[发明专利]一种高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液及锂离子电池

权利要求书

1.一种高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，所述电池电解液包含非水性有机溶剂、锂盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂包含A、B、C三种添加剂，所述添加剂A的结构式为M，所述添加剂B是具有结构式N或O的化合物，所述添加剂C为一类含硫的环状有机化合物；

其中，R₁选自氟、C_1-6的烷基、C_2-6的烯基、亚乙烯基、乙烯基亚乙烯基、C_1-6的亚烷基、取代或未取代的C_2-6的亚烯基；优选氟、C_1-6的烷基或C_2-6的烯基；

化合物N可以是对称的，也可以是非对称结构，化合物N中的R₂和R₃分别独立选自氟原子、三(三氟甲基)硅基、C₁-C₆的全氟烷基、全氟氧基；

化合物O中的R₄基团可以为未被取代的1-4个碳的亚烷基或氟取代的亚烷基。

2.根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述全氟烷基选自三氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟异丙基、全氟正丁基、全氟异丁基。

3.根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添加剂A为碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,2-二氟代碳酸乙烯酯、4-三氟甲基碳酸乙烯酯和4-全氟丁基碳酸乙烯酯中的一种或一种以上的组合。

4.根据权利要求2或3所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添加剂A的添加量为电解液总重量的0.1-20％；所述添加剂B的添加量为电解液总重量的0.1-15％。

5.根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添加剂C选自1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸亚乙酯、4-丙基硫酸亚乙酯、甲烷二磺酸亚甲环酯中的一种或一种以上的组合；优选地，所述添加剂C的加入量占电解液总重量的0.1-5％，优选0.1-3％。

6.根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述非水性有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯中的两种以上按任意比例混合的混合物；优选地，所述非水性有机溶剂用量占锂离子电池电解液总质量的65-85％。

7.根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、三草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂中的至少一种；优选地，所述锂盐用量占锂离子电池电解液总质量的10-20％。

8.根据权利要求1所述的高能密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添加剂中可能还包括氟代醚类添加剂调节膜的阻抗，增强电池在高面密度和高压实体系中的浸润效果，氟醚类添加剂包括氟甲基-1,1,1,3,3,3-六氟异丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、2,6-二氟苯甲醚、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚、四氟甲基丁基醚、1,1,3,3,3-五氟-2-三氟甲基丙基甲基醚、1,1,2,3,3,3-六氟丙基2,2,2-三氟乙基醚,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-4-甲基苯基醚中的一种或一种以上。

9.一种高能量密度磷酸亚铁锂锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1-8任一项所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液。

10.根据权利要求9所述的高能量密度磷酸亚铁锂锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极极片和负极极片及隔离膜，所述正极极片包括正极集流体和正极集流体表面的正极膜片，所述正极膜片包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，其中，所述正极活性物质为磷酸亚铁锂正极材料，正极的压实密度≥2.2g/cm³。所述锂离子电池中负极极片包含的负极活性物质为人造石墨、包覆型天然石墨、硅碳负极或硅负极材料，对应负极压实密度≥1.55g/cm³。