[發(fā)明專利]一種吸收補(bǔ)鋰劑分解產(chǎn)氣的多功能電解液及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210486823.4
• 申請(qǐng)日: 2022-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN114583282B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝佳;曾子琪;覃明盛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/0569
• 分類號(hào): H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 武漢藍(lán)寶石專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 方菲

本發(fā)明提供一種吸收補(bǔ)鋰劑分解產(chǎn)氣的多功能電解液及其應(yīng)用，該電解液包含鋰鹽和混合溶劑，混合溶劑主要由特定比例的碳酸丙烯酯、氟代醚、冠醚和腈類化合物組成，能夠吸收補(bǔ)鋰劑分解產(chǎn)氣，降低補(bǔ)鋰劑的分解電壓，保證甚至提升電池循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吸收補(bǔ)鋰劑分解產(chǎn)氣的多功能電解液及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋰離子電池在便攜式數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)汽車、大規(guī)模儲(chǔ)能等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。但是，鋰離子電池目前仍面臨著一些問題，如首次充電過程中會(huì)消耗大量從正極脫出的鋰離子來形成負(fù)極表面的SEI膜，進(jìn)而導(dǎo)致可以脫嵌的鋰離子數(shù)量急劇減少，其次鋰離子電池在正常使用過程中發(fā)生的一系列副反應(yīng)也會(huì)持續(xù)消耗活性鋰，最終導(dǎo)致電池的初始容量降低，內(nèi)阻增大，影響電池的使用壽命。更為嚴(yán)重的是，活性鋰的損失現(xiàn)象在硅碳負(fù)極、合金負(fù)極中會(huì)更加明顯，極大地限制了鋰離子電池的應(yīng)用。

為了解決活性鋰損失的問題，需要開發(fā)補(bǔ)鋰技術(shù)。目前，補(bǔ)鋰技術(shù)路線包括正極補(bǔ)鋰和負(fù)極補(bǔ)鋰。與負(fù)極補(bǔ)鋰相比，正極補(bǔ)鋰的補(bǔ)鋰劑可以直接添加如漿料中，無需額外的工藝改進(jìn)，成本相對(duì)較低，且安全性好。但是，如Li₂C₄O₄、Li₂C₂O₄、Li₂C₃O₅、Li₂C₄O₆等常見正極補(bǔ)鋰劑的分解電位都比較高(4.2-4.6 V)。另外，這些補(bǔ)鋰劑在分解過程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，導(dǎo)致電池鼓包，引發(fā)安全問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種吸收補(bǔ)鋰劑分解產(chǎn)氣的多功能電解液及其應(yīng)用，能夠吸收補(bǔ)鋰劑分解產(chǎn)氣，降低補(bǔ)鋰劑的分解電壓，保證甚至提升電池循環(huán)穩(wěn)定性。

此外，針對(duì)高鎳三元正極材料，高壓下會(huì)引發(fā)EC和高鎳三元正極材料發(fā)生劇烈的副反應(yīng)，發(fā)生氧析出，產(chǎn)氣，引發(fā)安全問題。因此，多功能電解液需要有必要避免EC等高活性溶劑的使用。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種吸收補(bǔ)鋰劑分解產(chǎn)氣的多功能電解液，所述補(bǔ)鋰劑為可分解產(chǎn)生氣體二氧化碳的補(bǔ)鋰劑，選自Li₂C₃O₃、Li₂C₄O₄、Li₂C₅O₅、Li₂C₆O₆、Li₂C₃O₅、Li₂C₄O₆中的至少一種；所述電解液包含鋰鹽和混合溶劑，所述混合溶劑主要由碳酸丙烯酯、氟代醚、冠醚和腈類化合物組成，且碳酸丙烯酯至少占混合溶劑總體積的50%，氟代醚至少占混合溶劑總體積的10%，冠醚和腈類化合物的體積比為1:（1~10）。

在其中一些實(shí)施例中，碳酸丙烯酯占混合溶劑總體積的50%~80%，氟代醚占混合溶劑總體積的10~20%，冠醚和腈類化合物的體積比為1:1。

在其中一些實(shí)施例中，所述氟代醚選自氟代乙二醇二甲醚、氟代二乙二醇二甲醚、氟代三乙二醇二甲醚中的至少一種。

在其中一些實(shí)施例中，所述冠醚選自18-冠(醚)-6、15-冠（醚）-5、二環(huán)己烷并-18-冠（醚）-6中的至少一種。

在其中一些實(shí)施例中，所述腈類化合物選自乙腈、丙腈、丁二腈、己二腈、戊二腈、辛二腈、癸二腈中的至少一種。