[发明专利]一种防过充锂电池电解液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防过充锂电池电解液及其制备方法，属于锂电池材料技术领域。本发明由锂盐、复合溶剂和添加剂组成；其特征在于：所述锂盐为无机锂盐、有机硼酸锂、磺酰亚胺类锂盐中的至少一种；所述复合溶剂为碳酸酯类溶剂中的至少两种溶剂；所述添加剂为亚硫酸酯类化合物、碳酸酯类化合物、磺酸酯类化合物中的至少一种和2',4'‑二甲基‑2,4‑二氟联苯；所述添加剂的质量占电解液的1%‑15%。本发明制备防过充锂电池电解液在锂电池过充时能够优先于电解液发生氧化分解，隔断电解液与电极表面的接触，提升安全性能。

技术领域

本发明涉及锂电池材料技术领域，特别涉及一种防过充锂电池电解液及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是目前比能量最高的可充电电池，它以嵌锂的化合物取代了金属锂作为阳极，从而克服了传统锂电池中阳极的钝化与锂枝晶问题，而且锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、功率密度大等优点，已被广泛应用于数码、移动通讯等领域，并逐步在国防、军事方面应用，近年来，随着电动自行车以及电动汽车的迅速发展，锂离子电池被认为是当前最具潜力发展的车用动力电池。然而目前多数锂电池使用的电解质为易燃的碳酸酯的混合溶剂体系，如果锂电池充电不正确造成过度充电时，电极的电位较高，容易引发溶剂分解反应，使电池的温度升高，引发电芯破裂、燃烧或者爆炸引起安全问题，制约锂电池向大型化、高能化方向发展的瓶颈。

针对该项问题，研究者们通过优化电解液组成，引入少量的功能物质，在电池内部建立一种防过充的电化学自我保护机制。如美国专利US5776627公开了一种防过充添加剂联苯，当电池过充时，产气添加剂联苯就会聚合在电极表面形成SEI膜，阻止锂离子的迁移，提高电池内阻，使其断电进而提高电池的安全性能，但是该种添加剂产气量较多，易引发电芯爆裂引起安全事故。因此，寻找一种合适的过充保护添加剂，使SEI膜既能避免过充造成的安全问题，又不至于影响电池充放电性能，是目前急需解决的技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种防过充锂电池电解液及其制备方法。

本发明的技术方案为：

一种防过充锂电池电解液，由锂盐、复合溶剂和添加剂组成；所述锂盐为无机锂盐、有机硼酸锂、磺酰亚胺类锂盐中的至少一种；所述复合溶剂为碳酸酯类溶剂中的至少两种溶剂；所述添加剂为亚硫酸酯类化合物、碳酸酯类化合物、磺酸酯类化合物中的至少一种和2',4'-二甲基-2,4-二氟联苯；所述添加剂的质量占电解液的1%-15%。

作为优选方案，所述无机锂盐的浓度为0.5-2mol/L，所述磺酰亚胺类锂盐的浓度为0.1-0.5mol/L，所述有机硼酸锂的浓度为0.1-0.5mol/L。

作为优选方案，所述无机锂盐为LiPF₆或LiBF₄；所述的有机硼酸锂为二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂，所述的磺酰亚胺类锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂。

作为优选方案，所述碳酸酯类溶剂由环状碳酸酯和线性碳酸酯组成。

进一步地，所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯和/或碳酸丙烯酯。

作为优选方案，所述线性碳酸酯为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的一种或多种。

作为优选方案，环状碳酸酯和线性碳酸酯的质量比为1:1-4。

作为优选方案，所述亚硫酸酯类化合物为亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯；所述碳酸酯类化合物为碳酸亚乙烯酯和/或氟代碳酸乙烯酯；所述磺酸酯类化合物为1,3-丙烷磺内脂。

进一步地，所述添加剂为碳酸酯类化合物、磺酸酯类化合物和2',4'-二甲基-2,4-二氟联苯的混合物。

所述防过充锂电池电解液的制备方法，包括步骤：

1）取溶剂并混合均匀，降温至10℃以下；