[发明专利]一种锂离子电池电解液及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种锂离子电池电解液及其制备方法与应用，电解液包括溶质、有机溶剂、添加剂，所述的有机溶剂为碳酸酯溶剂，其特征在于，所述的溶质为六氟磷酸锂，所述的有机溶剂为碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶剂，所述的添加剂为FEC和/或LiODFB。与现有技术相比，本发明电解液制备方法简单，有效地改善了碳酸酯基电解液与5V高压正极的兼容性，改善了电解液在循环过程中对Al集流体的腐蚀。

技术领域

本发明涉及锂离子电池电解液技术领域，具体涉及一种锂离子电池电解液及其制备方法与应用。

背景技术

随着电动汽车的广泛应用，对锂离子电池的高能量密度的要求越来越高，提高锂离子电池的工作电压是提高电池能量密度的有效途径之一，特别是5V高压。在如此高的电压下，电解液和电池的各组成之间的兼容性尤为重要。

在电解液中添加各种成膜添加剂，在电化学循环过程中形成有效的界面膜是广大研究者通常采用的办法，也是比较有效的办法，合适的添加剂成为性能改善的关键因素。在高压循环过程中，Al集流体的腐蚀是影响锂离子电池长期循环性能的关键因素之一，因此，亟需改善5V高压下碳酸酯溶剂电解液对Al集流体的腐蚀。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池电解液及其制备方法与应用，抑制Al集流体的腐蚀。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种锂离子电池电解液，包括溶质、有机溶剂、添加剂，所述的有机溶剂为碳酸酯溶剂，所述的溶质为六氟磷酸锂(LiPF₆)，所述的有机溶剂为碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合溶剂，所述的添加剂为FEC(氟代碳酸乙烯酯)和/或LiODFB(二氟乙二酸硼酸锂)。

优选地，所述的添加剂为FEC和LiODFB的混合物。和二者单独添加相比，二者的的协同作用明显，表现出更优的电化学性能，特别是在电极表面的成膜和对Al集流体的保护作用。100圈循环后容量保持率最高，可达到94.5％。

优选地，所述的六氟磷酸锂(LiPF₆)在整个电解液中的摩尔浓度为1.0～1.4mol/L。

进一步优选地，所述的六氟磷酸锂在整个电解液中的摩尔浓度为1.2mol/L。

优选地，所述的碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为3:6～8。

进一步优选地，所述的碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为3:7。

优选地，所述的添加剂FEC为电解液体积的2.5～3.5％，所述的LiODFB为电解液质量的2.5～3.5％。

进一步优选地，所述的添加剂FEC为电解液体积的3％，所述的LiODFB为电解液质量的3％。

一种上述锂离子电池电解液的制备方法，将六氟磷酸锂溶于碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶剂中，混合均匀，添加FEC和LiODFB，摇匀，静置，即得所述锂离子电池电解液。

优选地，所述的制备过程在手套箱中进行。

一种上述锂离子电池电解液的应用，将所述的锂离子电池电解液用于制备Li/LiNi_0.5Mn_1.5O₄(LNMO)半电池。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明电解液以PC和DMC的混合物作为溶剂，PC和EC相比具有更宽的液程，拓宽了电池的工作温度范围，同时混合了线状溶剂DMC，降低了电解液的粘度，提高了电解液与电池各组件之间的浸润性；

2.本发明电解液可改善碳酸酯溶剂和5V高压正极材料的兼容性，通过FEC和LiODFB两种添加剂的协同作用，可在电极和Al集流体表面形成有效的界面膜，改善5V高压下碳酸酯溶剂电解液对Al集流体的腐蚀，提高电池的容量保持率；