[发明专利]一种含双氟磺酰基亚胺锂的锂离子电池电解液

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池电解液技术领域，特别是涉及一种含双氟磺酰基亚胺锂的锂离子电池电解液。

背景技术

锂离子电池电解液是锂离子电池中的重要组成部分，随着锂离子电池在数码、航模、贮能、动力等各领域的应用越来越广泛，对电解液也提出更多的要求。目前，商业化锂离子电池的非水电解液中，大多选择六氟磷酸锂(LiPF₆)作为导电盐，这主要是由于LiPF₆溶于环状碳酸酯(如EC、PC)与线型直链碳酸酯(如DMC、DEC或EMC)构成的混合溶剂的电解液，而且LiPF₆具有电导率高，耐氧化还原性强，对正极集流体铝箔实现钝化无腐蚀性等优异性能。但是，LiPF₆受热易分解，在高温时(大于55℃)，使用LiPF₆的非水电解液的锂离子电池，其电化学性能和安全性能则显著下降。因此，近二十年来学术界与产业界也一直致力于研发综合性能更为优越的导电盐，从而根本性地提高电解液的使用寿命与安全性能。

目前，正在开发的半径适中、配位能力较弱以及耐氧化和还原性能较强的双氟磺酰基亚胺锂(LiN(FSO₂)₂，简称LiFSI)，是一种热稳定性较好的锂盐。如公开号为CN102983353的中国发明专利申请公开了一种锂二次电池及其制备方法，其技术方案中采用了不对称氟磺酰亚胺锂盐替代传统的LiPF₆，从而避免了传统电解液体系诸如不稳定、易分解等问题，其完全取代LiPF₆后，锂二次电池在高温情况下仍然保持优异的性能。

然而，上述现有技术仅仅解决了锂离子电池电解液热稳定性差的技术问题，对于含有LiFSI电解液，仍存在对锂电池电极产生腐蚀性的问题，其在大于4.2V的高电位下，对铝集流体产生严重的腐蚀性，而且在大于4.2V的电压下，即使存在LiPF₆对铝箔的钝化，但随着充放电次数的增加，含LiFSI电解液能够破坏铝集流体表面的钝化膜，进一步腐蚀铝集流体，致使铝集流体出现密集小孔，从而影响锂离子电池的安全性能。

因此，针对现有技术的不足，为了进一步开发LiFSI的应用，亟需要解决LiFSI在高电位下对铝集流体的腐蚀问题。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种含双氟磺酰基亚胺锂的锂离子电池电解液，该电解液能够抑制双氟磺酰基亚胺锂在高电压下对锂电池铝集流体的腐蚀。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种含双氟磺酰基亚胺锂的锂离子电池电解液，包括非水有机溶剂和溶质，其中，溶质包括双氟磺酰基亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、其他锂盐和硫酸酯类化合物，所述硫酸酯类化合物选自由下述通式(I)所示的链状硫酸酯类化合物和通式(II)所示的环状硫酸酯类化合物中的至少一种：

通式(I)中：R1和R2均为对称或者不对称的C1～C10的烃基；

通式(II)中：R3为直链或者支链的烃基，所述环状硫酸酯类化合物为由R3组成的五元环～八元环的环状硫酸酯类化合物；

优选的，R1和R2为CH₃-、CH₃CH₂-、CH₃CH₂CH₂-、(CH₃)₂CH-、CH₃CH₂CH₂CH₂-、(CH₃)₂CHCH₂-、CH₃CH₂(CH₃)CH-、(CH₃)₃C-、CH₂＝CH-、CH₂＝CH CH₂-、CH₃CH＝CH-、CH₂＝CHCH₂CH₂-、CH₃CH＝CHCH₂-、CH₃CH₂CH＝CH-、(CH₃)₂C＝CH-、CH₂＝CH(CH₃)CH-，但不限于此；