一种电解液及其制备方法与流程

本发明属于锂离子电池电解液，具体地，本发明涉及一种电解液及其制备方法。

背景技术：

1、锂离子电池因具有能量密度大、自放电小、无记忆效应、工作电压范围宽、使用寿命长、无环境污染等优点，而被广泛应用于便携式电子设备，且在电动汽车等领域也得到推广应用。其中，以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池具有高安全性、低成本、长循环的优势，成为动力电池企业的优先选择。

2、然而磷酸铁锂锂电池在使用过程中经历长期循环后，电芯材料由于其自身的体积效应会产生膨胀，导致正极、负极材料的颗粒结构遭到破坏，产生严重裂纹，会破坏现有形成的固体电解质界面膜(sei、cei膜)结构，进而电解液中的溶剂会进入材料的内部，重新形成固体电解质界面膜(sei、cei膜)，进一步破坏正极、负极材料的颗粒结构，最终造成严重的容量衰减等问题。

3、且磷酸铁锂锂电池在多次循环使用或高温下使用时，电池的电性能会严重恶化，循环寿命也无法得到保证。目前通常是通过优化电解液以提高磷酸铁锂锂电池的循环稳定性，尤其是高温下的循环稳定性。例如，cn112201842a公开了一种磷酸铁锂动力电池高倍率电解液以及制备方法、电池，其电解液成分中包括锂盐、有机溶剂；所述有机溶剂包括非水有机溶剂为90wt％～95wt％和功能添加剂为5wt％～10wt％；所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯；所述功能添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3-丙磺酸内脂、氟代碳酸乙烯酯和乙腈；所述电解液适用于倍率不低于6c磷酸铁锂动力电池。该电解液虽然有较好的倍率循环性能，但其制备时的环境条件较为严苛、复杂，且难以用于高温下。因此，如何通过优化电解液，以提高磷酸铁锂锂电池的高温循环稳定性是亟待解决的难点。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明实施例提出一种电解液及其制备方法。

2、本发明实施例第一方面提供一种电解液，所述电解液包括锂盐、溶剂和添加剂；其中，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、以及添加剂a和添加剂b；

3、所述添加剂a的结构如式(ⅰ)所示：

4、

5、式(ⅰ)中，r1为c1-c8的烷基；

6、所述添加剂b的结构如式(ⅱ)所示：

7、

8、式(ⅱ)中，r2为卤素原子。

9、本发明实施例中通过在电解液中加入碳酸亚乙烯酯添加剂以及具有特定结构的添加剂a和b，改善锂离子电池在高温循环过程中的循环稳定性。其中，向电解液中加入碳酸亚乙烯酯添加剂能够降低在形成sei膜时锂离子的损耗，进而改善锂电池的循环性能；而加入添加剂a，其作为正极成膜剂，能够在正极表面形成阻抗更低的cei膜，从而提升电芯的高温循环能力；添加剂b作为负极成膜剂，能够在负极表面形成良好的sei膜，提高sei膜的稳定性；且添加剂a和添加b具有协同作用，有利于电芯循环能力的提升。本发明实施例中的电解液能够保证常温放电保持率优异，同时在高温下也具有优异的倍率性能和循环性能。

10、在一些实施例中，所述电解液中，所述锂盐的浓度为1～1.2mol/l。

11、在一些实施例中，所述电解液中，所述添加剂的质量百分含量为0.1～10wt％。

12、在一些实施例中，所述电解液中，所述碳酸亚乙烯酯(vc)的添加量为3～5wt％，所述添加剂a的添加量为0.1～2wt％，所述添加剂b的添加量为0.1～2wt％。

13、在一些实施例中，所述锂盐包括六氟磷酸锂(lipf6)、双氟磺酰亚胺锂[hn(so2f)2]中的至少一种。

14、在一些实施例中，所述溶剂包括碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)和碳酸二甲酯(dmc)，所述碳酸乙烯酯、所述碳酸甲乙酯与所述碳酸二甲酯的体积比为35:30:35。

15、在一些实施例中，所述卤素原子包括氟、氯、溴、碘中的至少一种。

16、本发明实施例第二方面提供了上述电解液的制备方法，包括如下步骤：

17、s1，将锂盐溶解于溶剂中，搅拌混合，得到混合液；

18、s2，先向所述混合液中加入碳酸亚乙烯酯搅拌混合，然后再加入添加剂a和添加剂b搅拌混合，得到所述电解液。

19、前述针对电解液所描述的特征和优点，同样适用于电解液的制备方法，在此不再赘述。

20、本发明实施例第三方面还提出一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片和上述电解液。

21、在一些实施例中，所述正极极片中的正极材料为磷酸铁锂正极材料。

技术特征：

1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、溶剂和添加剂；其中，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、以及添加剂a和添加剂b；

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液中，所述锂盐的浓度为1～1.2mol/l。

3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液中，所述添加剂的质量百分含量为0.1～10wt％。

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液中，所述碳酸亚乙烯酯的添加量为3～5wt％，所述添加剂a的添加量为0.1～2wt％，所述添加剂b的添加量为0.1～2wt％。

5.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯。

7.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述卤素原子包括氟、氯、溴、碘中的至少一种。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的电解液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片和电解液，所述电解液为权利要求1-7中任一项所述的电解液或权利要求8所述的制备方法制得的电解液。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极极片中的正极材料为磷酸铁锂正极材料。

技术总结
本发明公开了一种电解液及其制备方法，该电解液包括锂盐、溶剂和添加剂；其中，添加剂包括碳酸亚乙烯酯、以及具有特定结构的添加剂A和添加剂B。本发明通过向电解液中添加上述添加剂，可以改善锂离子电池在高温循环过程中的循环稳定性，且该电解液适配于以磷酸锰铁锂材料作为正极材料的锂离子电池中，能够保证其常温放电保持率优异，同时在高温下也具有优异的倍率性能和循环性能。

技术研发人员：谭立波
受保护的技术使用者：楚能新能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16