(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 202111541289.4 (22)申请日 2021.12.16 (71)申请人 华南师大 （清远） 科技创新研究院有 限公司 地址 511520 广东省清远市高新区创兴大 道18号天安智谷科技产业园总部楼 F03 (72)发明人 何圣功　侯贤华　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 代理人 刘瑜 (51)Int.Cl. H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/0566(2010.01) H01M 10/058(2010.01) (54)发明名称 一种高能量密度的双电解液锂离子电池及 其制备方法与应用 (57)摘要 本发明公开了一种高能量密度的双电解液 锂离子电池及其制备方法与应用。 该双电解液锂 离子电池包括正极、 正极反应室、 隔膜、 负极和负 极反应室； 所述的正极反应室上方设有正极电解 液通道， 负极反应室上方设有负极电解液通道； 所述的正极与正极电解液接触， 负极与负极电解 液接触； 所述的正极电解液与 负极电解液之间通 过隔膜隔开； 所述的正极电解液为全氟基电解 液、 砜基电解液和离子液体电解液中的一种； 所 述的负极电解液为醚基电解液、 氟醚基电解液和 局部高浓醚基电解液中的一种。 本发 明结合正极 电解液和负极电解液的优势， 弥补传统单一电解 液的功能缺陷， 同时改善了锂离子电池的循环寿 命， 使其循环性能显著提升 。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 114188599 A 2022.03.15 CN 114188599 A 1.一种高能量密度的双电解液锂离子电池， 其特征在于： 包括正极、 正极反应室、 隔膜、 负极和负极反应室； 所述的正极反应室上 方设有正极电解液通道， 负极反应室上 方设有负极电解液通道； 所述的正极与正极电解液接触， 负极与负极电解液接触； 所述的正极电解液与负极电解液之间通过隔膜隔开； 所述的正极电解液为全氟基电解液、 砜基电解液和离 子液体电解液中的一种； 所述的负极电解液为 醚基电解液、 氟醚基电解液和 局部高浓醚基电解液中的一种。 2.根据权利要求1所述的高能量密度的双电解液锂离 子电池， 其特 征在于： 所述的全氟基电解液中的锂盐为六氟磷酸锂， 双(氟磺酰)亚胺锂和双(三氟甲基磺酰 基)酰亚胺锂中的一种或几种； 有机溶剂为氟代 碳酸甲乙酯、 氟代 碳酸乙烯酯和氢氟醚中的 一种或几种； 所述的砜基电解液中的锂盐为六氟磷酸锂， 双(氟磺酰)亚胺锂和双(三氟甲基磺酰基) 酰亚胺锂中的一种或几种； 有机溶剂为β ‑氟化砜； 所述的离子液体电解液中的锂盐为六氟磷酸锂， 双(氟磺酰)亚胺锂和双(三氟甲基磺 酰基)酰亚胺锂中的一种或几种； 有机溶剂为1 ‑甲基‑1‑丙基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺 盐； 所述的醚基电解液中的锂盐为六氟磷酸锂， 双(氟磺酰)亚胺锂和双(三氟甲基磺酰基) 酰亚胺锂中的一种或几种； 有机溶剂为乙二醇二甲醚、 氟代碳酸乙烯酯和氢氟醚中的一种 或几种； 所述的氟醚基电解液中的锂盐为六氟磷酸锂， 双(氟磺酰)亚胺锂和双(三氟甲基磺酰 基)酰亚胺锂中的一种或几种； 有机溶剂为四氢呋喃和二甲基四氢呋喃 中的一种或两种； 所述的局部高浓醚基电解液中的锂盐为六氟磷酸锂， 双(氟磺酰)亚胺锂和双(三氟甲 基磺酰基)酰 亚胺锂中的一种或几种； 有机溶剂为乙二醇二甲醚和氢氟醚中的一种或两种。 3.根据权利要求2所述的高能量密度的双电解液锂离 子电池， 其特 征在于： 所述的全氟基电解液中的锂盐为双(氟磺酰)亚胺锂； 有机溶剂为由氟代碳酸甲乙酯、 氟代碳酸乙烯酯和氢氟醚中按质量比2:2:6混合得到的有机溶剂； 所述的砜基电解液中的锂盐为六氟磷酸锂； 有机溶剂为β ‑氟化砜； 所述的离子液体电解液中的锂盐为双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锂； 有机溶剂为1 ‑甲 基‑1‑丙基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺盐； 所述的醚基电解液中的锂盐为双(氟磺酰)亚胺锂； 有机溶剂为由乙二醇二甲醚、 氟代 碳酸乙烯酯和氢氟醚按质量比2:2:6混合得到的有机溶剂； 所述的氟醚基电解液中的锂盐为六氟磷酸锂； 有机溶剂为 四氢呋喃和二甲基四氢呋喃 按体积比1:1混合得到的有机溶剂； 所述的局部高浓醚基电解液中的锂盐为双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锂； 有机溶剂为乙 二醇二甲醚和氢氟醚按体积比1:3混合得到的有机溶剂。 4.根据权利要求3所述的高能量密度的双电解液锂离 子电池， 其特 征在于： 所述的正极电解液的浓度为质量百分比14％～ 28％； 所述的负极电解液的浓度为质量百分比14％～ 28％。 5.根据权利要求1所述的高能量密度的双电解液锂离 子电池， 其特 征在于：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114188599 A 2所述的全氟基电解液的浓度为质量百分比14％； 所述的砜基电解液的浓度为质量百分比28％； 所述的离 子液体电解液的浓度为质量百分比14％； 所述的醚基电解液的浓度为质量百分比14％； 所述的氟醚基电解液的浓度为质量百分比28％； 所述的局部高浓醚基电解液的浓度为质量百分比14％。 6.根据权利要求1所述的高能量密度的双电解液锂离 子电池， 其特 征在于： 所述的正极为高容量高电压插层阴极， 通过如下方法制备得到： 将阴极活性材料 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、 乙炔黑和聚偏氟乙烯按质量比95： 2： 3混合均匀， 然后加入N ‑甲基吡咯 烷酮作为溶剂调成浆料， 再将其均分涂布到铝箔上， 经真空干燥、 辊压、 切片， 得到高容量高 电压插层阴极， 作为所述双电解液锂离 子电池的正极。 7.根据权利要求1所述的高能量密度的双电解液锂离 子电池， 其特 征在于： 所述的负极为 高容量低电压硅基阳极， 通过如 下方法制备得到： 将负极活性材料Si/C ‑ 650、 乙炔黑、 粘结剂丁苯橡胶和羧甲基纤维素按质量比95： 1： 2： 2的质量比均匀混合， 然后 加入去离子水作为溶剂调成浆料， 再将其均分涂布到铝箔上， 经真空干燥、 辊压、 切片， 得到 高容量低电压阳极， 作为所述双电解液锂离 子电池的负极。 8.根据权利要求1所述的高能量密度的双电解液锂离 子电池， 其特 征在于： 所述的隔膜与正极电解液及负极电解液接触的两端设置有隔膜保护层； 所述的隔膜为全氟磺酸质子交换膜， 为 通过如下 方法制备 得到： 将全氟磺酸质子交换膜放入去离子水中煮沸3～5小时进行预处理， 然后转移到浓度为 体积百分比5％的过氧化氢水溶液中， 60℃处理3～5小 时， 再将其放入稀硫酸溶液中煮沸2 小时， 用沸腾的去离子水清洗干净； 随后将清洗后的全氟磺酸质子交换膜在LiOH溶液中煮 沸2小时， 清洗， 干燥， 冲压成隔膜， 得到锂化全氟磺酸质子交换膜； 所述的稀 硫酸溶液的浓度为5mo l/L； 所述的LiOH溶液的浓度为1mo l/L； 所述的LiOH溶液通过如 下方法配制得到： 将LiOH加入到由乙醇和去离子水按体积比1： 2混合得到的溶 液中， 配制得到L iOH溶液； 所述的干燥的条件为： 80℃下真空干燥5天以上。 9.权利要求1～8任一项所述的高能量密度的双电解液锂离子电池的制备方法， 其特征 在于， 包括如下步骤： 先配制正极电解液和负极电解液， 然后按锂离子电池的组装顺序组装 得到双电解液锂离 子电池。 10.权利要求1～8任一项所述的高能量密度的双电解液锂离子电池在锂离子电池领域 中的应用。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114188599 A 3