[發明專利]一種鋰金屬電池用腈類電解液及使用該電解液的鋰金屬電池

在審

• 申請號: 201811534126.1
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109786808A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 崔光磊;胡正林;董杉木;咸芳;張舒;徐紅霞
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0563
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 高一平;徐迅

1.一種鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于：所述鋰金屬電池電解液由至少二種鋰鹽和至少一種含有氰基官能團的固體或液體試劑組成。

2.根據權利要求1所述的鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于，所述鋰金屬電池用腈類電解液的熔融溫度為-10～140℃，離子電導率為1×10^-4～1×10^-2S/cm；所述鋰鹽在電解液中的濃度為0.1～5mol/L。

3.根據權利要求2所述的鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于，所述鋰金屬電池用腈類電解液的熔融溫度為0～60℃，所述鋰鹽在電解液中的濃度為1～3mol/L。

4.根據權利要求1所述的鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于，所述含有氰基官能團的固體或液體試劑為乙腈、丙腈、丙二腈、丁腈、丁二腈、戊腈、戊二腈、2-亞甲基戊二腈、己腈、己二腈、庚腈、庚二腈、辛腈、辛二腈、丙烯腈、丁烯腈、氰基丙烯酸酯、聚丙烯腈、戊烯腈、己烯腈、偶氮二異丁腈、六氯三聚磷腈、偶氮二異庚腈、六氯環三磷腈中一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于：所述至少兩種鋰鹽中至少一種為硼酸鋰鹽。

6.根據權利要求1所述的鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于：所述至少兩種鋰鹽中至少一種為含氟磺酰亞胺鋰鹽、含氟磷酸鋰鹽、鹵酸鋰鹽中的一種或幾種。

7.根據權利要求5所述的鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于：所述至少兩種鋰鹽中還包括含氟磺酰亞胺鋰鹽、含氟磷酸鋰鹽、鹵酸鋰鹽中的一種。

8.根據權利要求6或7所述的一種鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于：所述含氟磺酰亞胺鋰鹽為雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiTFSI)、雙五氟乙基磺酸亞胺鋰Li(C₂F₅SO₂)₂N、三氟甲基五氟乙基磺酸亞胺鋰Li(CF₃SO₂)(C₂F₅SO₂)N中的一種或幾種。

9.根據權利要求6或7所述的一種鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于：所述含氟磷酸鋰鹽為二氟磷酸鋰(LiPO₂F₂)、四氟磷酸鋰(LiPOF₄)、六氟磷酸鋰(LiPF₆)中的一種或幾種。

10.根據權利要求6或7所述的一種鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于：所述鹵酸鋰鹽為高氯酸鋰LiClO₄、溴酸鋰LiBrO₃、碘酸鋰LiIO₃中的一種或幾種。

11.根據權利要求5所述的一種鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于：所述硼酸鋰鹽為二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、雙乙二酸硼酸鋰(LiBOB)中的一種或幾種。

12.根據權利要求5或7所述的一種鋰金屬電池用腈類電解液，其特征在于：所述兩種鋰鹽為雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)與二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB)的組合、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiTFSI)的組合與二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB)的組合、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiTFSI)與雙乙二酸硼酸鋰(LiBOB)的組合、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiTFSI)與四氟硼酸鋰(LiBF4)的組合、雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)與雙乙二酸硼酸鋰(LiBOB)的組合。

13.一種鋰金屬電池，包括正極、隔膜、負極和權利要求1-12中任一項所述的鋰金屬電池用腈類電解液。

14.根據權利要求13所述的一種鋰金屬電池，其特征在于，所述鋰金屬電池負極含有0價鋰金屬，所述鋰金屬電池負極材料為鋰金屬、石墨與鋰金屬的混合物、石墨與硅碳及鋰金屬的混合物、石墨化學法預嵌鋰材料、石墨與硅碳化學法預嵌鋰材料中的一種。