[发明专利]一种电解液及其制备方法和应用

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，公开了一种电解液及其制备方法和应用。包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂为全氟丁基磺酰氟。本发明的功能添加剂全氟丁基磺酰氟可作为锂离子电池电解液的高压成膜添加剂，由于该添加剂具有较低的氧化电位，在首次充放电过程中能够在正极表面形成一层均匀致密、稳定的钝化膜，修饰电极/电解液界面，抑制正极材料的过渡金属溶出，防止过渡金属过量嵌入负极，同时避免因溶剂分子共嵌入对电极材料造成破坏，大大提高了电极的循环性能和安全性，且其形成的固态电解质保护膜能抑制电解液分解，降低电池阻。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电解液及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子二次电池作为一种新型的化学电源，它具有高工作电压、长循环寿命、高能量密度、低污染、无记忆效应等突出的优点，能够满足人们对便携式电器所需要的电池小型轻量化和有利于环保的要求，已经广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机等。此外，随着国家新能源政策的推广，锂离子电池也是未来电动交通工具使用的理想电源。

正极材料的研究支撑着锂离子电池技术的进步。材料的发展带动了电池性能的个性发展，也间接适用于不同的需求领域，成就了锂离子电池应用领域的快速发展。目前研制成功并得到应用的材料多为过渡金属嵌锂化合物，可分为三种：层状结构，代表材料为钴酸锂；尖晶石结构，代表材料为锰酸锂；橄榄石结构，代表材料为磷酸铁锂等。其中钴酸锂材料具有制备简单、开路电压高、可逆容量高、循环寿命好、电化学性能稳定、振实密度大等优势，长期占据市场的霸主地位，缺点是安全性较差，易分解；锰酸锂由于其具有良好的热稳定性，使其获得较好的安全性能，成为早期电动车用锂离子电池首选的正极材料之一，缺点是材料的振实密度较低，电池容量较低，循环性能差，尤其是高温循环时衰退严重；磷酸铁锂热稳定性好，安全性能优异，但相比钴酸锂容量较小，倍率性能和循环寿命更好，常应用于电动自行车和电动汽车等动力系统。

作为锂二次电池的关键材料之一的电解液，是电化学反应不可缺少的部分，它的性能的好坏直接影响锂离子电池性能的优化和提高。电解液溶剂一般使用有机混合溶剂，它至少由一种挥发性小，介电常数高的有机溶剂(如碳酸亚乙酯EC、碳酸丙烯酯PC)和一种较低粘度和易挥发的有机溶剂(如碳酸二甲酯DMC、乙二醇二甲醚DME)组成。目前常用的锂盐主要是LiPF₆、LiClO₄、LiBF₄等。随着用电设备对锂离子电池容量要求的不断提高，人们对锂离子电池能量密度提升的期望越来越高。特别是智能手机、平板电脑、笔记本电脑等各种便携设备，对体积小、待机时间长的锂离子电池提出了更高的要求。而提升锂离子电池的工作电压是增大电池能量密度的重要途径之一。但是随着充电电压的提高，电极材料的过渡金属溶出越来越严重，且过渡金属离子会加速和催化电解液的分解，产生气体分解产物，使电池内压升高，也会破坏电极材料结构。为改善电池的循环性能、安全性能，电解液添加剂始终是研究的热点，如果能开发一种能实现电池高压功能的电解液，进而使锂离子电池性能得到良好发挥，将大大满足人们对生产和生活需要。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种电解液。

本发明的另一目的在于提供上述电解液的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述电解液的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂为全氟丁基磺酰氟。

优选的，所述添加剂的加入量占有机溶剂和导电锂盐总质量的0.1％～5％。

优选的，所述有机溶剂为线型碳酸酯溶剂和环状碳酸酯溶剂。

优选的，所述环状碳酸酯溶剂和线型碳酸酯溶剂的质量比为1:1～3。