以有效抑制碳酸
丙烯酯与锂离子一起向石墨电极的共嵌,从而抑制由碳酸丙烯酯向石墨电极共嵌对电池循
环性能的不良影响。并且第一级电解液中添加了氟代碳酸丙烯酯,氟代碳酸丙烯酯本身作
为一种成膜添加剂,本身有助于在石墨电极表面形成致密稳定的SEI膜,本发明将氟代碳酸
丙烯酯在第一级电解液中添加,即促使优先在石墨电极表面形成致密稳定的SEI膜,可以进
一步抑制碳酸丙烯酯在石墨电极表面的共嵌。综上所述,基于本发明所提供的电解液,可以
改善锂离子电池的循环性能。
甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或者任意几种;所述第二级溶剂中所述环状碳酸
酯为碳酸乙烯酯,所述第二级溶剂中所述链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸
甲乙酯中的一种或者任意几种。
代碳酸丙烯酯的质量比为5:2。
合溶剂加入导电锂盐,充分搅拌均匀,从而配置得到所述第一级电解液;
池注入一份第二级溶剂。
墨电极的共嵌,从而抑制由碳酸丙烯酯向石墨电极共嵌对电池循环性能的不良影响。并且
第一级电解液中添加了氟代碳酸丙烯酯,氟代碳酸丙烯酯本身作为一种成膜添加剂,本身
有助于在石墨电极表面形成致密稳定的SEI膜,本发明将氟代碳酸丙烯酯在第一级电解液
中添加,即促使优先在石墨电极表面形成致密稳定的SEI膜,可以进一步抑制碳酸丙烯酯在
石墨电极表面的共嵌。另外,将第二级溶剂分多次注入,可以更进一步抑制碳酸丙烯酯向石
墨电极的共嵌,进而改善锂离子电池的循环性能。
述已经注入所述第一级电解液的锂离子电池继续注入所述第二级溶剂;并且相邻两次向已
经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级溶剂之间,间隔2~3s。
效抑制碳酸丙烯酯向石墨电极的共嵌,另一方面还有助于增加注入量,从这两个方面均可
以改善达到改善锂离子电池循环性能的目的。
酯和链状碳酸酯组成,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯的质量比为1:
5,所述第一级溶剂与所述氟代碳酸丙烯酯的质量比为5:2,所述第一级溶剂中所述环状碳
酸酯不包括碳酸丙烯酯;所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所述第一级溶
剂中所述链状碳酸酯为碳酸二甲酯;所述第一级电解液中导电锂盐为LiPF6;第二级溶剂,
所述第二级溶剂为由环状碳酸酯、链状碳酸酯以及碳酸丙烯酯组成,所述第二级溶剂中所
述环状碳酸酯、所述链状碳酸酯以及所述碳酸丙烯酯的质量比为1:5:5,所述第二级溶剂中
所述环状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所
述第二级溶剂中所述链状碳酸酯为碳酸二甲酯;其中,所述第一级电解液和所述第二级溶
剂的质量比为8:1。
合溶剂加入导电锂盐,充分搅拌均匀,从而配置得到所述第一级电解液;
所述第二级溶剂,其中,每次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级
溶剂;并且相邻两次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级溶剂之
间,间隔2~3s。
一次循环。当有一次放电时间小于36分钟时试验结束,测量试验结束时容量保持率。
酯和链状碳酸酯组成,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯的质量比为1:
4,所述第一级溶剂与所述氟代碳酸丙烯酯的质量比为5:3,所述第一级溶剂中所述环状碳
酸酯不包括碳酸丙烯酯;所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所述第一级溶
剂中所述链状碳酸酯为碳酸二乙酯;所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所
述第二级溶剂中所述链状碳酸酯为碳酸二乙酯;所述第一级电解液中导电锂盐为LiPF6;第
二级溶剂,所述第二级溶剂为由环状碳酸酯、链状碳酸酯以及碳酸丙烯酯组成,所述第二级
溶剂中所述环状碳酸酯、所述链状碳酸酯以及所述碳酸丙烯酯的质量比为1:4:4,所述第二
级溶剂中所述环状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;其中,所述第一级电解液和所述第二级溶剂
的质量比为9:1。
合溶剂加入导电锂盐,充分搅拌均匀,从而配置得到所述第一级电解液;
所述第二级溶剂,其中,每次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级
溶剂;并且相邻两次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级溶剂之
间,间隔2~3s。
一次循环。当有一次放电时间小于36分钟时试验结束,测量试验结束时容量保持率。
酯和链状碳酸酯组成,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯的质量比为1:
5,所述第一级溶剂与所述氟代碳酸丙烯酯的质量比为3:1,所述第一级溶剂中所述环状碳
酸酯不包括碳酸丙烯酯;所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所述第一级溶
剂中所述链状碳酸酯为碳酸甲乙酯;所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所
述第二级溶剂中所述链状碳酸酯为碳酸甲乙酯;所述第一级电解液中导电锂盐为LiPF6;第
二级溶剂,所述第二级溶剂为由环状碳酸酯、链状碳酸酯以及碳酸丙烯酯组成,所述第二级
溶剂中所述环状碳酸酯、所述链状碳酸酯以及所述碳酸丙烯酯的质量比为1:5:4,所述第二
级溶剂中所述环状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;其中,所述第一级电解液和所述第二级溶剂
的质量比为9:1。
合溶剂加入导电锂盐,充分搅拌均匀,从而配置得到所述第一级电解液;
所述第二级溶剂,其中,每次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级
溶剂;并且相邻两次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级溶剂之
间,间隔2~3s。
一次循环。当有一次放电时间小于36分钟时试验结束,测量试验结束时容量保持率。
酯和链状碳酸酯组成,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯的质量比为1:
4,所述第一级溶剂与所述氟代碳酸丙烯酯的质量比为2:1,所述第一级溶剂中所述环状碳
酸酯不包括碳酸丙烯酯;所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所述第一级溶
剂中所述链状碳酸酯为碳酸二甲酯;所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所
述第二级溶剂中所述链状碳酸酯为碳酸二乙酯;所述第一级电解液中导电锂盐为LiPF6;第
二级溶剂,所述第二级溶剂为由环状碳酸酯、链状碳酸酯以及碳酸丙烯酯组成,所述第二级
溶剂中所述环状碳酸酯、所述链状碳酸酯以及所述碳酸丙烯酯的质量比为1:5:4,所述第二
级溶剂中所述环状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;其中,所述第一级电解液和所述第二级溶剂
的质量比为8:1。
合溶剂加入导电锂盐,充分搅拌均匀,从而配置得到所述第一级电解液;
所述第二级溶剂,其中,每次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级
溶剂;并且相邻两次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级溶剂之
间,间隔2~3s。
一次循环。当有一次放电时间小于36分钟时试验结束,测量试验结束时容量保持率。
酯和链状碳酸酯组成,所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯的质量比为1:
5,所述第一级溶剂与所述氟代碳酸丙烯酯的质量比为5:3,所述第一级溶剂中所述环状碳
酸酯不包括碳酸丙烯酯;所述第一级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所述第一级溶
剂中所述链状碳酸酯为碳酸甲乙酯;所述第二级溶剂中所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,所
述第二级溶剂中所述链状碳酸酯为碳酸二甲酯;所述第一级电解液中导电锂盐为LiPF6;第
二级溶剂,所述第二级溶剂为由环状碳酸酯、链状碳酸酯以及碳酸丙烯酯组成,所述第二级
溶剂中所述环状碳酸酯、所述链状碳酸酯以及所述碳酸丙烯酯的质量比为1:4:5,所述第二
级溶剂中所述环状碳酸酯不包括碳酸丙烯酯;其中,所述第一级电解液和所述第二级溶剂
的质量比为8:1。
合溶剂加入导电锂盐,充分搅拌均匀,从而配置得到所述第一级电解液;
所述第二级溶剂,其中,每次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级
溶剂;并且相邻两次向已经注入所述第一级电解液的锂离子电池注入一份第二级溶剂之
间,间隔2~3s。
一次循环。当有一次放电时间小于36分钟时试验结束,测量试验结束时容量保持率。
实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限
于特定的细节。