[发明专利]一种锂电池电解液及其制备方法

说明书

本发明提供一种锂电池电解液，包括碳酸酯类有机溶剂、导电锂盐、功能添加剂以及对二磷酸苯类化合物；导电锂盐、功能添加剂及对二磷酸苯类化合物相对于电解液总质量的质量分数分别为10‑18％、2‑15％、0.01‑15％。本发明还提供一种锂电池电解液的制备方法，用来制备上述锂电池电解液。

【技术领域】

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池电解液及其制备方法。

【背景技术】

锂电池因其能够储存能量，并且能量密度高、循环寿命长及环境友好等特点得到了广泛应用。近几年来，随着化石能源短缺及环境污染问题的日益严峻，锂电池在汽车行业得到了推广应用。然而锂电池的使用温度范围较窄，在高于60℃时容量衰减快，容易发生燃烧或爆炸。实际使用过程中，锂电池在大电流放电时的局部温度高于60℃，因而十分必要研究并提高锂电池的高温性能。

现有技术中，电解液是影响锂电池高温性能的主要原因，因为常规电解液在高温环境下的分解加快，导致锂电池的老化加剧，寿命缩短30-60％。可以理解的，常规电解液通常为LiPF₆的碳酸酯类有机溶液体系，LiPF₆会在60℃时开始分解，会产生HF腐蚀集流体、SEI膜(固体电解质面膜)及电极活性物质，导致锂电池性能迅速衰减，严重时甚至易燃烧或爆炸。

【发明内容】

本发明提出一种添加对二磷酸苯类化合物作为高温稳定剂从而提升高温性能的锂电池电解液及其制备方法。

本发明提供一种锂电池电解液，包括碳酸酯类有机溶剂、导电锂盐、功能添加剂以及对二磷酸苯类化合物；所述导电锂盐、所述功能添加剂及所述对二磷酸苯类化合物相对于电解液总质量的质量分数分别为10-18％、2-15％、0.01-15％。

优选的，所述对二磷酸苯类化合物的结构通式为：

其中，R₁-R₆各自独立且R₁、R₂分别为氢、卤素或者酚羟基，R₃、R₄、R₅、R₆分别为C₁-C₁₀烷基及其卤代烷基、C₆-C₁₆芳基及其卤代芳基、羟基取代C₁-C₄烷基、C₂-C₆烯基或者C₂-C₆酯基。

优选的，所述碳酸酯类有机溶剂包含碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯及碳酸丙烯酯中的一种或几种。

优选的，所述碳酸酯类有机溶剂的水含量≤5ppm，且所述碳酸酯类有机溶剂中链状的碳酸酯与环状的碳酸酯的质量比例为(60％-80％)：(10％-40％)。

优选的，所述导电锂盐包含LiPF₆、LiBF₄、LiBOB中的一种或几种。

优选的，所述功能添加剂包含碳酸亚乙烯酯、联苯、三(三甲基硅烷)硼酸酯及1,4-丁烷磺酸内酯中的一种或几种。

本发明还提供一种锂电池电解液的制备方法，包括以下步骤：

1)采用分子筛去除碳酸酯类有机溶剂内的水分及杂质，使所述碳酸酯类有机溶剂的含水量≤5ppm，纯度≥99.995％；

2)采用制冷装置使所述碳酸酯类有机溶剂从室温降至3-5℃并将降温所需的时长控制在15-25min，之后在3-5℃温度下保温10-20min；

3)将导电锂盐缓慢加入所述碳酸酯类有机溶剂中并保证添加过程中的温度低于10℃，且所述导电锂盐的加入时长控制在60-90min；