[發(fā)明專利]一種電解液及其應(yīng)用、鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110219074.4
• 申請(qǐng)日: 2021-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112838273B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 叢麗娜;謝海明;方偉;孫立群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林省東馳新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0569
• 分類號(hào): H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 瞿曉晶

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電解液及其應(yīng)用、鋰離子電池。本發(fā)明提供的電解液包括溶劑和鋰鹽，所述溶劑為全氟聚醚酯和鹵代酰胺化合物。在本發(fā)明中，所述全氟聚醚酯含有高含量的氟原子取代，在高電壓條件下不易被氧化分解，有利于使組裝的電池維持較高的容量保持率；鹵代酰胺化合物作為電解液的共溶劑，在高壓條件下其優(yōu)先分解，并在正極表面反應(yīng)形成一層穩(wěn)定的保護(hù)膜，原位包覆高電壓正極表面，避免了電極與電解液的直接接觸，進(jìn)而有利于提高鋰離子電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性；鹵代酰胺化合物具有高的介電常數(shù)，可以解離大量的鋰鹽，促進(jìn)離子的快速傳導(dǎo)，有利于提高電解液的電化學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電解液及其應(yīng)用、鋰離子電池。

背景技術(shù)

目前的高電壓鋰離子電池中，商用的電解液主要是碳酸酯基電解液，當(dāng)鋰離子電池工作電壓達(dá)到4.3V以上時(shí)，電解液會(huì)發(fā)生劇烈的氧化分解反應(yīng)，并且產(chǎn)生大量氣體，導(dǎo)致鋰離子電池的嵌脫鋰過(guò)程無(wú)法正常進(jìn)行，造成鋰離子電池失效。此外，高電壓鋰離子電池在循環(huán)過(guò)程中，會(huì)因?yàn)殡娊庖旱难趸纸庖约罢龢O活性材料自身的副反應(yīng)(如氧氣的析出或過(guò)渡金屬離子的溶出)，使得電解液的循環(huán)性能惡化，降低高電壓鋰離子電池的電化學(xué)性能。

目前尚無(wú)能夠匹配更高比容量的正極材料的高電壓鋰離子電池的電解液體系。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種電解液，具有高電壓下循環(huán)性能優(yōu)良的特點(diǎn)，能夠與高電壓鋰離子電池正極材料良好匹配。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種電解液，包括溶劑和鋰鹽，所述溶劑為全氟聚醚酯和鹵代酰胺化合物。

優(yōu)選的，所述全氟聚醚酯具有如下結(jié)構(gòu)中的任意一種：

所述m為2～15的整數(shù)，所述n為2～10的整數(shù)，

所述R為R1～R6中的一種：

優(yōu)選的，所述全氟聚醚酯的摩爾質(zhì)量為400～1000g/mol。

優(yōu)選的，所述鹵代酰胺化合物具有如下結(jié)構(gòu)中的任意一種：

優(yōu)選的，所述全氟聚醚酯和鹵代酰胺化合物的體積比為(1～8)：1。

優(yōu)選的，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、雙(氟磺酰)亞胺鋰、雙(三氟甲基磺酰)亞胺鋰、二氟碳酸鋰、氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰和三氟甲磺酸鋰中的一種或者多種。

優(yōu)選的，所述鋰鹽在電解液中的濃度為1～2.5mol/L。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述電解液在鋰離子電池中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池，包括正極、電解液、隔膜和負(fù)極，所述電解液為上述技術(shù)方案所述電解液。

優(yōu)選的，所述鋰離子電池的工作電壓≥4.3V。

本發(fā)明提供了一種電解液，包括溶劑和鋰鹽，所述溶劑為全氟聚醚酯和鹵代酰胺化合物。在本發(fā)明中，全氟聚醚酯具有全氟特性，有利于獲得高壓下較高的氧化穩(wěn)定性，防止高壓下電解液在陽(yáng)極表面發(fā)生大量氧化，有利于確保電解液的高壓化學(xué)穩(wěn)定性；鹵代酰胺化合物作為共溶劑，在高壓條件下其優(yōu)先分解，并在正極表面反應(yīng)形成一層穩(wěn)定的保護(hù)膜，原位包覆高電壓正極表面，避免了電極與電解液的直接接觸，進(jìn)而有利于提高鋰離子電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。

實(shí)施例測(cè)試結(jié)果表明，采用本發(fā)明提供的電解液得到的鋰離子電池，在截止電壓為4.5V時(shí)仍表現(xiàn)優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，容量保持率≥98％。