[发明专利]一种适用于钛酸锂电池的新型电解液体系

说明书

技术领域

本发明属于电化学储能技术领域，涉及到一种适用于钛酸锂电池的新型电解液体系。

背景技术

随着全球经济的高速发展，传统化石能源的采集和利用难以满足现代经济发展的需求，并带来一系列社会及环境问题，已成为世界范围内亟待解决的现实和战略问题，因此开发利用可再生能源在可持续发展的能源体系的建立、能源生产和消费方式的进步、全球经济发展和环境保护等方面具有深远意义。目前可供人类利用的新能源类型主要有太阳能、风能和潮汐能等，共同特点在于分布广泛，环境友好，可再生，同时也有一定的波动性和随机性，不能直接储存利用，需要使用适合的储能技术对其进行储存和管理，其中二次电池是最重要的储能技术之一。目前主要应用的二次电池种类中，相较于传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池等，锂离子电池具有无记忆效应、环境友好、工作电压和能量密度高以及循环寿命长等优点，在世界范围内受到了广泛的重视和应用。

安全性好、长寿命和高容量是储能电池和动力电池最重要的指标。传统的碳负极材料嵌锂电位较低，易产生锂枝晶；循环过程中形变较大，导致容量衰减；插锂状态下热稳定性较低，具有一定的安全隐患。相对于传统的碳负极材料，钛酸锂的嵌锂电位较高，不易产生锂枝晶；充放电过程中几乎无形变，循环性能优良；材料内部离子扩散速率快且原料无毒，绿色环保，是最受关注的新一代负极材料。

然而实际应用中发现钛酸锂电池在循环及储存过程中胀气现象明显，导致容量衰减严重。因此，研发可以有效抑制胀气现象的、适用于钛酸锂电池的电解液体系，可以有效推动钛酸锂电池在储能和动力电池领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于钛酸锂电池的新型电解液体系，可以有效抑制钛酸锂电池胀气现象。

本发明的第一方面，提供一种电解液体系，包含电解质和溶剂，所述溶剂为醚类溶剂与碳酸酯类溶剂的混合溶剂,所述醚类溶剂与碳酸酯类溶剂的质量比例为(1-x):x，其中0＜x≤0.9；其中，所述碳酸酯类溶剂为环状碳酸酯类溶剂、或环状碳酸酯类溶剂与链状碳酸酯类溶剂的混合溶剂，所述环状碳酸酯类溶剂与链状碳酸酯类溶剂的质量比例为(1-y):y，其中0＜y≤0.9。

在另一优选例中，所述环状碳酸酯类溶剂为碳酸丙烯酯PC、氟代碳酸乙烯酯中的一种或两种的混合溶剂；和/或

所述链状碳酸酯溶剂为碳酸二甲酯DMC、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲乙酯EMC中的一种或两种以上（包括两种）的混合溶剂。

在另一优选例中，所述醚类溶剂为：

H₃C(CH₂)_n-O(CH₂CH₂O)_m-(CH₂)_nCH₃、氟代的H₃C(CH₂)_n-O(CH₂CH₂O)_m-(CH₂)_nCH₃、二恶烷、三恶烷、1,3-二恶烷、γ-羟基丁酸内酯、三聚乙醛、桉树脑、四氟乙基-环己基醚、甲基-4-(1,1,2,2-四氟乙氧基)苯甲酸酯、乙基-4-(1,1,2,2-四氟乙氧基)苯甲酸酯、四氟乙基-4-甲基苯基醚、四氟乙基苯甲基醚、4-(1,1,2,2-四氟乙氧基)氯苯、1,3-(1,1,2,2-四氟乙氧基)苯、1,4-(1,1,2,2-四氟乙氧基)苯中的一种或两种以上（包括两种）的混合溶剂，

式中，m=0～10，n=0～10。

在另一优选例中，n为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。

在另一优选例中，m=1～6。

在另一优选例中，n=0～4，较佳地，为1~4。

在另一优选例中，m=2～4。

在另一优选例中，n=2～3。

在另一优选例中，所述电解质选自：LiPF₆、LiBF₄、LiCF₃SO₃、LiODFB、LiN(SO₂CF₃)₂中的一种或其组合。

在另一优选例中，所述醚类溶剂与碳酸酯类溶剂的质量比例为(1-x):x，其中0＜x≤0.8。

在另一优选例中，所述电解液中还包含添加剂，所述添加剂选自：