本发明专利技术提供了一种可用于锂离子二次电池的电解液和含该电解液的锂离子二次电池。本发明专利技术的电解液含有有机溶剂、锂盐和复合添加剂，所述复合添加剂包括硝酸锂和式I化合物，式I中，R1、R2、R3和n的定义如本文所述。本发明专利技术的电解液有助于更好地形成负极界面膜，提高循环和高温存储后的界面稳定性，减少副反应产物的形成，最终改善电化学装置的高温循环和高温存储性能。性能。性能。
【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池用电解液及锂离子二次电池
[0001]本专利技术属于电化学领域，具体地涉及一种锂离子二次电池用电解液及锂离子二次电池。
技术介绍
[0002]电化学装置(例如，锂离子电池)具有环境友好、工作电压高、比容量大和循环寿命长等优点，现已作为电源广泛应用于相机、手机、无人机、笔记本电脑、智能手表等便携式电器，并在航空航天、国防军工、野外作业、潜艇等特殊应用领域大容量电源方面具有广阔的应用前景。作为非水电解质二次电池的具体组成，通常，正极使用含Co的材料，如钴酸锂或镍钴锰酸锂等，但是Co的埋藏量有限，是稀少的资源，因此，生产成本较高，同时其安全性能差。因此，研究了LiMnO4或LiNiO2等作为代替含Co的正极材料，但是在使用LiMnO4作正极材料时，无法实现充分的放电容量，并且存在电池温度变高时锰溶解的问题。另外，在使用LiNiO2作正极材料时，存在放电电压变低的问题。因此，近年来，橄榄石型LiFePO4正极材料受到瞩目。磷酸铁锂正极材料因其原料丰富、安全性高，已被广泛认为是下一代锂离子动力电池的首选正极材料，但是其自身比能量和导电率低。电极活性材料的缺陷严重制约了磷酸铁锂电池的发展，使得现有磷酸铁锂电池能量密度、容量和循环寿命等方面的性能不能满足用电设备的发展需求。
[0003]碳酸亚乙烯酯(VC)作为一种高效的负极成膜添加剂，在磷酸铁锂电解液中被广泛应用，可在负极表面发生自由基聚合反应，生成聚烷基碳酸锂化合物，形成高效的SEI膜，保证电芯的循环性能，尤其是高温循环性能。但是VC生成的聚合物有机膜在电解液中的溶解度较高，在循环和高温存储过程中，很容易发生溶解，裸露出新的反应界面，进一步发生反应生成界面膜，消耗活性锂，导致电池的循环容量损失，使得磷酸铁锂电池的循环寿命减少。
[0004]因此，本领域迫切需要开发一种能够兼容高温长循环和高温存储性能的可用于磷酸铁锂电池的电解液。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种可用于锂离子二次电池、特别是磷酸铁锂电池的电解液，其能够解决锂离子二次电池、特别是磷酸铁锂电池高温长循环性能和高温存储性能差的问题，有效延长锂离子二次电池、特别是磷酸铁锂电池的使用寿命。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种长循环型电解液及含有该电解液的锂离子电池。本专利技术的电解液包括电解质锂盐、有机溶剂和复合添加剂，该复合添加剂包括式I化合物和硝酸锂(LiNO3)，且优选满足以下关系：1％≤K1≤10％，0.05％≤K2≤1％，6≤K1/K2≤25，其中K1表示式I化合物在电解液中的质量百分数，K2表示硝酸锂在电解液中的质量百分数。
[0007]本专利技术的一个方面提供一种可用于锂离子二次电池的电解液，其特征在于，所述
电解液包含有机溶剂、锂盐和复合添加剂，所述复合添加剂由硝酸锂和式I化合物组成：
[0008]R1‑
O
‑
(R2‑
O)
n
‑
R3[0009]I
[0010]式I中，R2选自未取代或被一个或多个选自卤素和C1‑
C6烷基的取代基取代的C1‑
C
10
亚烷基；
[0011]R1和R3各自独立地选自氢原子、C1‑
C6烷基、C3‑
C6环烷基、含有1
‑
3个选自N、O和S的杂原子的3
‑
6元杂环基、C2‑
C6烯基和C2‑
C6炔基，所述R1和R3的碳原子上的一个或多个H任选地可以被选自下组的基团取代：烷基、烯基、炔基、烷氧基、环烷基、环烷基氧基、杂环基、杂环基氧基、芳基、芳基氧基、杂芳基、硝基、酯基、卤素和醛基；
[0012]n为≥1的整数。
[0013]在一个或多个实施方案中，所述式I化合物和硝酸锂在所述电解液中的含量满足以下关系：
[0014]1％≤K1≤10％；
[0015]0.05％≤K2≤1％；
[0016]6≤K1/K2≤25；
[0017]其中，K1为所述式I化合物在所述电解液中的质量百分数，K2为硝酸锂在所述电解液中的质量百分数。
[0018]在一个或多个实施方案中，R1和R3各自独立地选自氢原子、C1‑
C6烷基、C3‑
C6环烷基、含有1
‑
3个选自N、O和S的杂原子的3
‑
6元杂环基；优选地，R1和R3各自独立地选自C1‑
C6烷基；更优选地，R1和R3各自独立地选自C1‑
C2烷基。
[0019]在一个或多个实施方案中，R2选自未取代或被一个或多个选自卤素和C1‑
C4烷基的取代基取代的C1‑
C6直链亚烷基；优选地，R2选自C1‑
C4直链亚烷基。
[0020]在一个或多个实施方案中，n为1
‑
6的整数。
[0021]在一个或多个实施方案中，所述式I化合物选自：乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇二乙醚、1,4
‑
丁二醇二甲醚、1,4
‑
丁二醇二乙醚和1,4
‑
丁二醇甲乙醚中的一种或多种。
[0022]在一个或多个实施方案中，所述电解液还包括除所述复合添加剂以外的其他添加剂，所述其他添加剂包含选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙烯酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、丙烯磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、三(三甲基硅基)磷酸酯、己二腈、马来酸酐、三烯丙基异氰酸酯和三甲基硅烷基二乙胺的一种或多种；优选地，所述其他添加剂包含碳酸亚乙烯酯；优选地，所述其他添加剂占所述电解液的质量分数为0.5％
‑
15％。
[0023]在一个或多个实施方案中，所述有机溶剂包括碳酸酯类溶剂；优选地，所述碳酸酯类溶剂选自环状碳酸酯和链状碳酸酯中的一种或多种，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯和γ
‑
丁内酯中的一种或多种，所述链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种。
[0024]在一个或多个实施方案中，所述有机溶剂包含至少一种环状碳酸酯和至少一种链状碳酸酯；优选地，所述环状碳酸酯和所述链状碳酸酯的质量比为1:4到2:3。
[0025]在一个或多个实施方案中，所述锂盐选自双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(五氟乙基磺酰基)亚氨基锂、双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、醋酸锂、三氟醋酸锂、氟烷基磷酸锂、六氟
磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟合砷酸锂和氟化锂中的一种或多种。
[0026]在一个或多个实施方案中，所述锂盐在所述电解液中的浓度为0.5
‑
2mol/L。
[0027]本专利技术的另一个方面提供一种制备本文任一实施方案所述的电解液的方法，所述方法包括：
[0028](1)将硝酸锂溶解在所述式I化合物中，得到所述复合添加剂；将电解本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可用于锂离子二次电池的电解液，其特征在于，所述电解液包含有机溶剂、锂盐和复合添加剂，所述复合添加剂由硝酸锂和式I化合物组成：R1‑0‑
(R2‑
0)
n
‑
R3I式I中，R2选自未取代或被一个或多个选自卤素和C1‑
C6烷基的取代基取代的C1‑
C
10
亚烷基；R1和R3各自独立地选自氢原子、C1‑
C6烷基、C3‑
C6环烷基、含有1
‑
3个选自N、O和S的杂原子的3
‑
6元杂环基、C2‑
C6烯基和C2‑
C6炔基，所述R1和R3的碳原子上的一个或多个H任选地可以被选自下组的基团取代：烷基、烯基、炔基、烷氧基、环烷基、环烷基氧基、杂环基、杂环基氧基、芳基、芳基氧基、杂芳基、硝基、酯基、卤素和醛基；n为≥1的整数；所述式I化合物和硝酸锂在所述电解液中的含量满足以下关系：1％≤K1≤10％；0.05％≤K2≤1％；6≤K1/K2≤25；其中，K1为所述式I化合物在所述电解液中的质量百分数，K2为硝酸锂在所述电解液中的质量百分数。2.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液具有以下一项或多项特征：R1和R3各自独立地选自氢原子、C1‑
C6烷基、C3‑
C6环烷基、含有1
‑
3个选自N、O和S的杂原子的3
‑
6元杂环基；优选地，R1和R3各自独立地选自C1‑
C6烷基；更优选地，R1和R3各自独立地选自C1‑
C2烷基；R2选自未取代或被一个或多个选自卤素和C1‑
C4烷基的取代基取代的C1‑
C6直链亚烷基；优选地，R2选自C1‑
C4直链亚烷基；n为1
‑
6的整数。3.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述式I化合物选自：乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇二乙醚、1,4
‑
丁二醇二甲醚、1,4
‑
丁二醇二乙醚和1,4
‑
丁二醇甲乙醚中的一种或多种。4.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊亚丽，王群峰，刘佛林，陶亮，
申请(专利权)人：淮安骏盛新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。