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【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及电池,尤其涉及一种氟代电解液及电池。
技术介绍
1、传统的三元正极材料ncm(镍钴锰)或者nca(镍钴铝)均含有钴元素,钴是一种稀缺性,且价格居高不下的元素。开发无钴材料(非磷酸铁锂)成为必然趋势。无钴尖晶石lini0.5mn1.5o4(lnmo)被认为是最具有前途的正极材料之一。lnmo具有三维锂离子传输通道和锂离子扩散动力学,具有良好的倍率容量,此外,lnmo还是一种低成本、环保的材料。
2、但是,lnmo材料界面问题严重,尤其是在高压和高温下,lnmo/电解质之间的界面副反应非常严重,在某些情况下,lnmo中相对不稳定的mn3+不成比例地变成mn4+和mn2+,也导致电池循环性能的恶化。研究表明,可以通过掺杂和表面修饰lnmo材料,以及调节电解质和添加剂抑制电解质分解和mn阳离子溶解。然而,传统电解液通常在工作电压大于4.5v时会发生分解,不支持高压lnmo正极材料(4.7v以上的高电压)。
3、因此,如何开发新的高电压电解液体系,实现无钴lnmo电池的实际应用,成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术实施例解决的技术问题是如何开发新的高电压电解液体系,以维持电池高压正极的长循环寿命,实现无钴lnmo电池的实际应用。
2、一方面,本专利技术实施例提供一种氟代电解液,包括:氟盐电解质和氟化溶剂,所述氟化溶剂包括氟代碳酸乙烯酯、三氟乙基甲基碳酸酯和四氟乙基-四氟丙醚的混合物。
3、可选
4、可选的,所述氟基添加剂在所述氟化溶剂中的浓度范围0.01m-0.03m。
5、可选的,所述氟盐电解质包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、三氟乙酸锂和双草酸硼酸锂中的至少一种。。
6、本专利技术还提供一种锂电池,包括正极、负极以及前述的氟代电解液。
7、可选的,所述正极为高压正极,包括尖晶石结构的lini0.5mn1.5o4(lnmo),所述负极包括锂金属,石墨,硅,li4ti5o12(lto)中的至少一者。
8、可选的,所述高压正极为lini0.5mn1.5o4(lnmo),所述负极为li4ti5o12(lto)。
9、可选的,1500次循环后,电池的容量保持率大于等于90.3%,电池的库仑效率大于等于99.9%。
10、可选的,在60℃下,100次循环后,电池的容量保持率为92.2%,库伦效率为97.0%。
11、本专利技术提供了一种氟代电解液及电池,其中,氟代电解液包括氟化电解质以及由氟代碳酸乙烯酯、三氟乙基甲基碳酸酯和四氟乙基-四氟丙醚混合的氟化溶剂。本专利技术采用电化学稳定的氟代电解液构建了纳米级氟化界面相,使得lnmo/li电池具有优越的长循环性能,1c条件下循环1000次后,容量保持率为90.8%,平均库仑效率99.7%。当与负极li4ti5o12(lto)配合时,在5c下循环1500次后,容量保持率大于93%,平均库仑效率达99.9%,进一步地,氟代电解液允许lnmo/lto电池在广泛的操作温度范围内工作,提高了lnmo/lto全电池的宽温性能。
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1.一种氟代电解液,其特征在于,包括:氟盐电解质和氟化溶剂,所述氟化溶剂包括氟代碳酸乙烯酯、三氟乙基甲基碳酸酯和四氟乙基-四氟丙醚的混合物。
2.如权利要求1所述的氟代电解液,其特征在于,还包括氟基添加剂,所述氟基添加剂包括二氟硼酸锂(草酸盐)。
3.如权利要求2所述的氟代电解液,其特征在于,所述氟基添加剂在所述氟化溶剂中的浓度范围0.01M-0.03M。
4.如权利要求1-3任一项所述的氟代电解液,其特征在于,所述氟盐电解质包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、三氟乙酸锂和双草酸硼酸锂中的至少一种。
5.一种电池,其特征在于,包括正极、负极以及如权利要求1-4任一项所述的氟代电解液。
6.如权利要求5所述的电池,其特征在于,所述正极材料包括尖晶石结构的LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO),所述负极材料包括锂金属,石墨,硅,Li4Ti5O12(LTO)中的至少一者。
7.如权利要求5所述的电池,其特征在于,所述正极为高压正极,包括尖晶石结构的LiN
8.如权利要求7所述电池,其特征在于,所述高压正极为LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO),所述负极为Li4Ti5O12(LTO)。
9.如权利要求8所述的电池,其特征在于,1500次循环后,电池的容量保持率大于等于90.3%,电池的库仑效率大于等于99.9%。
10.如权利要求8所述的电池,其特征在于,在60℃下,100次循环后,电池的容量保持率为92.2%,库伦效率为97.0%。
...【技术特征摘要】
1.一种氟代电解液,其特征在于,包括:氟盐电解质和氟化溶剂,所述氟化溶剂包括氟代碳酸乙烯酯、三氟乙基甲基碳酸酯和四氟乙基-四氟丙醚的混合物。
2.如权利要求1所述的氟代电解液,其特征在于,还包括氟基添加剂,所述氟基添加剂包括二氟硼酸锂(草酸盐)。
3.如权利要求2所述的氟代电解液,其特征在于,所述氟基添加剂在所述氟化溶剂中的浓度范围0.01m-0.03m。
4.如权利要求1-3任一项所述的氟代电解液,其特征在于,所述氟盐电解质包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、三氟乙酸锂和双草酸硼酸锂中的至少一种。
5.一种电池,其特征在于,包括正极、负极以及如权利要求1-4任一项所述的氟代电解液。
6.如权利要求5...
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