[发明专利]一种电解质、锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电解质、锂离子电池及其制备方法，其中，电解质包括如下以质量份数计的组分：N‑甲基‑N丙基吡咯二(三氟甲基磺酰)亚胺：1～10份。本发明实施例提供的电解质，应用于正极极片为氟化亚铁材料的固态锂离子电池中，提高电解质与电极材料的相容性，减少电池的内阻，提升循环性能，延长电池的使用寿命。

技术领域

本发明涉及电池制备技术领域，特别涉及一种电解质、锂离子电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池以其能量密度高，输出电压高，使用寿命长，环境友好等优点在新能源汽车，便携式设备等领域中得到广泛应用。其中，固态锂离子电池以其能量密度高，安全性能优异等特点，受到了人们的广泛关注，在现有的技术中，氟化亚铁作为一种新型的正极材料被广泛应用于固态锂离子电池中。

然而，现有的电解质与氟化亚铁材料的正极极片相容性差，容易增加电池的内阻，例如公开号为CN103515649A的申请公开了一种有机/无机复合电解质，其主要是由聚氧乙烯-聚苯乙嵌段共聚物等聚合物、锂盐和无机固体电解质组成，该复合电解质制备的电解质膜虽然可以实现固体电解质膜的一般特性，但是其与氟化亚铁材料的正极极片不能形成稳定的CEI膜，相容性较差，循环性能严重受限，降低了电池的使用寿命。

基于以上所述的现有技术的缺陷，一种全新的电解质的研发成为固态锂离子电池领域亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明第一方面实施例提供了一种电解质，包括如下以质量份数计的组分：N-甲基-N丙基吡咯二(三氟甲基磺酰)亚胺：1～10份。

进一步地，所述电解质还包括如下以质量份数计的组分：聚环氧乙烯：3～6份；双三氟甲基磺酰基亚胺钠：2～4份；乙腈：75～95份。

进一步地，所述电解质包括如下以质量份数计的组分：N-甲基-N丙基吡咯二(三氟甲基磺酰)亚胺：3份；聚环氧乙烯：4.5份；双三氟甲基磺酰基亚胺钠：3份；乙腈：89.5份。

进一步地，所述电解质包括：如下组分：N-甲基-N丙基吡咯二(三氟甲基磺酰)亚胺：0.3ml；聚环氧乙烯：0.4405g；双三氟甲基磺酰基亚胺钠：0.303g；乙腈：8ml。

本发明第二方面实施例提供了一种锂离子电池，包括：如前文任一项所述的电解质以及与所述电解质连接以形成闭合回路的正极组件和负极组件。

进一步地，所述正极组件包括：正极极片，所述正极极片由氟化亚铁制备而成。

本发明第三方面实施例提供了一种电解质的制备方法，包括：制备基体溶液；向基体溶液加入N-甲基-N丙基吡咯二(三氟甲基磺酰)亚胺溶液，得到电解质。

进一步地，所述制备基体溶液，包括：将双三氟甲基磺酰基亚胺钠、聚环氧乙烯以及乙腈混合，得到混合物；将混合物在预设温度下搅拌均匀，得到基体溶液。

进一步地，所述向基体溶液加入N-甲基-N丙基吡咯二(三氟甲基磺酰)亚胺溶液，得到电解质，包括：向所述基体溶液加入PYR₁₄TFSI溶液；在40-60℃下搅拌8-14h，得到电解质；其中，搅拌时的转速为350-450r/min。

进一步地，所述将混合物在预设温度下搅拌均匀，得到基体溶液，包括：将混合物在40-60℃下搅拌7-10h，得到基体溶液；其中，搅拌时的转速为350-450r/min。

本发明第四方面实施例提供了一种电池的制备方法，包括：制备氟化亚铁材料的正极极片；将所述正极极片制备为正极组件；通过前文任一项所述的制备方法得到电解质；将所述正极组件和所述电解质组装为电池。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：