[發明專利]鋰二次電池及其電解液

有效

• 申請號: 201310066997.6
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103178297A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 魏增福;劉世念;鐘國彬;蘇偉
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 萬志香;曾旻輝

技術領域

本發明涉及一種鋰二次電池及其電解液，特別是涉及一種含有質子型離子液體電解質的鋰二次電池及其電解液。

背景技術

在能源與環境備受關注的今天，儲能電池有著極大的發展優勢。鋰電池是儲能電池中的一種理想的選擇，它誕生于20世紀90年代，是一種高能綠色電池，具有很多優勢，如高電壓、高比能量、工作溫度寬、壽命長、自放電率低、無記憶效應等。鋰電池在軍事及民用小型電器中已經得到廣泛應用，如手機、相機、筆記本電腦等，并且逐步應用到潛艇、航天及電動車等領域。但仍有許多關鍵問題需要解決，才能更廣泛的應用，如要保證其高的安全性、環境的友好性、同時需要提高其性能、降低成本等。

鋰電池中電解液使用不當，可能會帶來環境問題，因而尋求一種新的環境友好型的電解液勢在必行。而近年來出現的一類新型液態離子化合物—離子液體，基本符合美國科學家阿那斯塔斯曾提出的“綠色化學”的原則。離子液體(Ionic?liquids簡稱ILs)，故名思義是指在室溫下亦是液體狀態的熔融鹽，也稱有機鹽液體，非水離子液體等。一般離子化合物在室溫下都是固態，而離子液體由于其陰、陽離子的體積大，并且不對稱，所以空間位阻較大，因此陰、陽離子不能依靠靜電力使它們內部微觀結構緊密堆積，減小了離子間作用力，降低了晶格能，使得熔沸點下降，所以離子液體能在室溫下呈液體狀態。離子液體具備其他化學物質所不能比擬的一些優點，其具有較寬的電化學窗口，幾乎沒有蒸氣壓，較寬熱穩定溫度范圍，化學穩定性高等。由于具有以上優勢，離子液體作為電解液的研究逐步成為研究熱點。

離子液體是由陰，陽離子構成的一種離子化合物，不含中性分子。按構成離子液體的陽離子分類，主要有以下：季銨鹽類、季磷鹽類、咪唑鹽類、吡咯烷類、哌啶類，陰離子主要有AlCl4-、BF4-、PF6-、CF3SO3-、(CF3SO3)2N-五種離子，但這些離子液體的粘度都很大，使其在鋰離子電池中的應用受到限制。近期，質子型離子液體由于其在室溫接近于水，具有較低粘度而備受關注。

發明內容

基于此，有必要針對離子液體電解液粘度大的問題，提供一種電解液中含質子型離子液體的鋰二次電池及其電解液。

解決上述技術問題的具體技術方案如下：

一種鋰二次電池的電解液，所述電解液含有鋰鹽和質子型離子液體或鋰鹽、質子型離子液體和有機溶劑；所述鋰鹽的添加量為：每千克質子型離子液體中添加0.1-2mol；所述質子型離子液體與有機溶劑的質量比為1:0-1；

所述的質子型離子液體由陽離子結構和陰離子結構構成，具體如下：

其中：

R₁，R₂，R₃各自選自C_nH_2n+1、C_mH_2m+1OH或C_pH_2p+1CN，其中，1≤n≤16，1≤m≤16，1≤p≤16；

R₄為C_qH_2q+1，其中，q為2或3。

在其中一些實施例中，所述質子型離子液體中R₁，R₂，R₃各自選自C_nH_2n+1、C_mH_2m+1OH或C_pH_2p+1CN，其中，1≤n≤3，1≤m≤3，1≤p≤3；R₄為乙基。

在其中一些實施例中，所述質子型離子液體中R₁，R₂，R₃各自選自C_nH_2n+1、C_mH_2m+1OH或C_pH_2p+1CN，其中，1≤n≤2，1≤m≤2，1≤p≤2；R₄為乙基。

在其中一些實施例中，所述質子型離子液體與有機溶劑的質量比為1:0-0.7。

在其中一些實施例中，所述鋰鹽的添加量為：每千克質子型離子液體中添加0.6-1mol。

在其中一些實施例中，所述鋰鹽的添加量為：每千克質子型離子液體中添加0.7-0.8mol。