[發明專利]電解液及電化學電池

有效

• 申請號: 201710546214.2
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107293793B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 何向明;王莉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 王賽

本發明提供一種電解液，包括電解質鹽、第一溶劑以及第二溶劑，所述第一溶劑能夠溶解所述電解質鹽且能夠使所述電解質鹽的陽離子和陰離子中的至少一種溶劑化形成溶劑化離子，所述第一溶劑與所述溶劑化離子的理論最大配位數為N，所述第一溶劑與所述溶劑化離子的摩爾比小于或等于N:1；所述第二溶劑能夠與所述第一溶劑互溶，且在所述電解液的使用條件下對于所述電解質鹽的溶解度小于0.01g。本發明還提供一種電化學電池。

技術領域

本發明涉及電池領域，特別涉及電解液以及應用電解液的電化學電池，尤其是鋰離子電池。

背景技術

隨著便攜式電子產品的快速發展和普遍化，電化學電池，尤其是鋰離子電池的市場需求與日俱增。與傳統二次電池相比，鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、無記憶效應和環境污染小等優點。作為鋰離子電池的重要組成部分，電解液對于鋰離子電池的電化學性能具有至關重要的影響。

電解液包括溶劑以及溶解在溶劑中的電解質鹽。一種合適的電解液需要滿足在電池的工作電壓范圍能夠穩定存在，通常將電解液電化學穩定的電壓范圍稱為電化學窗口。為了與高電壓正極材料配合，研究者不斷研究拓寬電解液電化學窗口的方法。然而另一方面，電解液還需要具有較高的離子電導率及較低的粘度。

發明內容

基于此，為使電解液同時具有較寬的電化學窗口及較高的離子電導率，有必要提供一種新型電解液及應用該電解液的電化學電池。

一種電解液，包括：

電解質鹽；

第一溶劑，所述第一溶劑能夠溶解所述電解質鹽且能夠使所述電解質鹽的陽離子和陰離子中的至少一種溶劑化形成溶劑化離子，所述第一溶劑與所述溶劑化離子的理論最大配位數為N，所述第一溶劑與所述溶劑化離子的摩爾比小于或等于N:1；以及

第二溶劑，所述第二溶劑能夠與所述第一溶劑互溶，且在所述電解液的使用條件下對于所述電解質鹽的溶解度小于0.01g。

在其中的一實施例中，所述電解質鹽在所述電解液中的濃度小于或等于2mol/L。

在其中的一實施例中，所述第二溶劑與所述第一溶劑的體積比大于或等于1:1。

在其中的一實施例中，所述第二溶劑在電池工作的電化學窗口內穩定。

在其中的一實施例中，所述第二溶劑為非水有機溶劑。

一種電解液，包括：

鋰鹽；

第一溶劑，所述第一溶劑能夠溶解所述鋰鹽且能夠使鋰離子溶劑化，所述第一溶劑與所述鋰離子的理論最大配位數為N，所述第一溶劑與所述鋰離子的摩爾比小于或等于N:1；以及

第二溶劑，所述第二溶劑能夠與所述第一溶劑互溶，且在所述鋰鹽的使用條件下對于所述鋰鹽的溶解度小于0.01g。

在其中的一實施例中，所述第一溶劑與所述鋰離子的摩爾比小于或等于4:1。

在其中的一實施例中，所述第一溶劑與鋰離子的摩爾比為1:1至4:1。

在其中的一實施例中，所述鋰鹽為LiPF₆，所述第一溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丁烯酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯、碳酸二丙酯、亞硫酸二甲酯、碳酸亞乙烯酯、一氟代碳酸乙烯酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸甲酯、丙酸乙酯及丙酸甲酯、1,3-二氧戊環、二甲醚、三乙二醇單甲醚、二甲基亞砜、環丁砜及四氫呋喃中的一種或幾種的組合；所述第二溶劑選自多氟取代的環狀碳酸酯、多氟取代鏈狀碳酸酯、多氟取代環狀醚類、多氟取代鏈狀醚類、多氟取代砜類、寡聚磷腈或其衍生物及含乙氧基支鏈的支化大分子中的一種或多種，所述多氟取代指以3個以上的氟原子取代氫原子。