[发明专利]一种石墨烯锂离子电池电解液

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯制备与石墨烯应用技术领域，具体为一种石墨烯锂离子电池电解液。

背景技术

锂离子电池具有电压平台高、无记忆性能等优点，目前在便携式电子设备如移动 电话、手提电脑和大中型电动设备如电动工具、电动自行车等领域得到了广泛应用。但是锂电池的目前还存在一系列的问题，主要表现在：(1)高低温性能差。常温下电池性能很好的电池只能兼顾低温使用或者只能兼顾高温使用，但是无法做到二者同时兼顾，锂离子电池电解液的温度窗口太窄，无法同时兼顾高低温性能。特别是电解液在高温下容量损失迅速，循环性能差，不能满足动力电池经常处于高温条件下工作的需要。(2)安全性能差：近年来，锂离子电池爆炸、着火等事件屡有发生，导致安全问题成为锂离子电池深入大型化急待解决的问题。电解液承载着正负极之间锂离子的运输，而电解液中的有机溶剂通常具有易挥发、低闪点的特点，导致电池在滥用或受热情况下电解液易发生燃烧、爆炸。

所以，开发一种高低温性能好，安全性能高的锂离子电池电解液成为我们要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高低温性能好，安全性能高的锂离子电池电解液，以解决上述背景技术中的问题。为实现上述目的，提供如下技术方案：

作为本发明的一个方面，提供了一种石墨烯锂离子电池电解液，包括有机溶剂、锂盐、添加剂和石墨烯，其特征在于，所述有机溶剂、锂盐和添加剂按照质量的份数为：有机溶剂120-220份，锂盐14-33份，添加剂5-10份、石墨烯10-15份。

优选的，所述有机溶剂的组成包括碳酸丙烯酯、链状羧酸酯和链状碳酸酯，所述碳酸丙烯酯、链状羧酸酯和链状碳酸酯按照质量的份数为：碳酸丙烯酯80-120份，链状羧酸酯20-60份，链状碳酸酯20-40份。

优选的，所述的锂盐为六氟磷酸锂、六氟锗锂、四氯铝锂和四氟硼酸锂的混合物，所述六氟磷酸锂、六氟锗锂、四氯铝锂和四氟硼酸锂按照质量的份数为：六氟磷酸锂5-15份、六氟锗锂5-8份、四氯铝锂2-5份和四氟硼酸锂2-5份。

优选的，所述的添加剂包括阻燃添加剂、成膜添加剂和低温添加剂，所述的阻燃添加剂、成膜添加剂和低温添加剂按照质量的份数为：阻燃添加剂2-5份、成膜添加剂2-3份、低温添加剂1-2份。

优选的，所述的阻燃添加剂为石墨烯-氧化钼纳米阻燃复合材料。

优选的，所述的成膜添加剂为碳酸亚乙酯和亚硫酸乙烯酯，碳酸亚乙酯和亚硫酸乙烯酯的比例为质量比1：1-2：1。

优选的，所述的低温添加剂为亚甲基双荼磺酸钠。

作为本发明的另一个方面，提供了一种石墨烯锂离子电池电解液的制备方法，所述石墨烯锂离子电池电解液是由以下步骤制得：配置有机溶剂后，加入混合均匀的锂盐，搅拌5-8h，搅拌过程中，施加2500 GS的磁场，然后在混合溶液中加入混合均匀的添加剂，搅拌1-2h，搅拌过程中，施加3000GS的磁场，最后加入石墨烯，搅拌8-10h，搅拌过程中，施加5000 GS的磁场。

进一步的，所述的石墨烯-氧化钼纳米阻燃复合材料的制备方法为：将氧化石墨烯与七钼酸铵按照质量比1：1混合，并球磨为氧化石墨烯-钼酸铵复合物；然后将得到的复合物加热至800℃，在氮气保护下保温、降温，得到石墨烯-氧化钼纳米复合物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1) 本发明解决了现有技术中存在的问题，提供了一种安全锂离子电池电解液。本发明采用石墨烯-氧化钼纳米阻燃复合材料作为阻燃添加剂，采用亚甲基双荼磺酸钠作为低温添加剂提高了电解液的热稳定性和阻燃性，同时未明显降低锂离子电池卓越的电化学性能。（2）本发明解决了传统锂电池电解液高低温性能差的问题，提供了一种温度窗口宽，在高低温条件下容量损失缓慢，循环性能好，可以满足动力电池经常处于高温条件下工作的需要的新型锂电池电解液。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一