(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111527537.X (22)申请日 2021.12.14 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 何伟东　刘继鹏　韩杰才　刘远鹏　 杨春晖　董运发　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权 代理有限公司 2321 1 代理人 王芳 (51)Int.Cl. H01M 10/0569(2010.01) H01M 10/0568(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种-70℃锂离子电池低温电解液及其制备 方法 (57)摘要 本发明公开了一种 ‑70℃锂离子电池低温电 解液及其制备方法， 属于锂离子电池电解液技术 领域。 本发 明以宽温区锂盐二氟草酸硼酸锂作为 锂离子供体， 添加抗高压氧化性、 利于负极成膜 剂的氟代碳酸乙烯酯和与锂离子形成有效配位 的亚硫酸二甲酯助溶剂， 结合具有高吸附性能的 甲酸异丁酯助溶剂， 获得具有低凝固点、 粘度低 和高锂离子电导率的低温电解液， 有效改善对锂 离子在低温下的传输和扩散， 构筑稳定的SEI界 面， 抑制锂枝晶的形成， 进而使得低温电解液在 ‑ 70℃下稳定安全运行。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 114335735 A 2022.04.12 CN 114335735 A 1.一种‑70℃锂离子电池低温电解液， 其特征在于， 包括锂盐和溶剂， 所述的溶剂包括 的氟代碳 酸乙烯酯、 亚硫酸 二甲酯和甲酸异丁酯。 2.根据权利要求1所述的一种 ‑70℃锂离子电池低温电解液， 其特征在于， 所述的锂盐 为二氟草酸硼酸锂。 3.根据权利要求2所述的一种 ‑70℃锂离子电池低温电解液， 其特征在于， 所述的二氟 草酸硼酸锂的分子量为143.77， 所述的氟代碳酸乙烯酯的分子量为106.05， 所述的亚硫酸 二甲酯的分子量为110.13， 所述的甲酸异丁酯的分子量为102.13， 密度为0.89g/cm3， 粘度 为0.68×10‑3mPa·s， 熔点为‑95.8℃。 4.根据权利要求1或2所述的一种 ‑70℃锂离子电池低温电解液， 其特征在于， 所述的锂 盐在低温电解液中的浓度为0.1mo l/L～1mo l/L。 5.根据权利要求1所述的一种 ‑70℃锂离子电池低温电解液， 其特征在于， 所述的溶剂 中氟代碳酸乙烯酯的体积百分比为10％～30％， 亚硫酸二甲酯的体积百分比为20％～ 60％， 甲酸异丁酯的体积百分比为10％～70％。 6.一种权利要求1所述的 ‑70℃锂离子电池低温电解液的制备方法， 其特征在于， 该方 法包括以下步骤： 步骤1， 将锂盐在手套箱真空过渡舱内进行烘干处 理， 水分含量低于10 0ppm； 步骤2， 预处理 分子筛， 将预处理后的 分子筛和经过步骤1烘干处理后的锂盐转移 至箱体内， 备用； 步骤3， 在手套箱中， 采用预处理后的 分子筛浸泡干燥处理氟代碳酸乙烯酯、 亚硫酸 二甲酯和甲酸异丁酯， 使氟代碳酸乙烯酯、 亚硫酸二甲酯和甲酸异丁酯的水分含量均低于 50ppm； 步骤4， 将锂盐转移至手套箱中， 并按照配比依次加入氟代碳酸乙烯酯、 亚硫酸二甲酯 和甲酸异丁酯， 搅拌均匀， 获得低温电解液。 7.根据权利要求6所述的 ‑70℃锂离子电池低温电解液的制备方法， 其特征在于， 所述 的步骤1中烘干处 理条件为： 70℃～ 90℃烘干处 理3d～5d。 8.根据权利要求6所述的 ‑70℃锂离子电池低温电解液的制备方法， 其特征在于， 所述 的步骤2中预处理 分子筛的具体操作过程为： 将 分子筛用无水乙醇清洗3～5次， 然后 在80℃～100℃烘箱烘干12h～24h， 最后在空气气氛下， 煅烧2h～4h， 降至室温后转入手套 箱中备用。 9.根据权利要求8所述的 ‑70℃锂离子电池低温电解液的制备方法， 其特征在于， 所述 煅烧温度为3 50℃～500℃。 10.根据权利要求6所述的 ‑70℃锂离子电池低温电解液的制备方法， 其特征在于， 所述 的步骤4中搅拌时间为12h～ 24h， 搅拌温度为25℃～3 5℃。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114335735 A 2一种‑70℃锂离子电池低温电解液及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及一种 ‑70℃锂离子电池低温电解液及其制备方法， 属于锂离子电池电 解液技术领域。 背景技术 [0002]锂离子电池作为新一代高能电源， 被广泛用于军工、 电子设备、 电动工具、 电动汽 车等各个领域。 然而， 锂离子电池的实际应用受到安全问题的困扰， 以及在零下温度下灾难 性的容量衰减。 碳酸酯类电解液的商用锂离子电池的操作温度通常限制在 ‑20℃～50℃， 这 是由于在该温度范围之外会发生不可控的副反应， 可能导致严重的能量损失。 与碳酸酯电 解液不同， 醚基电解液 由于熔点较低而表现出更好的低温性能， 并由于形成了良好的固体 电解质界面而与锂金属阳极兼容， 然而， 醚基电解液的低氧化稳定性(低于4.0V  vs.Li+/ Li)阻碍了在钴酸锂和三元 材料等高压阴极上的应用。 [0003]现有技术一直在致力于改进电解液结构， 或应用外置条件使其在低温下具有高能 量密度的锂离子电池。 在改进电解液结构方面， 锂离子电池在 ‑70℃环境下工作是通过使用 乙酸乙酯(EA)溶剂， 但电池电压受限于～2V。 对于利用外置条件方面， 如自加热、 表面加热 和压力保护也是比较成功的方法。 如基于液化气体的氟代甲烷电解液使锂离子电池在 ‑60 ℃(充放电区间3.5V～4.1V)保持了60％的室温能力。 然而， 这将牺牲电池的能量密度、 功率 密度和安全性， 因为锂电池将要承受几千帕的高压力、 电解液低氧化性缺陷和SEI不稳定 性。 [0004]因此， 提供一种低温电解液改善低温锂离子在固态电解质界面(SEI)的锂离子电 导率和扩散系数 是十分必要的。 发明内容 [0005]本发明为了解决现有技术中存在的上述问题， 提供一种 ‑70℃锂离子电池低温电 解液及其制备 方法。 [0006]本发明的技 术方案： [0007]一种‑70℃锂离子电池低温电解液， 该电解液包括锂盐和溶剂， 所述的溶剂包括的 氟代碳酸乙烯酯、 亚硫酸 二甲酯和甲酸异丁酯。 [0008]进一步限定， 锂盐为 二氟草酸硼酸锂。 [0009]更进一步限定， 二氟草 酸硼酸锂的分子量 为143.77。 [0010]进一步限定， 氟代碳 酸乙烯酯的分子量 为106.05。 [0011]进一步限定， 亚硫酸 二甲酯的分子量 为110.13。 [0012]进一步限定， 甲酸异丁酯的分子量为102.13， 密度为0.89g/cm3， 粘度为0.68 ×10‑ 3mPa·s， 熔点为‑95.8℃。 [0013]进一步限定， 锂盐在低温电解液中的浓度为0.1mo l/L～1mo l/L。 [0014]进一步限定， 溶剂中氟代碳酸乙烯酯的体积百分比为10％～30％， 亚硫酸二甲酯说　明　书 1/5 页 3 CN 114335735 A 3