【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体涉及一种电解液及锂电池。
技术介绍
1、锂离子电池因其具备能量密度高、体积小、无记忆效应、循环寿命长等特点被广泛应用于便携式设备、电子产品、电动汽车等领域。随着对锂离子电池能量密度要求的不断提高，商用锂离子电池的石墨负极已经无法满足高能量密度应用的需求，锂金属以其3860mah·g-1的超高理论比容量，被视为石墨负极的最佳替代品，因而锂金属负极电池被更多地关注和研究。
2、由于锂金属很活泼，在循环过程中，锂金属电极表面的固体电解质界面膜(sei膜)很容易发生反复的破坏和再生成，使锂金属电极表面的锂枝晶不断地生成和长大。上述不利变化将导致二次锂金属电池快速失效，不断生长的锂枝晶最终会刺穿隔膜导致电池短路，传统的有机电解液极易燃，引发电池燃烧和爆炸等安全事故。此时，兼顾电池体系的安全性和电化学性能的so2基无机电解液应运而生。研究表明，锂金属电极在so2基电解液中可以获得高离子电导率，高锂离子浓度，高锂离子迁移数，不可燃性，以及高倍率性能等优良电性能。但其循环性能较差，电化学窗口较窄，界面稳定性差等原因极大地限制了其在二次电池体系中的应用。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种电解液及其锂电池，通过对电解液添加剂的改良以及正负极极片结构的改进，拓宽了锂金属二氧化硫基电解液体系的电化学窗口、延长了电池循环寿命，改善了界面稳定性，整体提升了该电池体系的综合电性能。
2、本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术
4、e为第一主族和/或第二主族碱金属元素，1≤x≤2，0＜y≤12；
5、所述第一添加剂选自mg(no3)2、mgcl2、gacl2、kcl中的一种或多种；
6、所述第二添加剂选自lino3、lif、licl中的一种或多种。
7、进一步地，所述e(alcl4)x·yso2在所述电解液中的质量占比为90％-99.9％；所述第一添加剂及第二添加剂的质量和在所述电解液中的质量占比为0.1％-10％。
8、进一步地，所述第一添加剂与第二添加剂的摩尔比为1:2～2:1，例如1:1。
9、本专利技术第二方面提供了一种锂电池，包括正极极片、负极极片、隔膜及第一方面所述的电解液。
10、进一步地，所述正极极片包括集流体及设置在集流体至少一面上的活性材料层；所述活性材料层中的活性物质优选为科琴黑、球形活性炭、石墨烯、有序介孔碳中的一种或多种；所述集流体优选为铝箔或镍箔，更优选为多孔铝箔或泡沫镍箔。
11、进一步地，所述负极极片为锂金属板，或，所述负极极片包括负极集流体及设置在负极集流体至少一面上的锂金属层；所述负极集流体优选为金属箔、碳布、碳纤维膜、石墨烯膜中的一种，更优选为具有三维多孔结构的负极集流体，例如泡沫金属箔。其中，所述负极极片优选为具有三维多孔结构的锂铜复合带，例如泡沫锂铜复合带等。
12、进一步地，所述正极极片和/或负极极片在与隔膜相接触的表面上设置有改性薄膜层；所述改性薄膜层包含界面剂和/或功能添加剂。
13、进一步地，所述改性薄膜层的厚度为10-30μm。
14、进一步地，所述改性薄膜层包含界面剂、功能添加剂及粘结剂；所述界面剂及功能添加剂的总体积与粘结剂的体积比为1:9-1:1。
15、进一步地，所述界面剂为丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇、乙酸乙酯中的一种或多种。
16、进一步地，所述功能添加剂包括成膜添加剂以及实现高电压、低阻抗、高导电率等功能的功能性添加剂中的一种或多种，例如包括氯化亚砜、己二腈、氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、二甲基砜、戊二腈中的一种或多种。
17、进一步地，所述粘结剂为聚四氟乙烯、偏氟乙烯的共聚物、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯中的一种或多种。
18、进一步地，所述界面剂与功能添加剂的体积比为3:7-7:3。
19、进一步地，所述隔膜为聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、玻璃纤维隔膜、复合涂层隔膜中的一种。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
21、1.本专利技术提供了一种电解液，包含具有较宽电化学窗口的第一、第二添加剂，在二者的协同作用下，可有效提高电解液中的锂离子浓度及锂离子迁移率，促进电化学反应正向加速进行，同时减少过程副反应的发生，降低锂离子迁移通过sei膜的能垒来稳定锂离子的电沉积，从而使电池具有更好的电化学稳定性和界面稳定性，延长了电池循环寿命，且电池还具有稳定且较宽的电化学窗口。
22、2.本专利技术通过对正负极极片的结构进行改进，在极片与隔膜相贴合的面上增加改性薄膜层，该改性薄膜层中包含界面剂和功能添加剂(例如具有较宽电化学窗口的成膜添加剂)。改性薄膜层的设置一方面可改善电解液与电极接触界面环境，使二者界面稳定且可平滑过渡，从而减小界面极化电阻和通过能垒，减少界面副反应，进而提高电池的电化学稳定性和界面稳定性，改善电池循环性能及库伦效率；另外，功能添加剂的引入有利于形成优良的界面膜，使进入正负极的锂离子能够稳定嵌入、脱出，减少锂枝晶产生，有利于电池循环性能的提高。此外，本专利技术通过采用具有多孔结构的负极极片，使部分锂枝晶可以嵌入孔洞中，从而使界面膜更加平顺牢固，进一步增强电池循环性能、界面稳定性及保持较宽电化学窗口。
23、3.本专利技术通过对电解液添加剂的改良以及正负极极片结构的改进，拓宽了锂金属二氧化硫基电解液体系的电化学窗口，延长了电池循环寿命，循环80次的容量保持率均在100％以上，改善了界面、电化学稳定性，有效降低了电池内部电阻，整体提升了该电池体系的综合性能。
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1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括E(AlCl4)x·ySO2、第一添加剂及第二添加剂；其中，
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂及第二添加剂的质量和在所述电解液中的质量占比为0.1％-10％。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂与第二添加剂的摩尔比为1:2～2:1。
4.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括正极极片、负极极片、隔膜及权利要求1-3任一项所述的电解液。
5.根据权利要求4所述的锂电池，其特征在于，所述负极极片为锂金属板，或，所述负极极片包括负极集流体及设置在负极集流体至少一面上的锂金属层；
6.根据权利要求4或5所述的锂电池，其特征在于，所述正极极片和/或负极极片在与隔膜相接触的表面上设置有改性薄膜层；
7.根据权利要求6所述的锂电池，其特征在于，所述改性薄膜层的厚度为10-30μm。
8.根据权利要求6所述的锂电池，其特征在于，所述改性薄膜层包含界面剂、功能添加剂及粘结剂；所述界面剂及功能添加剂的总体积与粘结剂的体积比
9.根据权利要求6所述的锂电池，其特征在于，所述界面剂为丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇、乙酸乙酯中的一种或多种；
10.根据权利要求9所述的锂电池，其特征在于，所述界面剂与功能添加剂的体积比为3:7～7:3。
...【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括e(alcl4)x·yso2、第一添加剂及第二添加剂；其中，
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂及第二添加剂的质量和在所述电解液中的质量占比为0.1％-10％。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂与第二添加剂的摩尔比为1:2～2:1。
4.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括正极极片、负极极片、隔膜及权利要求1-3任一项所述的电解液。
5.根据权利要求4所述的锂电池，其特征在于，所述负极极片为锂金属板，或，所述负极极片包括负极集流体及设置在负极集流体至少一面上的锂金属层；
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【专利技术属性】
技术研发人员：江柯成，张建飞，王敏，卢书娟，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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