一种高温电解液、其制备方法和应用

本发明涉及锂电池，具体而言，涉及一种高温电解液、其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前，锂离子电池(libs)已在电子设备的电源市场得到广泛应用，其具有能量密度高、输出电压高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点。尽管近十年来成本迅速下降，但lib仍存在安全隐患和操作温度范围狭窄的问题。温度是影响libs健康和安全运行的重要因素，商用libs的工作温度一般位于-20～60℃的范围内，可以满足大多数便携式电子设备的需求，但在温度上限60℃下电池性能明显下降。而电动汽车动力电池，为了适应地域和季节的差异，其工作温度温度上限达到70℃，对电池的高温性能提出更高的要求。

2、锂离子电解液是电池的重要组成部分，在电池正负极之间起到输送电子和传到电流的作用，是连接正负极材料的桥梁，被称为锂离子电池的“血液”。电解液作为锂离子电池的重要组成部分，稳定的性能是锂离子电池工作的重要保证，其直接决定电池在高温条件下的性能，显然，开发兼顾常温的耐高温电解液对提高电池稳定性、安全性和拓宽锂离子电池的应用领域，满足多样化及特殊领域应用的需求至关重要。

3、目前，高温电解液的研究主要集中在以下三个方面：优化溶剂组成、锂盐的种类和添加剂，如多元溶剂、混合锂盐以及功能添加剂。但是，现有的锂离子电池高温电解液，通过在传统的lipf6基碳酸酯类电解液体系的基础上加入添加剂进行改性，无法从根本上解决lipf6高温下稳定性差、极易水解释放hf腐蚀电极的问题，无法使电池循环性能得到显著改善。

4、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高温电解液、其制备方法和应用，旨在制备具有较高热稳定性的高温电解液，显著提高电池在高温下的循环稳定性。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种高温电解液，包括：litfsi、liodfb、溶剂和添加剂，litfsi和liodfb的摩尔比为1：(0.3～2.0)；

4、添加剂选自ch3oli、ch3ona和ch3ok中的至少一种。

5、在可选的实施方式中，添加剂在高温电解液中的浓度为0.005mol/l-0.05mol/l；优选为0.01mol/l-0.03mol/l。

6、在可选的实施方式中，litfsi和liodfb的摩尔比为1：(0.6～1.5)。

7、在可选的实施方式中，litfsi和liodfb的总浓度为0.75mol/l-3.5mol/l；优选为0.8mol/l-1.5mol/l。

8、在可选的实施方式中，溶剂选自ec及emc、dmc和dec中的至少一种。

9、在可选的实施方式中，溶剂为ec和emc形成的混合溶剂，在混合溶剂中，ec的体积分数为20％-40％。

10、第二方面，本发明提供一种前述实施方式中任一项高温电解液的制备方法，包括：将litfsi、liodfb、溶剂和添加剂混合。

11、在可选的实施方式中，先将litfsi、liodfb和溶剂混合溶解，再与添加剂混合。

12、第三方面，本发明提供一种锂离子电池，包括前述实施方式中任一项的高温电解液。

13、第四方面，本发明提供一种用电装置，包括前述实施方式的锂离子电池。

14、本发明具有以下有益效果：本发明使用混合锂盐litfsi和liodfb，litfsi具有高温下热稳定性好、电导率高及阻抗低的优点，liodfb具有成膜性好、抑制腐蚀的优点，通过优选合适的锂盐配比，通过两者的协同效应，充分发挥出litfsi的高温性能，使得整体电解液在高温环境下有更好的循环稳定性和安全性。本发明使用ch3oli、ch3ona、ch3ok作为电解液添加剂，能够诱导tfsi-阴离子优先分解，形成含无机组分的cei膜，使得cei膜在高温下有良好的机械性和热稳定性，从而提高电池的循环稳定性和安全性。

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技术特征：

1.一种高温电解液，其特征在于，包括：litfsi、liodfb、溶剂和添加剂，litfsi和liodfb的摩尔比为1：(0.3～2.0)；

2.根据权利要求1所述的高温电解液，其特征在于，所述添加剂在所述高温电解液中的浓度为0.005mol/l-0.05mol/l；优选为0.01mol/l-0.03mol/l。

3.根据权利要求1所述的高温电解液，其特征在于，litfsi和liodfb的摩尔比为1：(0.6～1.5)。

4.根据权利要求3所述的高温电解液，其特征在于，litfsi和liodfb的总浓度为0.75mol/l-3.5mol/l；优选为0.8mol/l-1.5mol/l。

5.根据权利要求1所述的高温电解液，其特征在于，所述溶剂选自ec及emc、dmc和dec中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的高温电解液，其特征在于，所述溶剂为ec和emc形成的混合溶剂，在所述混合溶剂中，ec的体积分数为20％-40％。

7.一种权利要求1-6中任一项所述高温电解液的制备方法，其特征在于，包括：将litfsi、liodfb、所述溶剂和所述添加剂混合。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，先将litfsi、liodfb和所述溶剂混合溶解，再与所述添加剂混合。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的高温电解液。

10.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求9所述的锂离子电池。

技术总结本发明公开了一种高温电解液、其制备方法和应用，涉及锂电池技术领域。本发明使用混合锂盐LiTFSI和LiODFB，LiTFSI具有高温下热稳定性好、电导率高及阻抗低的优点，LiODFB具有成膜性好、抑制腐蚀的优点，通过优选合适的锂盐配比，通过两者的协同效应，充分发挥出LiTFSI的高温性能，使得整体电解液在高温环境下有更好的循环稳定性和安全性。使用CH3OLi、CH3ONa、CH3OK作为电解液添加剂，能够诱导TFSI‑阴离子优先分解，形成含无机组分的CEI膜，使得CEI膜在高温下有良好的机械性和热稳定性，从而提高电池的循环稳定性和安全性。技术研发人员：张丽娟,何劲作受保护的技术使用者：青海民族大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25