[发明专利]一种用于三元正极材料锂离子电池的电解液和锂离子电池的制作方法

说明书

本发明公开了一种用于三元正极材料锂离子电池的电解液，按质量百分比计，包括以下组分：含双键单体70‑80％；锂盐10‑20％；含活泼氢原子的有机溶剂0‑10％，且不为0。本发明还公开了三元正极材料锂离子电池的制作方法。本发明提供的电解液可以在三元正极材料的残碱催化下发生聚合反应，从而在正极片表面形成聚合物包覆层，显著改善锂离子电池的安全性，聚合条件温和，制备方法简单，极易实现大规模生产。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种用于三元正极材料锂离子电池的电解液和锂离子电池的制作方法。

背景技术

锂离子二次电池凭借工作电压高、循环寿命长及充放电速度快等优势逐步建立了广大的市场，在小型电子产品如手机、电脑、电动工具等领域有着重要的作用。

电动汽车和储能领域的发展，对锂离子电池的使用条件更加苛刻，特别在极端条件下(高温)，要保证电池的循环性能。然而，由于目前广泛使用的锂离子电池中液态电解液的存在，极易在高温条件下或激烈撞击下，导致电芯发生起火甚至是爆炸，存在很大安全性能。为了解决这些问题，聚合物电解质或无极电解质应运而生，但是聚合物电解质的电子导电率低，无法与液体电解质相比较，同时聚合物电解质的制备相对繁琐，对聚合条件要求高，而且目前聚合物的聚合种类合聚合类型种类繁多，导致制造工艺复杂和成本过高，如中国专利201810615609.8涉及到一种自交联复合固态电解质的制备及其构成的全固态锂离子电池，通过与纳米无机物进行交联固化得到聚合物电解质，制作过程繁杂；中国专利201710097194.5涉及到一种碱作用下的电化学调控原子转移自由基聚合方法，通过采用电化学的方法在电池内部进行聚合，需要改变电池的化成工艺，提高用电成本。上述专利提高的方法，都需要改变现有的锂离子电池制造工艺，不利于聚合物锂离子电池的大规模生产。同时，聚合时一般都需要加入少量的添加剂，但是添加剂的加入对于电池的电性能有一定的损害；另一方面，三元正极材料锂离子电池正极料上存在强碱，对电池的容量发挥也具有一定的损害。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于三元正极材料锂离子电池的电解液和锂离子电池的制作方法，能够在不改变现有锂离子电池制造工艺的基础上，实现聚合物锂离子电池的大规模生产，同时提高电池高温循环寿命和安全性。

本发明提出的一种用于三元正极材料锂离子电池的电解液，按质量百分比计，包括以下组分：含双键单体70-80％；锂盐10-20％；含活泼氢原子的有机溶剂0-10％，且不为0。

优选地，所述含双键单体为丙烯酸酯类及其衍生物、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈、三亚甲基环碳酸酯、2,2-二甲基三亚甲基环碳酸酯、丙交酯中的至少一种。

优选地，所述含活泼氢原子的有机溶剂为乙二醇、二甘醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、聚丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、聚丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2，4，6-己三醇、1，1，1-三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、聚表氯醇、单(甲基)丙烯酸聚乙二醇、单(甲基)丙烯酸聚丙二醇、单(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯中的至少一种。

优选地，所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂中的至少一种。

一种所述的用于三元正极材料锂离子电池的电解液的制备方法，将所述含双键单体和含活泼氢原子的有机溶剂混合均匀，得到混合溶液，然后将锂盐溶于所述混合溶液中，即得。

一种三元正极材料锂离子电池的制作方法，包括：

S1、将隔膜和正极片、负极片组装成电芯；

S2、将所述的电解液注入电芯中，先在露点温度≤-50℃的环境中初步聚合，然后将电芯封口，继续聚合，直至反应完全。

优选地，S2中，初步聚合的温度为30-50℃，聚合时间为10-15h。