本发明涉及锂离子电池,尤其涉及三氟甲基苯硫醚衍生物在锂离子电池电解液及废旧锂离子电池容量恢复中的应用。
背景技术:
1、随着世界范围内对环保的重视,锂离子电池作为重要的清洁能源在电力行业和汽车动力行业的地位也日益升高,目前,锂离子电池广泛应用于电网及风光电的储能,家用、工商业用备用电源和两轮、三轮及汽车的动力提供。
2、目前,无论是在储能方面还是在车用动力方面,在电池能量密度较为稳定的情况下,提高锂离子电池的循环性能是降低锂离子电池使用成本和提升用户满意度的根本。锂离子电池主要由壳体、正负极片、隔膜和电解液组成,现有文献和专利已经公开了如何从正极材料、负极材料及电解液方向改善锂离子电池循环性能的方法。
3、在电解液方向,通过在电解液中加入添加剂,可有效减缓锂离子电池放电容量的衰减速率,提升锂离子电池的循环性能,但目前的添加剂对锂离子电池的循环性能提升有限,在70次左右的循环之后,电池的放电容量从100%下降到了98.5%左右;在几千次的循环之后,电池的放电容量会大幅下降,将被视为废旧电池,从而无法继续使用。
4、如何有效减缓锂离子电池放电容量的衰减速率,提升锂离子电池的循环性能,进而进一步降低锂离子电池的使用成本是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、基于此,亟需提供一种能够改善锂离子电池电解液性能的添加剂,来延缓锂离子电池放电衰减速率、提高锂离子电池的循环性能;也亟需提供一种能恢复废旧电池放电容量的电解液添加剂,使废旧电池再次被利用。
2、本发明的目的之一是提供三氟甲基苯硫醚衍生物在锂离子电池电解液中的应用,其中三氟甲基苯硫醚衍生物的结构通式如下:
3、
4、其中,r1、r2、r3、r4、r5为h,f,cl,cn,c1~c15的烷基,c1~c15的烷氧基或c2~c15的烯氧基,n等于1或0。
5、进一步的,其中r2、r3、r4、r5为h,r1为ch3。
6、进一步的,锂离子电池化成后,加入三氟甲基苯硫醚衍生物。
7、进一步的,三氟甲基苯硫醚衍生物先在锂离子电池外部与电解液混合,再加入锂离子电池电解液中。
8、进一步的,三氟甲基苯硫醚衍生物直接加入锂离子电池电解液中。
9、本发明的另一个目的是提供三氟甲基苯硫醚衍生物在废旧锂离子电池容量修复中的应用,其中三氟甲基苯硫醚衍生物的结构通式如下:
10、
11、其中,r1、r2、r3、r4、r5为h,f,cl,cn,c1~c15的烷基,c1~c15的烷氧基或c2~c15的烯氧基,n等于1或0。
12、进一步的,其中r2、r3、r4、r5为h,r1为ch3。
13、进一步的,三氟甲基苯硫醚衍生物先在废旧锂离子电池外部与电解液混合,再加入废旧锂离子电池电解液中。
14、进一步的,三氟甲基苯硫醚衍生物直接加入废旧锂离子电池电解液中。
15、本发明中的废旧锂离子电池指的是放电容量下降到额定容量80%以下的锂离子电池。
16、本发明具有如下的优点及效果:
17、本发明通过在锂离子电池的电解液中添加三氟甲基苯硫醚衍生物,此类化合物能有效“捕捉”正极材料在充放电时产生的氧化活性物质,吸附一些有害活性物质,会使得锂离子电池的放电容量下降速率减缓,有效提高电池的循环性能,降低了锂离子电池的使用成本。
18、本发明通过在废旧锂离子电池(放电容量小于标称容量的80%)的电解液中添加三氟甲基苯硫醚衍生物,此类化合物产生的苯硫酚阴离子通过在溶液中形成加合物s-苯基硫代碳酸酯(spc–)而充当co2捕获剂,溶液介导的途径促进了循环过程中碳酸锂和无定形碳的可逆形成和分解。实现了废旧锂离子电池放电容量的有效恢复,进一步地,经修复后的锂离子电池,其放电容量的下降速率较之恢复前减缓,从而有效提高锂离子电池的放电容量衰减率,降低了锂离子电池的使用成本,使得废旧电池再次被利用,经济环保。
1.三氟甲基苯硫醚衍生物在锂离子电池电解液中的应用,其中三氟甲基苯硫醚衍生物的结构通式如下:
2.根据权利要求1所述的三氟甲基苯硫醚衍生物在锂离子电池电解液中的应用,其特征在于:其中r2、r3、r4、r5为h,r1为ch3,n等于0。
3.根据权利要求1所述的三氟甲基苯硫醚衍生物在锂离子电池电解液中的应用,其特征在于:其中r2、r3、r4、r5为h,r1为-ch2-ch2-ch3,n等于1。
4.根据权利要求1至3任一所述的三氟甲基苯硫醚衍生物在锂离子电池电解液中的应用,其特征在于:锂离子电池化成后,加入三氟甲基苯硫醚衍生物。
5.根据权利要求1至3任一所述的三氟甲基苯硫醚衍生物在锂离子电池电解液中的应用,其特征在于:三氟甲基苯硫醚衍生物先在锂离子电池外部与电解液混合,再加入锂离子电池电解液中。
6.根据权利要求1至3任一所述的三氟甲基苯硫醚衍生物在锂离子电池电解液中的应用,其特征在于:三氟甲基苯硫醚衍生物直接加入锂离子电池电解液中。
7.三氟甲基苯硫醚衍生物在废旧锂离子电池容量修复中的应用,其中三氟甲基苯硫醚衍生物的结构通式如下:
8.根据权利要求7所述的三氟甲基苯硫醚衍生物在废旧锂离子电池容量修复中的应用,其特征在于:其中r2、r3、r4、r5为h,r1为ch3。
9.根据权利要求7所述的三氟甲基苯硫醚衍生物在锂离子电池电解液中的应用,其特征在于:其中r2、r3、r4、r5为h,r1为-ch2-ch2-ch3,n等于1。
10.根据权利要求7至9任一所述的三氟甲基苯硫醚衍生物在废旧锂离子电池容量修复中的应用,其特征在于:所述三氟甲基苯硫醚衍生物先在废旧锂离子电池外部与电解液混合,再加入废旧锂离子电池电解液中;或,所述三氟甲基苯硫醚衍生物直接加入废旧锂离子电池电解液中。
