[發明專利]一種鋰電池電解液及鋰電池

在審

• 申請號: 201710649970.8
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107464953A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 張存良;柳彥梅;侯中原;朱凱;屈寬生;吉文哲;梁娜;軒敏強;劉金超;蔡紹康
• 申請（專利權）人: 商丘職業技術學院;商丘醫學高等?？茖W校
• 主分類號: H01M10/0566
• 分類號: H01M10/0566;H01M10/0568;H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 齊海迪

技術領域

本發明涉及能源領域，具體而言，涉及一種鋰電池電解液及鋰電池。

背景技術

鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料，石墨為負極材料，使用非水電解質的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時，M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高，所以，鋰金屬電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展，現在鋰離子電池已經成為了主流。而鋰電池電解液是電池中離子傳輸的載體，電解液的組成成分將直接影響鋰電池的性能?，F有的鋰電池循環性能差，電導率通常較為一般。

發明內容

本發明提供了一種鋰電池電解液，旨在改善現有的鋰電池循環性能差、電解液電導率一般的問題。

本發明還提供了一種鋰電池，其循環性能好。

本發明是這樣實現的：

一種鋰電池電解液，按重量份數計包括如下成分：六氟磷酸鋰48-60、二草酸硼酸鋰30-35、碳化二亞胺0.1-1.2、苯甲醚或鹵代烷烴0.3-2、鄰位或對位的二甲氧基取代苯0.1-1、鹵代烷基磷酸酯0.1-4、鏈狀碳酸酯2-8、環狀碳酸酯1.5-7、丙烯酰胺0.5-0.7。

一種鋰電池，包括上述的鋰電池電解液。

本發明的有益效果是：本發明通過上述設計得到的鋰電池電解液，使用時，由于其具有較優的成分及合理的配比，使得組成的電解液具有較高的電導率，應用于鋰電池時，使得鋰電池具有較好的循環性能。本發明通過上述設計得到的鋰電池，由于其包括本發明所提供的鋰電池電解液，故其電導率高，循環性能好。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。

下面對本發明實施例提供的鋰電池電解液及鋰電池進行具體說明。

一種鋰電池電解液，按重量份數計包括如下成分：六氟磷酸鋰48-60、二草酸硼酸鋰30-35、碳化二亞胺0.1-1.2、苯甲醚或鹵代烷烴0.3-2、鄰位或對位的二甲氧基取代苯0.1-4、有機磷化物0.1-8、鏈狀碳酸酯0.5-8、環狀碳酸酯0.6-7、丙烯酰胺0.5-0.7。上述各成分及其較優的配比使得組成的電解液具有較高的電導率，應用于鋰電池時，使得鋰電池具有較好的循環性能。

六氟磷酸鋰和二草酸硼酸鋰主要為電解液提供鋰離子，六氟磷酸鋰熔點200攝氏度，在電極上尤其是碳負極上形成適當的SEI膜，能有效對正極集流體實現鈍化，且具有較寬的電化學穩定窗口，且其在非水溶劑中有適當的溶解度和較高的電導率，而且其無毒，屬于環境友好型材料。二草酸硼酸鋰具有良好的熱穩定性和電化學性能，從二草酸硼酸鋰的分子結構分析，其具有較寬的電化學窗口，使得其在電池的充放電過程中不與正負極材料反應，化學穩定性好，同樣地，其在非水溶劑中有適當的溶解度和較高的電導率，而且其無毒，屬于環境友好型材料。當采用合適配比的六氟磷酸鋰和二草酸硼酸鋰作為電解液的主要材料時，使得電解液的電導率高，穩定性好、電化學性好。

碳化二亞胺含有N＝C＝N官能團，在電解液中作失水劑，能夠防止電解液中產生水，進而阻止電解液中金屬離子水解。

苯甲醚或鹵代烷烴能夠有效提高SEI膜的性能，減少電池的不可逆容量損失。在液態鋰離子電池首次充放電過程中,電極材料與電解液在固液相界面上發生反應,形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層，形成的鈍化膜能有效地阻止溶劑分子的通過,但Li⁺卻可以經過該鈍化層自由地嵌入和脫出,具有固體電解質的特征,因此這層鈍化膜被稱為“固體電解質界面膜”即SEI膜，其能夠有效防止溶劑分子共嵌入，避免了因溶劑分子共嵌入對電池材料造成破壞，從而大大提高了電極的循環性能。

優選地，鹵代烷烴中碳原子數量為1-6個。當使用碳原子數為1-6的鹵代烷烴作為提高SEI膜性能的添加劑時，SEI膜的性能能夠得到較大幅度的提升。

進一步地，在碳原子數為1-6的鹵代烷烴中鹵素原子數為1-3個時，能夠更進一步提高SEI膜的性能。

鄰位或對位的二甲氧基取代苯在電解液中作過充電保護劑。鄰位或對位的二甲氧基取代苯的加入使得由本申請提出的鋰電池電解液制成的鋰電池能夠耐過充電和過放電，提升鋰電池的使用壽命。