[发明专利]一种用于含固体电解质的锂二次电池电解液及其应用

说明书

本发明公开了一种用于含固体电解质的锂二次电池电解液及其应用，该锂二次电池电解液包括锂盐和非水性有机溶剂，该非水性有机溶剂为醚类化合物和/或极性小于乙醚的非醚类有机物，该非水性有机溶剂不溶解固体电解质且不与固体电解质发生反应。本发明所提供的用于含固体电解质的锂二次电池电解液既可以作为锂二次电池的电解液，也可以用于固态电池的添加剂，能起到提高离子传导、降低界面阻抗的效果，从而有效提高固态电池的性能。

技术领域

本发明属于锂二次电池技术领域，具体涉及一种用于含固体电解质的锂二次电池电解液及其应用。

背景技术

随着固态电解质的快速发展，目前已经开发出多种类型的固态电解质材料如硫化物电解质材料、氧化物电解质材料以及卤化物电解质材料等，其中，卤化物固态电解质的离子电导率可高达2.05×10^-3S/cm(Angew.Chem.Int.Ed.2019，58，1-8)，该材料与商业常用的如LCO，NMC等氧化物正极材料相兼容，从而有望实现全固态二次电池的商业应用价值。

在目前的锂二次电池体系中，固态电池采用全新固态电解质取代当前有机电解液和隔膜，具有高安全性、高体积能量密度，同时与不同新型高比能电极体系(如锂硫体系、金属-空气体系等)具有广泛适配性，可进一步提升质量能量密度，从而有望成为下一代动力电池的终极解决方案，引起国内外众多研究机构、初创公司和部分车企的广泛关注。

全固态锂电池离子电导率低、界面阻抗过大和循环次数低等技术难点一直未取得关键性突破，短期内很难快速产业化。目前，无机电解质填料增强的聚合物基复合固态电解质有效地提高了固态电解质的锂离子电导率和改善了固态电解质与电极材料界面电阻(Nature，1998，394，456；Solid State Ionics，2009，180，1267；Nano Energy，2016，28，447)，但仍不能满足固态锂离子电池商业化发展的要求。

公开号为CN1050946A的中国发明专利申请公开了一种用于锂离子电池或锂硫电池的纳米结构准固体电解质及其制备方法和应用，该固态电解质层是由无机有机杂化框架材料吸附离子导电剂形成的宏观固态电解质材料，其中，无机有机杂化框架材料只起到吸附离子的功能，本身无锂离子传输性能，只有吸附的离子导电剂起到传输锂离子的作用，这种准固态电解质取代锂离子电池中的电解液与隔膜。

公开号为CN10107645013A的中国发明专利申请公开了一种复合准固态电解质膜及其制备方法，该复合准固态电解质膜包括固体电解质、含锂盐的液体电解液、无机纳米颗粒、以及粘结剂。

公开号为CN108365260A的中国发明专利申请公开了一种准固态电解质，原料组成包括聚合物、陶瓷电解质、锂盐和离子液体，用于金属锂电池、锂空气电池及锂硫电池。

公开号为CN110120545A、CN109768318A、CN109980290A、CN110048168A和CN110112421A的中国发明专利均制备固液混合蓄电池，其中，正极和负极表面均有一层缓冲胶层，胶层采用的据氧化乙烯PEO和聚碳酸亚丙酯等酯类溶剂，这些溶剂与卤化物固态电解质不稳定；此外，吴峰等人将离子液体注入电解质层，制备半固态电池，电池的性能明显提高(Feng Wu，Chemistry of Materials，2016)。

综上可知，现有技术中多采用离子液体和常用电解液，由于硫化物的化学不稳定性，易与极性溶剂反应，而卤化物固态电解质也易于离子液体和常规电解液发生反应，需要寻找与固态电解质稳定溶剂，制备新的电解液。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于含固体电解质的锂二次电池电解液及其应用。

本发明采用如下技术方案：