技术领域
[0001] 本
发明属于
锂离子电池电解液的技术领域，具体涉及一种高功率且耐高电压锂离子电池电解液及其制备方法。
背景技术
[0002] 锂离子电池与传统铅酸电池、
镍镉电池等体系相比，具有电压高、
能量密度大、循环
稳定性好、无记忆效应等优点，近年来得到了迅速发展，其应用也拓展到了
电子产品、交通运输以及储能装置等领域。随着应用端对电源性能需求的不断提升，对锂离子电池
能量密度和功率密度的要求也与日剧增，这就对锂离子电池电解液提出了越来越高的要求：除了能耐受高电压(4.35V、4.4V、4.45V、4.5V甚至更高)，还要具有足够高的电导率。而要同时满足这两点要求，就需要在电解液的组成和配比上进行精心的设计和调控。
[0003] 目前常规的
碳酸酯和六氟
磷酸锂体系电解液电导率约为10mS/cm，
倍率性能一般，且在电压超过4.5V时便会迅速发生分解，电池性能急剧下降，因此，对高功率且耐高电压电解液的需求尤为迫切。
[0004] 制备高功率且耐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；适当增加锂盐浓度以消除浓差极化，增强倍率性能；同时，精准调控溶剂和添加剂的成分和比例，以维持较高的电导率。
[0005] 而从应用出发，同时还要综合考虑高功率且耐高电压电池的经济效益等因素，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功率性能、耐高电压性等电化学性能。
发明内容
[0006] 因此针对
现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高功率且耐高电压锂离子电池电解液及其制备方法。
[0007] 为了实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案为：
[0008] 一种高功率且耐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：77％-84％的非
水有机溶剂、14％-18％的锂盐、2％-5％的成膜功能添加剂；
[0009] 其中所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯；按体积占比计算，碳酸乙烯酯在非水有机溶剂中占4-6份，碳酸甲乙酯占2-3份；碳酸二甲酯占1-2份；
[0010] 所述锂盐为六氟磷酸锂；该六氟磷酸锂的摩尔浓度为1.1-1.3M；
[0011] 所述成膜功能添加剂包括碳酸亚乙烯酯和二氟代碳酸乙烯酯，按质量比计算，碳酸亚乙烯酯占1-2份，二氟代碳酸乙烯酯占10份。
[0012] 进一步，上述电解液的电导率为9.5～10.5mS/cm。
[0013] 进一步，本发明公开了一种高功率且耐高电压锂离子电池电解液，包括如下步骤：
[0014] 在充满氩气的惰性环境中，将碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲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碳酸亚乙烯酯和二氟代碳酸乙烯酯，配制成电解液，最后将配制好的电解液封口保存，放置24h。
[0015] 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190mAh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。
[0016] 本发明的优点及积极效果为：
[0017] 本发明提供的高功率且耐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，使得电解液具有高功率特性、高电压耐受度、良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大倍率充放电，具有良好的电化学性能。
附图说明
[0018] 图1为本发明
实施例1中得到的高功率且耐高电压锂离子电池电解液的升电压循环容量变化曲线图；
[0019] 图2为本发明实施例2中得到的高功率且耐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；
[0020] 图3为本发明实施例3中得到的高功率且耐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
[0021] 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：
[0022] 本发明公开了一种高功率且耐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：77％-84％的非水有机溶剂、14％-18％的锂盐、2％-5％的成膜功能添加剂；
[0023] 其中所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯；按体积占比计算，碳酸乙烯酯在非水有机溶剂中占4-6份，碳酸甲乙酯占2-3份；碳酸二甲酯占1-2份。
[0024] 所述锂盐为六氟磷酸锂；该六氟磷酸锂的摩尔浓度为1.1-1.3M。
[0025] 所述成膜功能添加剂包括碳酸亚乙烯酯和二氟代碳酸乙烯酯，按质量比计算，碳酸亚乙烯酯占1-2份，二氟代碳酸乙烯酯占10份。
[0026] 上述电解液的电导率为9.5～10.5mS/cm。
[0027] 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：
[0028] 在充满氩气的惰性环境中，将碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲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碳酸亚乙烯酯和二氟代碳酸乙烯酯，配制成电解液，最后将配制好的电解液封口保存，放置24h。
[0029] 以下通过3个实施例对本发明的制备方法进行详细介绍：
[0030] 实施例1
[0031] 在充满氩气的惰性环境中，将碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯按体积比4:2:1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1:10加入成膜功能添加剂碳酸亚乙烯酯和二氟代碳酸乙烯酯，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：非水有机溶剂占84％、锂盐占14％、成膜功能添加剂占2％，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9.5mS/cm。
[0032] 制备正极为高压钴酸锂，负极为石墨+硬碳，容量为190mAh的测试用软包电芯，将制得的电解液注入软包电芯，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。
[0033] 如图1所示，当初始电压4.4V时，电池初始容量为190mAh，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208mAh，增加了9.5％，说明该电解液在升高电压到4.5V的过程中性能稳定。
[0034] 实施例2
[0035] 在充满氩气的惰性环境中，将碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯按体积比6:3:2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3:20加入成膜功能添加剂碳酸亚乙烯酯和二氟代碳酸乙烯酯，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：非水有机溶剂占80％、锂盐占16％、成膜功能添加剂占4％，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10.1mS/cm。
[0036] 制备正极为高压钴酸锂，负极为石墨+硬碳，容量为190mAh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。
[0037] 如图2所示，在4.5V高电压长循环条件下，本款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％。
[0038] 实施例3
[0039] 在充满氩气的惰性环境中，将碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯按体积比5:3:2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1:5加入成膜功能添加剂碳酸亚乙烯酯和二氟代碳酸乙烯酯，配制成含1.3M六氟磷酸锂的电解液，其中各原料的质量百分比组成为：非水有机溶剂占77％、锂盐占18％、成膜功能添加剂占5％，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10.5mS/cm。
[0040] 制备正极为高压钴酸锂，负极为石墨+硬碳，容量为190mAh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。
[0041] 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19％，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。
[0042] 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。
