本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種錳鐵鋰低溫電解液及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池作為一種新興的新能源電池已經(jīng)越來越受到大家的關(guān)注。而磷酸鐵錳鋰作為正極材料的鋰電池因為其容量較磷酸鐵鋰高，而安全性能較三元材料好，成為了鋰離子電池的重點研究對象。隨著電池的廣泛應(yīng)用，人們對于電池的要求也越來越高，在冬季相對較低溫度下，鋰離子電池的表現(xiàn)就不是令人信服。在低溫條件下的充放電都明顯低于常溫下的表現(xiàn)。且低溫放電時會對電池造成不可逆的傷害。
有研究數(shù)據(jù)表明：磷酸鐵錳鋰電池，會因為磷酸鐵錳鋰材料低的電導(dǎo)率，但是在低溫條件下，由于電池的阻抗增大，極化增強，充電過程中在負極將出現(xiàn)鋰金屬析出與沉積，沉積出的金屬鋰易與電解液發(fā)生不可逆反應(yīng)，從而導(dǎo)致電池容量降低。又由于金屬鋰與電解液的反應(yīng)產(chǎn)物一般不具有電子導(dǎo)電性，覆蓋在電極表面，必然會導(dǎo)致電池負極表面膜的阻抗進一步增大，電池極化再次增強，電池的電壓降低。這種對鋰周而復(fù)始的消耗，將使得“凈鋰”的含量逐漸減少，sei膜逐漸加厚，電解液過分消耗及電解液的分解，這些都將極大破壞電池的低溫性能；針對這個缺點，通過對電解液的改善能夠提高電池在低溫下的表現(xiàn)。
為保持電解液具備低溫高電導(dǎo)率的特點，溶劑多選擇碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸亞乙烯酯(vc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、乙酸乙酯(ea)等，每種溶劑都有優(yōu)缺點，不合理的電解液配方就不能充分發(fā)揮電池的性能甚至對電池造成傷害。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對鋰電池在低溫的性能遠低于常溫下的性能，通過電解液的選擇來改進鋰離子電池的低溫性能。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種錳鐵鋰低溫電解液，所述低溫電解液包括導(dǎo)電鋰鹽、有機溶劑和添加劑，所述導(dǎo)電鋰鹽的含量為9％-18％，所述導(dǎo)電鋰鹽為六氟磷酸鋰、雙草酸硼酸鋰、四氟硼酸鋰、三氟甲基磺酸鋰的一種或幾種；所述有機溶劑的含量為70％-90％，所述有機溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、乙酸乙酯的一種或幾種，所述添加劑的含量為1％-12％，所述添加劑為酰胺、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、磷酸三甲酯的一種或幾種。
進一步地，所述有機溶劑最多為四種混合，比例為1:x:y:z，其中0≤x≤3、0≤y≤3、0≤z≤3。
與本發(fā)明低溫電解液配合使用的正極材料所用的活性物質(zhì)為磷酸鐵錳鋰，負極材料所用的活性物質(zhì)為石墨。
本發(fā)明還提供了一種錳鐵鋰低溫電解液的制備方法，具體制備方法如下：
s1、在充滿氬氣的手套箱中，將高純度的有機溶劑均勻混合，用磁力攪拌器攪拌；
s2、將導(dǎo)電鋰鹽加入到混合溶液中，進行攪拌；
s3、將添加劑加入到s2所得溶液中；
s4、將配制好的電解液置入不銹鋼的鋼瓶中，即可得到本發(fā)明電解液。
進一步地，所述手套箱內(nèi)氧份＜10ppm，水分＜10ppm，濕度＜1％。
進一步地，s1中所述攪拌時間為5～20分鐘。
進一步地，s2中所述攪拌時間為5～20分鐘。
進一步地，s4中電解液置入不銹鋼瓶前，不銹鋼瓶充高純氬氣抽真空置換三次。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明低溫電解液的制備方法通過對電解液配方的優(yōu)化，選擇合適的電解質(zhì)與溶劑相匹配，溶劑為多組分溶劑以及共熔點較低的溶劑，采用含有酰胺基團的有機物的添加劑能夠與電解液循環(huán)過程中產(chǎn)生的氫氟酸(hf)形成絡(luò)合物，從而減少對電池的傷害，而酰胺類本身結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定且不會對電池性能造成影響，提高鋰電池的低溫性能。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
本發(fā)明實施例公開了一種錳鐵鋰低溫電解液及其制備方法，具體如下：
s1、在充滿氬氣的手套箱中，手套箱中的水分＜10ppm、氧份＜10ppm、濕度小于1％，分別按按重量比分別取30％碳酸乙烯酯(ec)、70％碳酸甲乙酯(emc)，充分混合均勻，配置成電解液溶劑；
s2、分次加入總量為12％的電解質(zhì)鹽六氟磷酸鋰(lipf6)，攪拌10分鐘；
s3、加入添加劑，為碳酸亞乙烯酯(vc)，占總重量的3％；氟代碳酸乙烯酯(fec)占總重量的3％，再攪拌10分鐘；
s4、將配制好的電解液置入不銹鋼的鋼瓶中，即可得到本發(fā)明電解液。
實施例2
本發(fā)明實施例公開了一種錳鐵鋰低溫電解液及其制備方法，具體如下：
s1、在充滿氬氣的手套箱中，手套箱中的水分＜10ppm、氧份＜10ppm、濕度＜1％，分別按按重量比分別取70％碳酸甲乙酯(emc)、30％乙酸乙酯(ea)，充分混合均勻，配置成電解液溶劑；
s2、分次加入總量為12％的電解質(zhì)鹽六氟磷酸鋰(lipf6)，攪拌10分鐘；
s3、加入添加劑，為碳酸亞乙烯酯(vc)，占總重量的3％；氟代碳酸乙烯酯(fec)占總重量的3％，再攪拌10分鐘；
s4、將配制好的電解液置入不銹鋼的鋼瓶中，即可得到本發(fā)明電解液。
實施例3
本發(fā)明實施例公開了一種錳鐵鋰低溫電解液及其制備方法，具體如下：
s1、在充滿氬氣的手套箱中，手套箱中的水分＜10ppm、氧份＜10ppm、濕度＜1％，分別按按重量比分別取10％碳酸乙烯酯(ec)、70％碳酸甲乙酯(emc)、20％乙酸乙酯(ea)，充分混合均勻，配置成電解液溶劑；
s2、分次加入總量為12％的電解質(zhì)鹽六氟磷酸鋰(lipf6)，攪拌10分鐘；
s3、加入添加劑，為碳酸亞乙烯酯(vc)，占總重量的3％；氟代碳酸乙烯酯(fec)占總重量的3％，再攪拌10分鐘；
s4、將配制好的電解液置入不銹鋼的鋼瓶中，即可得到本發(fā)明電解液。
實施例4
本發(fā)明實施例公開了一種錳鐵鋰低溫電解液及其制備方法，具體如下：
s1、在充滿氬氣的手套箱中，手套箱中的水分＜10ppm、氧份＜10ppm、濕度＜1％，分別按按重量比分別取30％碳酸乙烯酯(ec)、70％碳酸甲乙酯(emc)，充分混合均勻，配置成電解液溶劑；
s2、分次加入總量為12％的電解質(zhì)鹽lipf6和2％的四氟硼酸鋰(libob)，攪拌10分鐘；
s3、加入添加劑，為碳酸亞乙烯酯(vc)，占總重量的3％；氟代碳酸乙烯酯(fec)占總重量的3％，再攪拌10分鐘；
s4、將配制好的電解液置入不銹鋼的鋼瓶中，即可得到本發(fā)明電解液。
實施例5
本發(fā)明實施例公開了一種錳鐵鋰低溫電解液及其制備方法，具體如下：
s1、在充滿氬氣的手套箱中，手套箱中的水分＜10ppm、氧份＜10ppm、濕度＜1％，分別按重量比分別取70％碳酸甲乙酯(emc)、30％乙酸乙酯(ea)，充分混合均勻，配置成電解液溶劑；
s2、分次加入總量為12％的電解質(zhì)鹽lipf6和2％的四氟硼酸鋰(libob)，攪拌10分鐘；
s3、加入添加劑，為碳酸亞乙烯酯(vc)，占總重量的3％；氟代碳酸乙烯酯(fec)占總重量的3％，再攪拌10分鐘；
s4、將配制好的電解液置入不銹鋼的鋼瓶中，即可得到本發(fā)明電解液。
實施例6
本發(fā)明實施例公開了一種錳鐵鋰低溫電解液及其制備方法，具體如下：
s1、在充滿氬氣的手套箱中，手套箱中的水分＜10ppm、氧份＜10ppm、濕度＜1％，分別按重量比分別取10％碳酸乙烯酯(ec)、70％碳酸甲乙酯(emc)、20％乙酸乙酯(ea)，充分混合均勻，配置成電解液溶劑；
s2、分次加入總量為12％的電解質(zhì)鹽lipf6和2％的四氟硼酸鋰(libob)，攪拌10分鐘；
s3、加入添加劑，為碳酸亞乙烯酯(vc)，占總重量的3％；氟代碳酸乙烯酯(fec)占總重量的3％，再攪拌10分鐘；
s4、將配制好的電解液置入不銹鋼的鋼瓶中，即可得到本發(fā)明電解液。
實施例7
本發(fā)明實施例公開了一種錳鐵鋰低溫電解液及其制備方法，具體如下：
s1、在充滿氬氣的手套箱中，手套箱中的水分＜10ppm、氧份＜10ppm、濕度＜1％，分別按重量比分別取30％碳酸乙烯酯(ec)、70％碳酸甲乙酯(emc)，充分混合均勻，配置成電解液溶劑；
s2、分次加入總量為12％的電解質(zhì)鹽lipf6和2％的四氟硼酸鋰(libob)，攪拌10分鐘；
s3、加入添加劑，為碳酸亞乙烯酯(vc)，占總重量的3％，氟代碳酸乙烯酯(fec)占總重量的3％，酰胺1％，再攪拌10分鐘；
s4、將配制好的電解液置入不銹鋼的鋼瓶中，即可得到本發(fā)明電解液。
實施例8
本發(fā)明實施例公開了一種錳鐵鋰低溫電解液及其制備方法，具體如下：
s1、在充滿氬氣的手套箱中，手套箱中的水分＜10ppm、氧份＜10ppm、濕度＜1％，分別按重量比分別取70％碳酸甲乙酯(emc)、30％乙酸乙酯(ea)，充分混合均勻，配置成電解液溶劑；
s2、分次加入總量為12％的電解質(zhì)鹽lipf6和2％的四氟硼酸鋰(libob)，攪拌10分鐘；
s3、為碳酸亞乙烯酯(vc)，占總重量的3％，氟代碳酸乙烯酯(fec)占總重量的3％，酰胺1％，再攪拌10分鐘；
s4、將配制好的電解液置入不銹鋼的鋼瓶中，即可得到本發(fā)明電解液。
實施例9
本發(fā)明實施例公開了一種錳鐵鋰低溫電解液及其制備方法，具體如下：
s1、在充滿氬氣的手套箱中，手套箱中的水分＜10ppm、氧份＜10ppm、濕度＜1％，分別按重量比分別取10％碳酸乙烯酯(ec)、70％碳酸甲乙酯(emc)、20％乙酸乙酯(ea)，充分混合均勻，配置成電解液溶劑；
s2、分次加入總量為12％的電解質(zhì)鹽lipf6和2％的四氟硼酸鋰(libob)，攪拌10分鐘；
s3、為碳酸亞乙烯酯(vc)，占總重量的3％，氟代碳酸乙烯酯(fec)占總重量的3％，酰胺1％，再攪拌10分鐘；
s4、將配制好的電解液置入不銹鋼的鋼瓶中，即可得到本發(fā)明電解液。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明低溫電解液的制備方法通過對電解液配方的優(yōu)化，選擇合適的電解質(zhì)與溶劑相匹配，溶劑為多組分溶劑以及共熔點較低的溶劑，采用含有酰胺基團的有機物的添加劑能夠與電解液循環(huán)過程中產(chǎn)生的氫氟酸(hf)形成絡(luò)合物，從而減少對電池的傷害，而酰胺類本身結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定且不會對電池性能造成影響，提高鋰電池的低溫性能。
以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。