【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂金属电池，具体涉及一种适用于锂金属电池的电解液溶剂、电解液及锂金属电池。
技术介绍
1、基于石墨负极的锂离子电池在目前众多的存储技术中，表现出突出的能量密度，并从上世纪末开始商业化。然而，经过四十余年的发展，石墨负极已接近372mah/g的理论容量极限，不足以来满足电动汽车不断增长的续航容量需求。金属锂由于具有超高的理论比容量(3860mah/g)，极低的电化学氧化还原电位(-3.04v，相对于标准氢电极)以及低密度(0.534g/cm3)等优势，被认为是理想负极材料。
2、然而锂金属电池在商业化的道路上面临着巨大挑战，其中，电池的循环稳定性和安全性尤为重要，这两个问题都与锂负极密切相关。导致电池循环稳定性和安全性差的原因多种多样，例如：锂枝晶的不断生长、非活性锂的累积、负极不断腐蚀和锂的体积膨胀等，这些问题都与锂金属固态电解质界面膜(solidelectrolyte interpahse，sei)的形成密不可分。因此，开发设计和制备一种能够稳定锂金属负极的电解液，在本领域中具有重大研究意义，是本领域有待解决的重要问题之一。
3、公开号为cn107359368a的中国专利技术专利公开文件中公开了一种基于硫酸酯添加剂的锂电池电解液，包括溶剂a、锂盐b和硫酸酯添加剂c。本专利技术利用硫酸酯添加剂c参与锂金属负极表面sei的形成，对电极表面的sei膜进行修饰/改性，硫酸酯添加剂c包括硫酸乙烯酯、甲基亚硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯等化合物。在上述相关技术中，没有考虑电解液的耐氧化性问题。
>技术实现思路
1、本专利技术要解决相关技术中存在的问题，提供一种耐氧化性好、循环稳定性高的用于锂金属电池的电解液。
2、针对上述存在的局限性，本专利技术提出了一种电解液溶剂、锂金属电池电解液及锂金属电池。
3、一种电解液溶剂，所述溶剂选自以下：
4、一种或多种含有氟化基团的a；
5、和/或，一种或多种含有氟化基团的b；
6、所述a为链状碳酸酯类衍生物，b为环状碳酸酯类衍生物。
7、进一步地：
8、所述a为碳酸乙烯酯衍生物，所述a的结构式为：
9、
10、所述r1选自cxhyfz；所述y+z＝2x+1；所述x、y为非负整数；z为正整数；
11、所述b为碳酸甲乙酯衍生物，所述b的结构式为：
12、
13、所述r2、r3选自cahbfc；
14、所述b+c＝2a+1；所述a、b、c为非负整数，且所述r2、r3中的c不同时为0；r2与r3的a、b、c的取值可以相等或不相等。
15、优选地，r1、r2、r3选自-cxfy(x≤5；y＝2x+1)；
16、更加优选地，r1、r2、r3选自f、-cf3、-c2f5中一种或多种。
17、进一步地：当所述溶液中含有a和b时，所述a和b的体积比为1～3：1。
18、进一步地：所述溶剂选自氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯、3,3,3-三氟丙烯碳酸酯、甲基六氟异丙基碳酸酯中的一种或多种。
19、一种锂金属电池电解液，所述电解液包含：如上述的溶剂、锂盐和稀释剂；
20、所述锂盐的浓度为1-6mo l/l；
21、所述稀释剂为氟代链状醚或者氟代环状醚中的一种或多种。
22、进一步地：所述锂盐为二草酸硼酸锂、草酸二氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、四氟草酸磷酸锂、双草酸二氟磷酸锂、六氟磷酸锂中一种或多种。
23、进一步地：所述锂盐的含量为所述电解液总质量的10％-15％；
24、所述溶剂的含量为所述电解液总质量的50％-65％；
25、所述稀释剂含量为所述电解液总质量的20％-35％。
26、进一步地：所述稀释剂选自1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、双(2,2,2-三氟乙基)醚、间二氟苯、3-氟苯中的一种或多种。
27、一种锂金属电池，所述锂金属电池包括正极、负极、电解液和隔膜，所述电解液为上述的电解液；
28、所述负极为金属锂、锂合金、锂铜复合层或铜箔中的任意一种。
29、进一步地：所述正极为磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂中的任意一种。
30、进一步地：所述隔膜材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯共混、陶瓷、玻璃纤维、纤维素中的任意一种。与相关技术相对比，本专利技术具有以下优点：
31、本专利技术一个方面的电解液溶剂，可以促进在负极表面形成富含lif的固态电解质界面膜，使形成的固态电解质界面膜更加均匀，减缓电解液与锂金属的持续副反应。可以有效解决锂金属电池在循环过程中由于不均匀的固态电解质界面膜导致的不均匀锂沉积以及死锂不断累积导致锂枝晶的生长问题。
32、本专利技术另一方面的锂金属电池电解液，可以在负极表面形成富含lif的固态电解质界面膜，使形成的固态电解质界面膜更加均匀，减缓电解液与锂金属的持续副反应。可以有效解决锂金属电池在循环过程中由于不均匀的固态电解质界面膜导致的不均匀锂沉积以及死锂不断累积导致锂枝晶的生长问题。通过对电解液的配方进行优化，还可以解决传统电解液耐氧化性低的问题，通过多种酯类溶剂混合，可以显著提升电解液的氧化电位,从而改善电池在高温和高电流密度下的稳定性和耐久性。
33、本专利技术又一方面的锂金属电池，由于使用了上述的锂金属电池电解液，因而也具有上述相同的优势。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电解液溶剂，其特征在于：所述溶剂选自以下：
2.如权利要求1所述的电解液溶剂，其特征在于：
3.如权利要求1所述的电解液溶剂，其特征在于：
4.如权利要求1所述的电解液溶剂，其特征在于：
5.一种锂金属电池电解液，其特征在于，所述电解液包含：如权利要求1-4任意一项所述的溶剂、锂盐和稀释剂；
6.如权利要求5所述的锂金属电池电解液，其特征在于：
7.如权利要求5所述的锂金属电池电解液，其特征在于：
8.如权利要求5所述的锂金属电池电解液，其特征在于：
9.一种锂金属电池，所述锂金属电池包括正极、负极、电解液和隔膜，其特征在于：
10.如权利要求9所述的锂金属电池，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种电解液溶剂，其特征在于：所述溶剂选自以下：
2.如权利要求1所述的电解液溶剂，其特征在于：
3.如权利要求1所述的电解液溶剂，其特征在于：
4.如权利要求1所述的电解液溶剂，其特征在于：
5.一种锂金属电池电解液，其特征在于，所述电解液包含：如权利要求1-4任意一项所述的溶剂、锂盐和稀释剂；<...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄杜斌，王哲，杨扬，徐伟恒，王春源，李爱军，马玉明，
申请(专利权)人：北京金羽新材科技有限公司，
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。