【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种耐锂腐蚀电解液及其制备方法和应用，属于锂金属电池电解液。
技术介绍
1、为追求高能量密度的电能存储/转换设备，采用金属（锂、钠、钾、镁、锌等）作为负极的可充电电池越来越受到关注。例如，用锂金属负极（3860 mah/g）取代低容量的石墨负极（372 mah/g），原则上可制造出突破传统锂离子电池能量密度上限（300 wh/kg）的二次电池。经过适当的优化，电池的能量密度可以超过500 wh/kg。然而，与石墨负极不同，锂金属负极上的固态电解质界面膜发挥着更复杂的作用。作为电化学电位最负（-3.04 v vs. 标准氢电极）的碱金属，锂可以与电池内几乎所有的电解液成分发生反应，导致锂金属在充放电循环过程中表现出低的库伦效率。因此，配制能够维持锂金属可逆循环的电解液至关重要。
2、近年来，高浓电解液（lhces，通常盐浓度为>3m）和局部高浓电解液（lhce）在锂金属电池中性能较为突出。高浓电解液中li+溶剂化壳层中的自由溶剂分子减少，阴离子参与配位，可以在锂金属表面分解生成富含无机组分的界面膜，进而使锂金属负极实现稳定的循环。高浓电解液中大量锂盐的加入增加了电解液的成本，不利于商业化使用。此外，高浓电解液粘度大，不易浸润电极和隔膜，增加了应用难度。因此，在高浓电解液中添加共溶剂构成局部高浓电解液成为一种有效的降低粘度、提高浸润性的改善策略。共溶剂具有以下特征：①可与高浓电解液互溶；②不与或极少与锂离子配位；③具有优良的还原和氧化稳定性。局部高浓电解液继承了高浓电解液中的阴离子参与配位的溶剂化结构，可
3、目前，氢氟醚作为最成熟的共溶剂被广泛地使用在锂金属电池中。但由于氧原子的存在，氢氟醚仍具有与锂离子配位的潜在能力，进入锂离子的溶剂化壳层随同其传输。在锂金属沉积/剥离的过程中，锂离子溶剂化团簇会被不断地分解以修复破损的固态电解质界面膜，其中也包括氢氟醚的分解。电解液各组分的持续分解会改变彼此之间相互作用力的强度，降低了阴离子配位的比例，削弱了电解液的抗还原和抗氧化能力，加速了电池的失效。
4、此外，为实现高能量密度的锂金属电池，电池各组件的质量，如活性物质、锂金属、电解液等，均需要综合优化以实现最佳的电化学性能。其中，降低电解液用量可以显著地提升锂金属电池的能量密度。然而，锂金属负极对电解液的持续消耗缩短了锂金属电池的循环寿命。为了延长锂金属电池的服役时间，当前锂金属电池通常使用较高的电解液用量（电解液/容量比>2 g/ah），远高于商用锂离子电池中电解液的用量，这显著地降低了锂金属电池的能量密度，使其在实际应用中难以表现出令人满意的续航性能。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请首先提供了一种耐锂腐蚀电解液，该电解液具有高库伦效率、高度耐锂腐蚀等优点。
2、具体地，本申请是通过以下方案实现的：
3、一种耐锂腐蚀电解液，包括锂盐、溶剂和共溶剂，所述溶剂为能够溶解锂盐的醚基溶剂，共溶剂为能溶解溶剂但不溶解锂盐的无氧元素的卤代烷烃或卤代芳香烃。
4、本案重点关注了锂金属侧的腐蚀性问题，上述方案中，以锂盐、溶剂和共溶剂构成电解液的核心成分，溶剂选自醚基溶剂，共溶剂选自卤代芳烃或卤代烷烃。该方案中，基于高浓电解液，添加无氧元素的共溶剂，配合对锂金属性能友好的醚基溶剂，提高电解液抵抗锂金属腐蚀的能力，同时，通过去除氢氟醚中的氧元素，消除共溶剂与锂离子的配位潜力，防止共溶剂在循环过程中被消耗，使电解液逐渐丧失初始的电化学性能。所得到的电解液可以快速地生成良好的固态电解质界面膜，这也是本案电解液耐腐蚀能力提升的主要创新所在，在后续锂金属沉积/剥离循环过程中各组分维持稳定配比，以延续优越的电化学性能。
5、进一步，作为优选：
6、所述电解液中的锂盐为双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种。
7、所述醚基溶剂为乙二醇二甲醚、乙醚和四氢呋喃中的至少一种。
8、所述无氧元素的共溶剂为1,1,1,3,3-五氟丁烷、2h,3h-十氟戊烷、1,1,2,2,3,3,4-七氟环戊烷、1,1,2,2,3-五氟丙烷、1,3-二氟丙烷、1-氟丁烷、六氟丁烷、1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁烷、1h-全氟戊烷、1h,1h,2h-七氟戊-1-烯、1h,6h-全氟己烷、全氟丁基乙烯、(二氟甲基)三甲基硅烷、苯基三氟硅烷中的至少一种。
9、所述溶剂与共溶剂的摩尔比为0.3~1:1，溶剂、共溶剂和锂盐作为本案电解液的三大核心构成成分，两者占比几乎实现持平，并以溶剂与共溶剂的摩尔比为1:2为最佳，此时溶剂在整个电解液中的占比在30%以上，共溶剂在整个电解液中的占比达到60%以上。
10、所述电解液中，锂离子的浓度为1~3 mol/l，本案适用于高浓电解液，在该盐浓度下，锂离子达到饱和，即整个电解液系统不再溶盐，对锂金属和正极均具有稳定性。
11、同时，申请人还提供了上述耐锂腐蚀电解质的制备方法，将溶剂和共溶剂按比例混合均匀后，加入锂盐至完全溶解，即得耐锂腐蚀电解质。
12、上述耐锂腐蚀电解质用于锂金属电池。
13、所述锂金属电池包括纽扣电池、软包电池或圆柱电池。
14、所述锂金属电池包括正极材料和负极材料，正极材料为层状镍钴锰基三元氧化物，如：lini0.5co0.2mn0.3o2、lini0.6co0.2mn0.2o2、lini0.8co0.1mn0.1o2、lini0.9co0.05mn0.05o2中的至少一种，负极为锂金属或锂合金中的至少一种，隔膜为聚乙烯。本案电解液用于二次锂金属电池，正极为linixcoymnzo2三元正极，放完电可以再充电，负极采用锂金属或锂合金，并以薄锂金属或锂合金为优选，在本案电解液的配合下，赋予反复充放电过程的稳定进行。
15、本专利技术的有益效果如下：
16、（1）本专利技术的电解液具有高离子电导率，可以提高锂金属电池的功率性能，匹配高面积载量的电极，满足实际需求。
17、（2）本专利技术的电解液旨在解决锂金属侧的问题，具有高锂金属循环库伦效率、耐锂腐蚀的能力，可以降低锂金属电池对厚锂负极的依赖，进一步提升锂金属电池的能量密度。
18、（3）本专利技术的电解液具有高抗氧化稳定性，可以满足市面上常用的高压正极的循环，如三元正极、钴酸锂正极等。
19、（4）本专利技术的电解液可以在极低使用量的情况下维持高能量密度锂金属电池的正常工作，有利于推动锂金属电池的规模化应用。
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1.一种耐锂腐蚀电解液，其特征在于：包括锂盐、溶剂和共溶剂，所述溶剂为能够溶解锂盐的醚基溶剂，共溶剂为能溶解溶剂但不溶解锂盐的无氧元素的卤代烷烃或卤代芳香烃。
2.根据权利要求1所述的一种耐锂腐蚀电解液，其特征在于：所述锂盐为双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐锂腐蚀电解液，其特征在于：所述溶剂为乙二醇二甲醚、乙醚和四氢呋喃中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐锂腐蚀电解液，其特征在于：所述无氧元素的共溶剂为1,1,1,3,3-五氟丁烷、2H,3H-十氟戊烷、1,1,2,2,3,3,4-七氟环戊烷、1,1,2,2,3-五氟丙烷、1,3-二氟丙烷、1-氟丁烷、六氟丁烷、1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁烷、1H-全氟戊烷、1H,1H,2H-七氟戊-1-烯、1H,6H-全氟己烷、全氟丁基乙烯、(二氟甲基)三甲基硅烷、苯基三氟硅烷中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐锂腐蚀电解液，其特征在于：所述溶剂与共溶剂的摩尔比为0.3~1。
6. 根据权利要求1所述的一种耐锂腐蚀电
7.一种权利要求1所述耐锂腐蚀电解液的制备方法，其特征在于：将溶剂和共溶剂按比例混合均匀后，加入锂盐至完全溶解，即得耐锂腐蚀电解质。
8.一种权利要求1所述耐锂腐蚀电解液用于锂金属电池，其特征在于：还包括正极材料和负极材料，正极材料为层状镍钴锰基三元氧化物，负极为锂金属或锂合金中的一种。
9.根据权利要求8所述的一种耐锂腐蚀电解液用于锂金属电池，其特征在于：所述正极材料为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2中的一种。
10.根据权利要求8所述的一种耐锂腐蚀电解液用于锂金属电池，其特征在于：所述锂金属电池为纽扣电池、软包电池或圆柱电池。
...【技术特征摘要】
1.一种耐锂腐蚀电解液，其特征在于：包括锂盐、溶剂和共溶剂，所述溶剂为能够溶解锂盐的醚基溶剂，共溶剂为能溶解溶剂但不溶解锂盐的无氧元素的卤代烷烃或卤代芳香烃。
2.根据权利要求1所述的一种耐锂腐蚀电解液，其特征在于：所述锂盐为双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐锂腐蚀电解液，其特征在于：所述溶剂为乙二醇二甲醚、乙醚和四氢呋喃中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐锂腐蚀电解液，其特征在于：所述无氧元素的共溶剂为1,1,1,3,3-五氟丁烷、2h,3h-十氟戊烷、1,1,2,2,3,3,4-七氟环戊烷、1,1,2,2,3-五氟丙烷、1,3-二氟丙烷、1-氟丁烷、六氟丁烷、1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁烷、1h-全氟戊烷、1h,1h,2h-七氟戊-1-烯、1h,6h-全氟己烷、全氟丁基乙烯、(二氟甲基)三甲基硅烷、苯基三氟硅烷中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐锂腐蚀电解液...
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