鋰離子動力電池的複合電解液及其製備方法
2023-09-20 01:34:30
專利名稱：鋰離子動力電池的複合電解液及其製備方法
技術領域：
本發明涉及了一種鋰離子動力電池的複合電解液及其製備方法， 特別是適用於一種可高倍率充放電的大功率、長壽命鋰離子動力電池 的複合電解液配方及其製備方法。
背景技術：
能源是人類社會賴以生存和發展的物質基礎，幾百年來，建立在 煤碳、石油和天燃氣等化石燃料基礎上的能源體系極大地推動了人類 社會的繁榮、進步和發展。但是，隨著全球科學技術和經濟的不斷發 展以及人類文化、生活水平的進一步提高，眾多資料顯示，全球人類 前進的道路上正面臨著嚴峻的兩大困境 一是不可再生的化石能源將
逐漸枯竭；二是化石能源的大量開採和使用，造成了大氣和環境的嚴 重汙染及生態的破壞，此兩大困境為人類的生存和發展敲響了警鐘！
面對化石能源的逐漸枯竭和生態環境被日益嚴重破壞，全世界各 國越來越重視新能源、化學電源和可再生能源的開發、利用，其中鋰 離子動力電池是一種最具潛力的化學電源。鋰離子動力電池具有單體 電池電壓高、比能量大、體積小、重量輕、自放電率低、使用壽命長、 無記憶效應、允許工作溫度範圍寬、無汙染、維護簡單等特性，因此， 它是當今人類最理想的移動式蓄電池，預計將處於高速發展態勢。
目前，國內外有的單位在研發製造鋰離子動力電池的過程中，仍然使用已商業化的普通鋰離子電池正極材料和電解液，其電池的電性 能很難達到動力電池的標準要求。而生產的鋰離子動力電池則是使用 自主研發的複合正極材料，以及與之相匹配的複合電解液，使動力電 池的電性能有很大的提高，特別是在動力電池的可高倍率充放電、安 全性能和循環壽命等方面有重大突破，並能成為目前世界上能滿足純 電動汽車、潛艇設計要求的動力電池。
本發明的目的是要解決上述問題而發明的一種安全環保高效的 新型複合電解液。
發明內容
本發明的目的的實現是由以下技術方案實現的本發明的鋰離子 動力電池的複合電解液由以下的各組份按重量配比而成LiPF6: 10.5%—15%; LiBOB: 1%—9%; PC: 4%—15%; EC: 29%—40%; DMC: 23%—33%; EMC: 18%—29%; PS: 0.3%—4%; yC: 0.5% —2%; 3(CH3) SiNHSi (CH3): 0.001%—0.005%; CHB+BP: 2%— 5.5%; MFE: 0.05%~0.5%。
本發明的各組份按重量配比而成也可以按如下重量配比而成 LiPF6: 10.5%—14%; LiBOB: 2%—9%; PC: 6%—14%; EC: 30% —39%; DMC: 24%—32%; EMC: 21%—28%; PS: 0.4%—3.5%; VC: 0.8%_1.8%; (CH3)SiNHSi (CH3): 0.001 %~0.005%; CHB+BP: 2.5%—5%; MFE: 0.08%—0.4%。
本發明的各組份按重量配比而成還可以按如下重量配比而成 LiPF6: 11%—14%; LiBOB: 1.5%—8%; PC: 6%—14%; EC: 31%—38%;畫C: 25%—32%; EMC: 22%—28%; PS: 0.5%—3%;
VC: 0.8%——1.5%; (CH3)SiNHSi(CH3): 0.001%~0.005%; CHB+BP: 2%—4%; MFE: 0.05%—0.4%。
本發明的各組份按重量配比而成還可以進一步按如下重量配比
而成LiPF6: 11.5%-14%; LiBOB: 1.6%—7%; PC: 7%—14%; EC:
32%—38%; DMC: 26%—32%; EMC: 23%—28%; PS: 0.8%—3%; VC: 0.8%—1.5%; (CH3)SiNHSi(CH3): 0.001%——0.005%; CHB+BP: 3.5%—4%; MFE: 0.1%—0.4%。
本發明的鋰離子動力電池的複合電解液製備方法可以通過以下
步驟實現首先將有機溶劑進行預處理、精餾(或脫水、醇)、均質，
檢測合格後按配比和工藝規定的順序加入電解液配製混合器；再將精 制鋰鹽經檢測合格後按配比加入混合器；最後將添加劑經預處理和檢 測合格後，按配比和規定的順序加入混合器。物料在混合器中經充分 溶解、混合、反應，配製成複合電解液，最後經檢測，合格產品灌裝 稱重入庫。
本發明的製備方法可以:(1)按先後順序將PC ， EC， PS按重量 配比注入混合器；(2)注入有機溶劑的同時起動攪拌器和混合器的冷 卻系統；(3)精製鋰鹽經檢測合格後，按重量配比將LiPR; LiBOB 加入混合器；(4)添加劑經預處理並檢測合格後，按先後順序將重量 配比VC; CHB+BP: MFE: (CHO SiNHSi (CH3):加入混合器。
本發明的製備方法還可以通過以下措施實現混合器製造成雙層
夾套，通過冷凍循環系統冷卻，並在混合器中安裝雙層螺旋槳攪拌。 灌裝複合電解液的不鏽鋼容器，必須按新與舊桶之別，根據其不同的工藝流程進行清洗致清潔度合格，方能灌裝電解液。
本發明和現有技術相比具有以下優點
1. 該複合電解液採用複合鋰鹽和複合添加劑，提高了電解液的熱 分解溫度和阻燃性能，其電解液的穩定性和安全性能得到進一步改 善，使其注液封裝的鋰離子動力電池能適應高倍率充放電。
2. 配製電解液的物料進入混合器時，是通過液面計和電子秤實現 容量法、重量法雙控；特別是混合器設計成雙層夾套，並採用冷凍劑 循環系統冷卻和雙層螺旋槳攪拌，確保工藝配製過程的準確、均質和 穩定。
3. 工藝系統釆用特殊連接體和實現高密閉性的條件下，使用氮氣 吹掃管道和氬氣氣氛保護，以確保電解液配方比例的準確性。特別是 控制系統的水份〈5PPM，從而改善了電解液的使用質量，降低了對 動力電池組件材料的腐蝕性，提高了電池的使用循環壽命。
4. 包裝容器的結構設計科學、適用，並對新或舊桶嚴格按規定的 工藝流程處理致清潔度合格，使其水份〈7PPM，氧氣含量〈10PPM， 以確保電解液的儲存質量。
圖l是本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式
下結合實施例和
，對本發明作進一步詳細的描述 實施一
複合電解液的製作方法(1)有機溶劑經預處理、精餾(或脫水、
醇)、均質，並檢測合格後，按先後順序將重量配比DMC: 23%—45%; EMC: 22%—35%; PC: 5%—15%; EC: 31%—41%; PS: 0.3%—3%注入混合器；(2)注入有機溶劑的同時起動攪拌器和混合 器的冷卻系統；(3)精製鋰鹽經檢測合格後，按重量配比LiPF" 11% 一15%; LiBOB: 1.5%—8%加入混合器；(4)添加劑經預處理並檢 測合格後，按先後順序將重量配比VC: 1%—2%; CHB+BP: 3%— 5%; MFE: 0.1%—0.5%; (CH3)SiNHSi (CH3):3 0.001%—0.0Q5% 加入混合器；(5)灌裝產品的不鏽鋼容器，按新與舊之別，根據不 同的工藝要求進行清洗處理致清潔度合格；(6)物料在混合器中經 充分溶解、混合、反應，配製成複合電解液，經檢測合格後，產品 灌裝稱重入庫。
實施二
複合電解液的製作方法(1)有機溶劑經預處理、精餾(或脫水、 醇)、均質，並檢測合格後，按先後順序將重量配比DMC: 24%— 41%; EMC: 21%_34%; PC: 6%—16%; EC: 30%—40%; PS: 0.4%—3.5%注入混合器；(2)注入有機溶劑的同時起動攪拌器和混 合器的冷卻系統；(3)精製鋰鹽經檢測合格後，按重量配比LiPF" 10.5%—14%; LiBOB: 2%_9%加入混合器；(4)添加劑經預處理 並檢測合格後，按先後順序將重量配比VC: 0.8%—1.8%; CHB+BP: 2.5%—5%; MFE: 0.08%—0.4%; (CH3) SiNHSi (CHO- 0.001% 一0.0(^%加入混合器；(5)灌裝產品的不鏽鋼容器，按新與舊之別， 根據不同的工藝要求進行清洗處理致清潔度合格；(6)物料在混合 器中經充分溶解、混合、反應，配製成複合電解液，經檢測合格後， 產品灌裝稱重入庫。
實施三
複合電解液的製作方法(1)有機溶劑經預處理、精餾(或脫水、醇)、均質，並檢測合格後，按先後順序將重量配比DMC: 25%—
44%; EMC: 20%—30%; PC: 5%—15%; EC: 29%—38%; PS:
0.5%—4%注入混合器；(2)注入有機溶劑的同時起動攪拌器和混合 器的冷卻系統；(3)精製鋰鹽經檢測合格後，按重量配比LiPR: 10% 一14%; LiBOB: 2.5%—10%加入混合器；(4)添加劑經預處理並 檢測合格後，按先後順序將重量配比VC: 0.5%—1.5%; CHB+BP: 2%—4%; MFE: 0.05%—0.4%; (CH3) SiNHSi〖CH3): 0.001%— 0.005%加入混合器；(5)灌裝產品的不鏽鋼容器，按新與舊之別， 根據不同的工藝要求進行清洗處理致清潔度合格；(6)物料在混合 器中經充分溶解、混合、反應，配製成複合電解液，經檢測合格後， 產品灌裝稱重入庫。
實施四
複合電解液的製作方法(1)有機溶劑經預處理、精餾(或脫水、
醇)、均質，並檢測合格後，按先後順序將重量配比DMC: 26%—45%;
EMC: 18%—28%; PC: 4%—14%; EC: 32%—42%; PS: 0.5%— 4%注入混合器；(2)注入有機溶劑的同時起動攪拌器和混合器的冷
卻系統；(3)精製鋰鹽經檢測合格後，按重量配比LiPR: 11.5%— 15%; LiBOB: 1%—7%加入混合器；(4)添加劑經預處理並檢測合
格後，按先後順序將重量配比VC: 0.8%—1.8%; CHB+BP: 3.5%— 5.5%; MFE: 0.1%—0.5%; (CH3) SiNHSi (CH3):3 0.0013%—0.005%
加入混合器；(5)灌裝產品的不鏽鋼容器，按新與舊之別，根據不同 的工藝要求進行清洗處理致清潔度合格；(6)物料在混合器中經充分 溶解、混合、反應，配製成複合電解液，經檢測合格後，產品灌裝稱 重入庫。
儘管對本發明的特徵及其優勢已經描述了很多，然而可以理解的是，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和 技術構思做出其他各種相應的改變，而所有這些改變都應屬於本發明 的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種鋰離子動力電池的複合電解液，其特徵在於由以下的各組份按重量配比而成LiPF610.5％-15％；LiBOB1％-9％；PC4％-15％；EC29％-40％；DMC23％-33％；EMC18％-29％；PS0.3％-4％；VC0.5％-2％；(CH3)SiNHSi(CH3)0.001％-0.005％；CHB+BP2％-5.5％；MFE0.05％-0.5％。
2. 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池的複合電解液，其特徵在於由以下的各組份按重量配比而成LiPF6: 10.5%_14%; LiBOB: 2%—9%; PC: 6%—14%; EC: 30%—39%; DMC:24%—32%; EMC: 21%—28%; PS: 0.4%—3.5%; VC: 0.8% 一1.8%; (CH3)SiNHSi (CH3): 0.001%—0.005%; CHB+BP: 2.5%—5%; MFE: 0.08%~~0.4%。
3. 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池的複合電解液，其特徵在於由以下的各組份按重量配比而成LiPF6: 11%—14%; LiBOB: 1.5%—8%; PC: 6%—14%; EC: 31%—38%; DMC: 25%—32%; EMC: 22%—28%; PS: 0.5%—3%; VC: 0.8%— 1.5%; (CH3)SiNHSi (CH3): 0.001%—0.005%; CHB+BP: 2%——4%; MFE: 0.05%——0.4%。
4. 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池的複合電解液，其特 徵在於由以下的各組份按重量配比而成LiPF6: 11.5%-14%; LiBOB: 1.6%—7%; PC: 7%—14%; EC: 32%—38%; DMC: 26%—32%; EMC: 23%—28%; PS: 0.8%—3%; VC: 0.8%— 1.5%; (CH3)SiNHSi (CH3): 0.001%——0.005%; CHB+BP: 3.5%—4%; MFE: 0.1%—0.4%。
5. 根據權利要求l所述的鋰離子動力電池的複合電解液的製備 方法，其特徵在於首先將有機溶劑進行預處理、精餾或脫水 脫醇、均質，檢測合格後，加入到電解液配製的混合器；再將 精製鋰鹽經檢測合格後加入到混合器；最後將添加劑經預處理 和檢測合格後，加入到混合器；物料在混合器中經充分溶解、 混合、反應，配製成複合電解液，最後經檢測，合格產品灌裝 稱重入庫。
6. 根據權利要求5所述的鋰離子動力電池的複合電解液的製備 方法，其特徵在於(1)按先後順序將PC、 EC、 PS按重量配 比注入混合器；(2)注入有機溶劑的同時，起動攪拌器和混合 器的冷卻系統；(3)精製鋰鹽經檢測合格後，按重量配比將 LiPR、 LiBOB加入混合器；(4)添加劑經預處理並檢測合格後， 按重量配比的VC、 CHB+BP、 MFE、 (CH3) SiNHSi (CH。力口 入混合器。
7. 根據權利要求6所述的鋰離子動力電池的複合電解液的製備方法，其特徵在於:混合器製造成雙層夾套，通過冷凍循環系統 冷卻，並在混合器中安裝雙層螺旋槳攪拌。
全文摘要
本發明涉及了一種鋰離子動力電池的複合電解液及其製備方法，特別是適用於一種可高倍率充放電的大功率、長壽命鋰離子動力電池的複合電解液配方及其製備方法。本發明的鋰離子動力電池的複合電解液由以下的各組份按質量分數配比而成。其製備方法可以通過以下步驟實現首先將有機溶劑進行預處理、精餾(或脫水、醇)、均質，檢測合格後按配比和工藝規定的順序加入電解液配製混合器；再將精製鋰鹽經檢測合格後按配比加入混合器；最後將添加劑經預處理和檢測合格後，按配比和規定的順序加入混合器。物料在混合器中經充分溶解、混合、反應，配製成複合電解液，最後經檢測，合格產品灌裝稱重入庫。本發明是一種安全環保高效的新型複合電解液。
文檔編號H01M10/36GK101299471SQ200810067830
公開日2008年11月5日 申請日期2008年6月10日 優先權日2008年6月10日
發明者劉雪田, 鍾馨稼, 雷如清, 黃俐俐 申請人:深圳市雷天電源技術有限公司