[发明专利]一种阻燃型电解质溶液及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃型电解质溶液及其应用，属于材料技术领域。

背景技术

锂电池由于具有高比能量、高电压、体积小、重量轻等优点，近十年获得巨大发展，尤其是锂离子电池已成为通讯类电子产品的主要电源之一。然而，目前锂电池的电解液是由易燃的有机溶剂和锂盐组成，且由于电池在使用时会放出大量的热量，使这些有机溶剂及其蒸汽容易着火引发火灾甚至爆炸，直接导致锂电池的安全问题，影响了锂电池的更广泛使用。虽然研究者们在电池上加装安全阀，但这些附加装置增加了电池的复杂性和生产成本，也不能彻底解决电池安全性问题。因此，有必要建立一种内在的安全保护机制，而在电解液中添加功能性添加剂具有针对性强、用量少的特点，且在不增加或基本不增加电池成本、不改变生产工艺的情况下，能显著改善电池的某些宏观性能。

发明内容

本发明所要解决的第一个问题在于提供一种具有阻燃甚至完全不燃烧功能的阻燃型电解质溶液。

本发明所要解决的第二个问题是提供具有阻燃性能的锂电池电解液。

为解决上述第一个问题，本发明的主要技术原理是：在电解质溶液中增加阻燃添加剂，以制备阻燃甚至完全不燃烧的电解质溶液。

本发明采用的具体技术方案是：一种阻燃型电解质溶液，其特征在于：该电解质溶液由四类成份组成：(A)锂盐，(B)碳酸酯类和/或醚类有机溶剂，(C)阻燃添加剂和(D)其他功能添加剂，其组成可以简写为A+B+C+D；其中(A)锂盐在此电解液中的摩尔浓度范围是：0.001-2摩尔/升，(C)阻燃添加剂在此电解液中所占的质量比例范围是：0.1％-50％，组分(D)其他功能添加剂在此电解液中的摩尔浓度范围是：0-0.5摩尔/升；上述的(C)阻燃添加剂选自以下分子结构中的至少一种：

上式中，R1-12任选自烷基、烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基、烯烃基、卤代烯烃基、苯基、联苯基、卤代苯基、卤代联苯基中的一种，其中：卤素为F、Cl或Br，卤代包含部分取代和全取代，N为小于10的整数。

所述的(A)锂盐可以是具有如下分子式的化合物中的一种或几种共存：LiBF₄，LiPF₆，LiAsF₆，LiClO₄，LiN(SO₂CF₃)₂，LiN(SO₂C₂F₅)₂，LiSO₃CF₃，LiC₂O₄BC₂O₄，LiF₂BC₂O₄，LiFC₆F₅BC₂O₄，LiBF_a[(C₆F_x(C_nF_mH_(2n+1-m))_yH_(5-x-y))]_(4-a)，a＝0、1、2、3，x＝0、1、2、3、4、5，y＝0、1、2、3、4、5，n、m为大于等于零的整数，和LiPF_b[(C₆F_s(C_pF_qH_(2p+1-q))_tH_(5-s-t))]_(6-b)，b＝0、1、2、3、4、5，s＝0、1、2、3、4、5，t＝0、1、2、3、4、5，p、q为大于等于零的整数。

所述的(B)碳酸酯类有机溶剂为环状碳酸酯类和/或链状碳酸酯类化合物；所述的醚类有机溶剂选自四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃(2-Methyl-THF)、1，3-二氧环戊烷(DOL)、二甲氧甲烷(DMM)、1，2-二甲氧乙烷(DME)和二甘醇二甲醚(dimethyl carbitol)中的一种或几种共存。