技术领域
[0001] 本
发明属于
锂离子电池电解液技术领域，具体涉及一种高电压锂离子电池电解液及其制备方法。
背景技术
[0002] 目前锂离子电池在
电子产品、交通运输以及储能装置等领域得到了广泛应用，随着应用端对电池容量需求的不断提升，除了提高正
负极材料的克容量和
压实密度及使用高导电粘接剂来提高正负极活性物质的含量外，提升锂离子电池的工作电压也是提高电池
能量密度的有效途径之一。
[0003] 目前电池的电压正逐步从4.2V提升到4.35V、4.4V、4.45V、4.5V甚至更高，其中，4.35V和4.4V的锂离子电池已在市场上成熟应用，而4.45V和4.5V的锂离子电池也正在逐步发展成熟。
[0004] 高电压锂离子电池的性能主要由正负极活性材料和电解液的结构及性质决定。随着近年来高电压
电极材料的不断开发和应用，常规的
碳酸酯和六氟
磷酸锂体系在电压超过4.5V时会发生分解，电池性能急剧下降，因此，对高电压电解液的需求显得尤为迫切。
[0005] 制备高电压电解液的思路主要包括如下几个方面：选择
氧化电位较高且电化学窗口较宽的
溶剂，如砜类、腈类及氟代溶剂等；加入一些电极保护添加剂来改善电极材料的界面性质；加入电极成膜添加剂，抑制电解液和电极材料界面间的反应；使用新型的耐高电压锂盐作为添加剂。
[0006] 而从应用出发，同时还要综合考虑高电压电池的功率性能以及经济效益，因此需要设计和开发合适的锂盐和溶剂体系以及功能添加剂来提高电解液的耐高电压性以及电化学性能。
发明内容
[0007] 针对
现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高电压锂离子电池电解液及其制备方法。
[0008] 为了实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案为：
[0009] 一种高电压锂离子电池电解液，所述高电压锂离子电池电解液由以下
质量百分比的原料组成：55％-60％的非
水有机溶剂、12％-15％的锂盐、28％-30％的成膜功能添加剂；
[0010] 其中非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯；按体积比例计算，碳酸乙烯酯在非水有机溶剂中占40-50％，其余为碳酸二乙酯；
[0011] 所述锂盐为六氟磷酸锂；六氟磷酸锂的摩尔浓度为1.0-1.2M；
[0012] 所述成膜功能添加剂包括氟代碳酸乙烯酯和己二腈；按质量所占比例计算，氟代碳酸乙烯酯占1-1.2份，己二腈占1份。
[0013] 进一步，上述电解液的电导率为5.5～5.7mS/cm。
[0014] 进一步，本发明公开了一种高电压锂离子电池电解液的制备方法，包括如下步骤：
[0015] 在充满氩气的惰性环境中，将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯分别加入到容器中配成混合非水有机溶剂；再将六氟磷酸锂溶解于该混合非水有机溶剂中，然后加入成膜功能添加剂氟代碳酸乙烯酯和己二腈，配制成电解液，最后将配制好的电解液封口保存，放置24h。
[0016] 更进一步，本发明还公开了一种电池的制备方法，首先制备正极为高压钴酸锂、负极为
石墨+硬碳、容量为170mAh的软包电芯，再将上述制备方法制得的电解液注入软包电芯内，制成成品电池。
[0017] 本发明的优点及积极效果为：
[0018] 本发明提供的高电压锂离子电池电解液，通过采用合适配比的非水有机溶剂、锂盐和成膜功能添加剂，使得电解液具有较高的电压耐受度，较好的充放电性能以及良好的循环
稳定性，含有该电解液的电池能够在高电压下具有良好的电化学性能。
附图说明
[0019] 图1为本发明
实施例1中得到的高电压锂离子电池电解液的升电压循环容量变化曲线图；
[0020] 图2为本发明实施例2中得到的高电压锂离子电池电解液与商品电解液的高电压循环容量变化曲线对照图；
[0021] 图3为本发明实施例3中得到的高电压锂离子电池电解液与商品电解液的高电压循环内
阻变化曲线对照图。
具体实施方式
[0022] 为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0023] 本发明公开了一种高电压锂离子电池电解液，所述高电压锂离子电池电解液由以下质量百分比的原料组成：55％-60％的非水有机溶剂、12％-15％的锂盐、28％-30％的成膜功能添加剂；
[0024] 其中非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯；按体积比例计算，碳酸乙烯酯在非水有机溶剂中占40-50％，其余为碳酸二乙酯；
[0025] 所述锂盐为六氟磷酸锂；六氟磷酸锂的摩尔浓度为1.0-1.2M；
[0026] 所述成膜功能添加剂包括氟代碳酸乙烯酯和己二腈；按质量所占比例计算，氟代碳酸乙烯酯占1-1.2份，己二腈占1份。
[0027] 上述电解液的电导率为5.5～5.7mS/cm。
[0028] 本发明公开了一种高电压锂离子电池电解液的制备方法，包括如下步骤：
[0029] 在充满氩气的惰性环境中，将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯分别加入到容器中配成混合非水有机溶剂；再将六氟磷酸锂溶解于该混合非水有机溶剂中，然后加入成膜功能添加剂氟代碳酸乙烯酯和己二腈，配制成电解液，最后将配制好的电解液封口保存，放置24h。
[0030] 以下通过3个实施例对本发明的制备方法进行详细介绍：
[0031] 实施例1
[0032] 在充满氩气的惰性环境中，将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯按体积比1:2分别加入到容器中配成混合非水有机溶剂，接下来将六氟磷酸锂溶解于该混合非水有机溶剂中，然后按质量比1:1加入成膜功能添加剂氟代碳酸乙烯酯和己二腈，配制成含1.0M六氟磷酸锂的电解液，其中各原料的质量百分比组成为：混合非水有机溶剂占60％、锂盐占12％、成膜功能添加剂占28％，最后将配制好的电解液封口保存，放置24h。所得电解液的电导率为5.5mS/cm。
[0033] 制备正极为高压钴酸锂，负极为石墨+硬碳，容量为170mAh的测试用软包电芯，将制得的电解液注入，制成成品电池，静置24小时，0.1C小
电流化成，然后进行5C充放电循环测试，初始电压为4.4V，每循环5圈之后升高电压0.05V，直到4.5V，测试
温度为25℃，监控升高电压循环过程中的容量变化。
[0034] 如图1所示，当初始电压4.4V时，电池初始容量为172mAh，随着电压的升高，电池容量也随之稳步增大，到4.5V时，电池容量达183mAh，增加了6.4％，说明该电解液在升高电压到4.5V的过程中性能稳定。
[0035] 实施例2
[0036] 在充满氩气的惰性环境中，将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯按体积比4:9分别加入到容器中配成混合非水有机溶剂，接下来将六氟磷酸锂溶解于该混合非水有机溶剂中，然后按质量比1.1:1加入成膜功能添加剂氟代碳酸乙烯酯和己二腈，配制成含1.1M六氟磷酸锂的电解液，其中各原料的质量百分比组成为：混合非水有机溶剂占58％、锂盐占13％、成膜功能添加剂占29％，最后将配制好的电解液封口保存，放置24h。所得电解液的电导率为5.6mS/cm。
[0037] 制备正极为高压钴酸锂，负极为石墨+硬碳，容量为170mAh的测试用软包电芯，将制得的电解液注入，制成成品电池，静置24小时，0.1C小电流化成，然后进行5C充放电循环测试，恒定电压为4.5V，循环圈数为700圈，测试温度为25℃，监控高电压循环过程中的放电容量变化。
[0038] 如图2所示，在4.5V高电压长循环条件下，该电解液电化学性能稳定，电池容量衰减缓慢，循环700圈后容量保持率仍达80％以上，而与之相对照的一款商品电解液则在相同的测试条件下容量衰减迅速，循环700圈后容量保持率仅为52％。
[0039] 实施例3
[0040] 在充满氩气的惰性环境中，将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯按体积比2:5分别加入到容器中配成混合非水有机溶剂，接下来将六氟磷酸锂溶解于该混合非水有机溶剂中，然后按质量比1.2:1加入成膜功能添加剂氟代碳酸乙烯酯和己二腈，配制成含1.2M六氟磷酸锂的电解液，其中各原料的质量百分比组成为：混合非水有机溶剂占55％、锂盐占15％、成膜功能添加剂占30％，最后将配制好的电解液封口保存，放置24h。所得电解液的电导率为5.7mS/cm。
[0041] 制备正极为高压钴酸锂，负极为石墨+硬碳，容量为170mAh的测试用软包电芯，将制得的电解液注入，制成成品电池，静置24小时，0.1C小电流化成，然后进行5C充放电循环测试，恒定电压为4.5V，循环圈数为700圈，测试温度为25℃，用内阻仪监控高电压循环过程中的内阻变化。
[0042] 如图3所示，在4.5V高电压长循环条件下，该电解液电导、成膜性能稳定，电池内阻上升缓慢，循环700圈后内阻仅增加32％，且电池始终无胀气现象，而与之相对照的一款商品电解液则在相同的测试条件下电池内阻上升迅速，循环700圈后内阻增加482％，且电池出现胀气现象。
[0043] 以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单
修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
