一种阻燃型宽温域电解液及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113745662A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202111053189.7(22)申请日2021.09.09(71)申请人中国科学院长春应用化学研究所地址130000吉林省长春市朝阳区人民大街5625号(72)发明人明军邹业国李茜王立民刘刚程浩然尹东明(74)专利代理机构长春众邦菁华知识产权代理有限公司22214代理人李外(51)Int.Cl.H01M10/0569(2010.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/058(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种阻燃型宽温域电解液及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供一种阻燃型宽温域非水电解液及其制备方法与应用，属于锂离子电池技术领域。该电解液由锂盐和有机溶剂组成，其中有机溶剂包括氟代羧酸酯类、氟代碳酸酯类和环三磷腈类衍生物。本发明还提供一种阻燃型宽温域非水电解液的制备方法。本发明还提供上述阻燃型宽温域电解液在高压锂离子电池中的应用。本发明中的电解液以氟代羧酸酯为主溶剂，降低了电解液的粘度，提高了电解液的电导率，并结合常规氟代碳酸酯形成稳定的溶剂化结构和钝化膜，改善了电解液/电极界面的电化学反应稳定性，同时，环三磷腈的加入不仅降低了电解液的燃烧且不会影响电池的性能发挥，为实现目前锂离子电池的高安全性、宽温域、多功能和高能量密度提供了可行性方案。CN113745662ACN113745662A权利要求书1/1页1.一种阻燃型宽温域电解液，其特征在于，由锂盐和有机溶剂组成，其中有机溶剂包括氟代羧酸酯类、氟代碳酸酯类和环三磷腈类衍生物。2.根据权利要求1所述的一种阻燃型宽温域电解液，其特征在于，所述锂盐、氟代羧酸酯类、氟代碳酸酯类和环三磷腈类衍生物的摩尔比为1:(5～9):(0.2～1):(0.3～2)。3.根据权利要求1所述的一种阻燃型宽温域电解液，其特征在于，所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂和二氟草酸硼酸锂中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种阻燃型宽温域电解液，其特征在于，所述氟代羧酸酯类为二氟乙酸甲酯、二氟乙酸乙酯、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、三氟乙酸正己酯和五氟丙酸甲酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种阻燃型宽温域电解液，其特征在于，所述氟代碳酸酯类为氟代碳酸甲乙酯、二(2,2,2‑三氟乙基)碳酸酯、双氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、2,2,2‑三氟代碳酸甲乙酯、2,2,2‑三氟代碳酸二乙酯和2,2,2‑三氟代碳酸乙丙酯中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种阻燃型宽温域电解液，其特征在于，所述环三磷腈衍生物为甲氧基五氟环三磷腈、乙氧基五氟环三磷腈、三氟乙氧基五氟环三磷腈、五氟苯氧基环三磷腈、五氟丙氧基五氟环三磷腈和六氟环三磷腈中的至少一种。7.根据权利要求1所述的一种阻燃型宽温域电解液，其特征在于，所述的有机溶剂包括二氟乙酸甲酯、乙氧基五氟环三磷腈和氟代碳酸乙烯酯。8.根据权利要求1所述的一种阻燃型宽温域电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在氩气气氛条件下，将有机溶剂氟代羧酸酯类、氟代碳酸酯类和环三磷腈类衍生物进行充分混合，搅拌，得到预纯化液；2)将分子筛加入步骤1)所得到的预纯化液中，静置，最后去除分子筛得到纯化液；3)将锂盐溶解到步骤2)所得到的纯化液中，混合均匀后得到阻燃型宽温域电解液。9.根据权利要求8所述的一种阻燃型宽温域电解液的制备方法，其特征在于，所述分子筛为或锂化分子筛。10.权利要求1所述的阻燃型宽温域电解液在高压锂离子电池中的应用。2CN113745662A说明书1/6页一种阻燃型宽温域电解液及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种阻燃型宽温域非水电解液及其制备方法与应用。背景技术[0002]近年来，高能量密度锂离子电池已成为必不可少的能量存储器件，并将在未来的手持式电子产品，电动汽车以及大规模储能中发挥更重要的作用。锂离子电池中除了正负极活性材料的开发以外，作为锂离子电池的“血液”非水电解液逐渐成为目前新能源领域研究的热点。[0003]提高锂离子电池的工作电压是提高电池能量密度最有效的方法之一，但现有锂离子电池的工作电压为3.7V，难以满足动力电池对高能量密度的需求，其中最明显的瓶颈在于高电压下会加剧电解液的氧化分解，导致电解液枯竭，电池性能衰退。为此，研究者们进行了大量的研究，开发出了许多新型的电解液体系，如高浓度、砜类和腈类电解液等。尽管新型电解液体系明显提高了电解液在高电压下与正极的兼容性，但大部分体系不能满足高电压锂离子电池在更宽的温度范围内的应用，适配高电压的电解液