[發明專利]一種耐氧化電解液、鋰離子電池及制備方法

在審

• 申請號: 202210158105.4
• 申請日: 2022-02-21
• 公開（公告）號: CN114520372A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 馮紹偉;劉靜;楊紅新
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 周淑歌

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種耐氧化電解液、鋰離子電池及制備方法。本發明提供的耐氧化電解液，包括摩爾比為(1?3)：1的含氟砜類溶劑和鋰鹽。本發明采用鋰鹽溶解在含氟砜類溶劑中，可以在不使用稀釋劑和其它功能添加劑的情況下形成一種高濃度電解液，僅通過選用特定的含氟砜類溶劑即可使得高濃度電解液具有極高的耐氧化性，進而改善正極材料的循環穩定性。具體地，本發明提供的電解液的氧化電位最高可達6.7V，而常規正極材料的工作電壓在3.7～4.2V，高電壓正極材料的工作電壓在4.5～5V，由此可見，本發明提供的電解液還可以匹配更高工作電壓的正極材料，從而更進一步提高高電壓正極材料循環和存儲壽命。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種耐氧化電解液、鋰離子電池及制備方法。

背景技術

鋰離子電池作為綠色環保新能源，具有可靠性好，安全性高，體積小，重量輕等優點，目前已經被廣泛的應用于數碼類產品、電動汽車、軍工產品等領域。隨著新能源汽車、電動無人機等大型電動設備的快速發展，車用的鋰離子動力電池對長續航里程、寬溫度范圍環境等技術要求越來越高，人們迫切需要更開發高能量密度、更優異的高溫循環、存儲性能的高電壓正極材料體系的鋰離子二次電池。

電解液是鋰離子電池的重要組成部分，對于電池的輸出電壓、倍率性能、適用溫度范圍、循環性能和安全性能等有著重要的影響。采用高電壓的正極材料(例如：尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄，富鋰錳基xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂等)是提高能量密度的有效方向，然而這類材料工作電壓通常達到4.8～5V，在高電壓下容易發生界面劣化，氧化電解液，導致高溫下壽命迅速衰減。

近幾年來，研究人員發現高濃度電解液(3mol/L)相較于傳統低濃度電解液(≤1mol/L)，具有與電極相容性好、離子載體密度高等優勢。這類電解液包括溶劑化離子液體、高濃度有機溶劑電解液和水溶鹽電解液體系，它們不僅提高了電解液體系的Li⁺傳輸性能、自擴散系數以及離子電導率等物理化學性質，而且對鋰離子電池循環穩定、倍率以及安全等電化學性能方面具有重要貢獻。

但值得注意的是，現有技術中的高濃度電解液的耐氧化性和循環穩定性還有待進一步提升。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的高濃度電解液的耐氧化性和循環穩定性還有待進一步提升的缺陷，從而提供一種耐氧化電解液、鋰離子電池及制備方法。

為此，本發明提供如下技術方案：

本發明提供一種耐氧化電解液，包括摩爾比為1：(1-3)的鋰鹽和含氟砜類溶劑。

可選的，包括摩爾比為1：(1.5-2.5)的鋰鹽和含氟砜類溶劑。

可選的，所述含氟砜類溶劑具有式I或式II所示結構：

其中，R₁＝C_nH_2n+1，R₂＝C_nF_xH_2n+1-x，R₃＝C_nF_2n，1≤x≤_2n+1，n＝1～8。

典型非限定性的，所述含氟砜類溶劑具有如下任一所示結構：

可選的，所述鋰鹽具有如式VI所述結構：