【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鋰離子電池電解液，尤其涉及一種不易燃且耐高壓的磺酸內酯基鋰電池及電解液。
技術介紹
1、鋰離子電池作為綠色動力能源，在動力電池、儲能電池、3c產品領域備受重視。然而其能量密度和安全性問題亟需進一步提高。電解液視為鋰離子電池的“血液”，擔任鋰離子在充放電過程中的傳輸介質，不僅參與正負極界面膜的形成，保證電池的使用壽命，而且也決定著鋰離子的電化學性能和安全性能。
2、傳統鋰離子電池電解液主要由碳酸酯類化合物、六氟磷酸鋰（lipf6）及添加劑組成。當電壓與溫度較高時，碳酸酯類化合物和lipf6的緩慢分解使得正負極材料受到破壞，電池性能急劇衰減，最終導致電池失效。同時，具有高可燃性的烷基碳酸酯類化合物及lipf6遇水易分解放熱的屬性，一旦電池發生泄漏或遭遇高溫時，將引起重大火災或爆炸隱患。此外，為滿足動力能源對高容量儲能裝置的需求，鋰離子電池的工作電壓上限從原來的3.0v逐漸過渡到4.5v（vsli/li+）及以上，所以未來市場急需開發不易燃且耐高壓的鋰離子電池電解液。
3、為此，我們提出一種不易燃且耐高壓的磺酸內酯基鋰電池及電解液解決上述問題。
技術實現思路
1、為了克服現有技術的上述缺陷，本專利技術的實施例提供一種不易燃且耐高壓的磺酸內酯基鋰電池及電解液，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種不易燃且耐高壓的磺酸內酯基鋰電池及電解液，包括電解液；
3、所述電解液包括磺酸內酯和聚
4、所述電解液還包括鋰鹽、添加劑；
5、所述磺酸內酯占所述有機溶劑中的體積含量為20%～100%；
6、所述聚乙二醇二甲醚占所述有機液溶劑中的體積含量為0～80%。
7、在一個優選的實施方式中，所述磺酸內酯為1,4-丁磺酸內酯、1,3-丙磺酸內酯和氟代磺酸內酯；
8、在一個優選的實施方式中，所述聚乙二醇二甲醚為二乙二醇二甲醚、全氟二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚和六乙二醇二甲醚。
9、在一個優選的實施方式中，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟磺酰亞胺鋰和雙氟草酸硼酸鋰中的至少2種形成溶液。
10、在一個優選的實施方式中，所述添加劑為1,3-二氧戊烷、氟代碳酸乙烯酯、1,4－環氧六環、碳酸亞乙烯酯中的至少一種。
11、在一個優選的實施方式中，所述鋰鹽的濃度為0.2mol/l～4.0mol/l。
12、在一個優選的實施方式中，所述添加劑的含量占所述電解液的總質量為0.1wt%～5.0wt%。
13、一種鋰離子電池，所述鋰離子電池應用于上述任一項所述的電解液，所述電解液適用于鋰離子電池的正極材料為磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、高壓正極系列正極、錳酸鋰、鈷酸鋰及鎳錳酸鋰，負極材料為鋰金屬、石墨負極、硅負極及硅碳復合材料，該電解液的電池能在-20℃～150℃區間穩定工作。
14、一種鋰離子電池，包括正極、負極以及所述的電解液，其中電解液的配制包括精準稱量、控溫攪拌混合、靜置溶解、組裝電池、靜置浸潤。
15、一種鋰離子電池的制備方法，其配制步驟如下：
16、步驟一：稱取（0.2mol/l～4.0mol/l）的鋰鹽溶解于所述磺酸內酯和聚乙二醇二乙酯醚溶劑中，再將添加劑加入溶液中，整個稱量過程于惰性氣體環境下手套箱中操作；
17、步驟二：進行攪拌，攪拌溫度不高于60℃；攪拌速度不低于150轉/分鐘，不高于1000轉/分鐘；攪拌時間不低于10小時，不高于36小時；攪拌后靜置溶解時間不低于10小時；
18、步驟三：進行裝配，按照“正極-電解液-隔膜-電解液-負極材料”的順序組裝扣式電池和袋式電池；組裝后的電池靜置溫度不高于120℃；組裝電池靜置時間不低于10小時，不高于36小時；
19、步驟四：進行測試，完全靜置后的電池可利用充放電儀、電化學工作站等設備對其進行電化學性能測試。
20、本專利技術的技術效果和優點：
21、1、本專利技術鋰離子電池提供了一種不易燃且耐高壓的電解液，保證了高壓正極系列電池的安全性、循環穩定性和溫度-20℃～150℃區間穩定性。本專利技術的一種不易燃且耐高壓的磺酸內酯基鋰電池及電解液，包括磺酸內酯和聚乙二醇二甲醚作為電解液的主要溶劑組分，復合鋰鹽和添加劑作為主要輔助成分，以滿足鋰離子電池對電解液高安全且耐高壓屬性的要求，又能保證鋰離子電池良好的電化學性能和寬溫度區間穩定運行的實用性；
22、2、本專利技術磺酸內酯化合物具有不易燃、熱力學穩定、耐高壓、負極成膜優異的性質，但自身較高的密度和黏度導致了對于電極較差的浸潤性；本專利技術利用磺酸內酯良好物化性能，通過引入低密度和低粘度且不易燃的聚乙二醇二甲醚溶劑改善磺酸內酯基體電解液整體性質。同時引入添加劑進一步鞏固正負極界面層，使得電解液在保證耐高壓且不易燃性質的同時，在寬溫域下也具有優異電化學穩定性；這種簡單且具有普適性的電解液設計方法有效地實現了在電解液物化性能、電化學性能、界面化學三者間良好的平衡；
23、3、本專利技術提供的鋰離子電池電解液具有耐高壓且不易燃的特征；本專利技術提供的鋰離子電池電解液在物化性能、電化學性能、界面化學三者間實現了良好的平衡；本專利技術提供的鋰離子電池電解液有利于同時維持正極界面層（cei）和負極界面層（sei）的穩定性；本專利技術提供的鋰離子電池電解液的制備方法簡單，對設備要求低，原料價格便宜，很好地兼容現有工藝，具有大規模應用潛力；本專利技術提供的鋰離子電池電解液能夠使鋰離子電池在寬溫高電壓下具有良好的循環壽命及容量保持率。
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1.一種不易燃且耐高壓的電解液，包括電解液；
2.根據權利要求1所述的一種不易燃且耐高壓的電解液，其特征在于：所述磺酸內酯為1,4-丁磺酸內酯、1,3-丙磺酸內酯和氟代磺酸內酯。
3.根據權利要求2所述的一種不易燃且耐高壓的電解液，其特征在于：所述聚乙二醇二甲醚為二乙二醇二甲醚、全氟二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚和六乙二醇二甲醚。
4.根據權利要求3所述的一種不易燃且耐高壓的電解液，其特征在于：所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟磺酰亞胺鋰和雙氟草酸硼酸鋰中的至少2種形成溶液。
5.根據權利要求4所述的一種不易燃且耐高壓的電解液，其特征在于：所述添加劑為1,3-二氧戊烷、氟代碳酸乙烯酯、1,4－環氧六環、碳酸亞乙烯酯中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的一種不易燃且耐高壓的電解液，其特征在于：所述鋰鹽的濃度為0.2mol/L～4.0mol/L。
7.根據權利要求6所述的一種不易燃且耐高壓的電解液，其特征在于：所述添加劑的含量占所述電解液的總質量為0.1wt%～5.0wt%。
<...【技術特征摘要】
1.一種不易燃且耐高壓的電解液，包括電解液；
2.根據權利要求1所述的一種不易燃且耐高壓的電解液，其特征在于：所述磺酸內酯為1,4-丁磺酸內酯、1,3-丙磺酸內酯和氟代磺酸內酯。
3.根據權利要求2所述的一種不易燃且耐高壓的電解液，其特征在于：所述聚乙二醇二甲醚為二乙二醇二甲醚、全氟二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚和六乙二醇二甲醚。
4.根據權利要求3所述的一種不易燃且耐高壓的電解液，其特征在于：所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟磺酰亞胺鋰和雙氟草酸硼酸鋰中的至少2種形成溶液。
5.根據權利要求4所述的一種不易燃且耐高壓的電解液，其特征在于：所述添加劑為1,3-二氧戊烷、氟代碳酸乙烯酯、1,4－環氧六環、碳酸亞乙烯酯中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的一種不易燃且耐高壓的電解液，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫呈郭，安百鋼，黃浩，鄭金剛，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：發明
國別省市：
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