用于锂金属电池的电解质、锂金属电池及其回收方法与流程

    技术2025-04-02  6


    本申请涉及电解质,尤其涉及一种用于锂金属电池的电解质、锂金属电池及其回收方法。


    背景技术:

    1、随着便携式电子设备、电动力汽车以及大规模储能市场的不断发展,对锂金属电池的需求也持续增长。目前,锂金属电池的锂金属负极容易与电解液反应,导致锂金属电池的电解液的稳定性较差。


    技术实现思路

    1、本申请提供一种用于锂金属电池的电解质、锂金属电池及其回收方法,以提高电解质在锂金属电池循环中的稳定性。

    2、第一方面,本申请提供一种用于锂金属电池的电解质。所述锂金属电池包括正极和负极。所述电解质设置于所述正极与所述负极之间。所述负极包括锂金属材料或者锂合金材料。所述电解质包括锂盐和添加剂。所述添加剂包括氯代碳酸乙烯酯。

    3、第二方面,本申请还提供一种锂金属电池,所述锂金属电池包括正极、负极以及上述电解质,上述电解质设置于正极与负极之间。负极包括锂金属材料或者锂合金材料。

    4、第三方面,本申请还提供一种锂金属电池的回收方法。所述锂金属电池包括正极、负极以及设置于正极和负极之间的电解质。所述正极包括正极活性材料。所述负极包括锂金属材料或者锂合金材料。所述方法包括:

    5、分离出所述锂金属电池的正极活性材料;

    6、将所述正极活性材料与包含氯代碳酸乙烯酯的添加剂进行混合,得到混合物;以及

    7、将所述混合物加热直至所述正极活性材料分解得到目标分解物。

    8、在本申请的一些实施例的电解质以及锂金属电池中,在电解质中添加氯代碳酸乙烯酯,负极的锂金属优先与氯代碳酸乙烯酯反应,改善电解质中的本征电解液与金属锂反应导致消耗本征电解液的问题,进而提高电解质的稳定性和锂金属电池的循环性能。

    9、在本申请的一些实施例的锂金属电池的回收方法中,氯代碳酸乙烯酯作为正极活性材料分解时的添加剂,降低正极活性材料分解得到目标分解物所需的温度,降低回收正极活性材料所需的功耗。



    技术特征:

    1.一种用于锂金属电池的电解质,其特征在于,所述锂金属电池包括正极和负极,所述电解质设置于所述正极与所述负极之间,所述负极包括锂金属材料或者锂合金材料,所述电解质包括:

    2.根据权利要求1所述的电解质,其特征在于,氯代碳酸乙烯酯与所述有机溶剂的摩尔比值小于或等于0.22。

    3.根据权利要求2所述的电解质,其特征在于,氯代碳酸乙烯酯与所述有机溶剂的摩尔比值大于或等于0.007。

    4.根据权利要求1所述的电解质,其特征在于,所述醚类溶剂与所述氟代醚类稀释剂的摩尔比为(1.2~1.6):(2.8~4.0)。

    5.根据权利要求1所述的电解质,其特征在于,所述醚类溶剂选自乙二醇二甲醚(dme)、乙二醇甲乙醚(eme)、二乙二醇二甲醚(g2)、三乙二醇二甲醚(g3)、四乙二醇二甲醚(g4)、乙二醇二乙醚(dee)、二乙二醇甲乙醚(dgeme)、1,3-二氧戊环(dol)、1,3-二氧六环(1,3-dx)、1,4-二氧六环(1,4-dx)、2-甲基-1,4-二氧六环(2-me-1,4-dx)、四氢呋喃(thf)、2-甲基四氢呋喃(2-me-thf)以及四氢吡喃(thp)中的至少一种;和/或,

    6.根据权利要求1所述的电解质,其特征在于,所述电解质还包括聚合物,所述聚合物由聚合单体在聚合引发剂的作用下通过聚合反应得到,所述聚合单体包括丙烯酰胺类单体和丙烯酸酯类单体中的至少一种。

    7.根据权利要求6所述的电解质,其特征在于,在所述电解质中,所述聚合物的质量百分比为2.5%~5%。

    8.根据权利要求1-7任一项所述的电解质,其特征在于,所述锂盐选自双(三氟甲基磺酰)氨基锂、双氟甲磺酸锂盐、高氯酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰胺基锂以及六氟磷酸锂中的至少一种。

    9.一种锂金属电池,其特征在于,包括:

    10.一种锂金属电池的回收方法,其特征在于,所述锂金属电池包括正极、负极以及设置于正极和负极之间的电解质,所述正极包括正极活性材料,负极包括锂金属材料或者锂合金材料,所述方法包括:

    11.根据权利要求10所述的锂金属电池的回收方法,其特征在于,所述方法还包括:

    12.根据权利要求10所述的锂金属电池的回收方法,其特征在于,所述正极活性材料包括镍钴锰锂酸材料;和/或,

    13.根据权利要求10所述锂金属电池的回收方法,其特征在于,所述将所述锂金属电池的所述正极活性材料与氯代碳酸乙烯酯进行混合,包括:

    14.根据权利要求10所述锂金属电池的回收方法,其特征在于,所述将所述混合物加热直至所述正极活性材料分解得到目标分解物,包括:将所述混合物加热至大于或等于500℃且小于800℃,优选500℃~650℃,得到所述目标分解物。


    技术总结
    本申请公开了一种用于锂金属电池的电解质、锂金属电池以及其回收方法。锂金属电池包括正极和负极。电解质设置于正极与负极之间。负极包括锂金属材料或者锂合金材料。电解质包括锂盐以及添加剂。添加剂包括氯代碳酸乙烯酯。如此,负极的锂金属优先与氯代碳酸乙烯酯反应,改善电解质中的本征电解液与锂金属反应导致消耗本征电解液的问题,进而提高电解质在锂金属电池中的稳定性。并且,在锂金属电池的回收过程中,利用氯代碳酸乙烯酯降低锂金属电池的正极活性材料分解得到目标分解物所需的温度,降低回收正极活性材料所需的功耗。

    技术研发人员:陈霖,代金川
    受保护的技术使用者:欣界能源科技(江苏)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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