[发明专利]一种电解液及其应用、锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种电解液及其应用、锂离子电池。本发明提供的电解液包括溶剂和锂盐，所述溶剂为全氟聚醚酯和卤代酰胺化合物。在本发明中，所述全氟聚醚酯含有高含量的氟原子取代，在高电压条件下不易被氧化分解，有利于使组装的电池维持较高的容量保持率；卤代酰胺化合物作为电解液的共溶剂，在高压条件下其优先分解，并在正极表面反应形成一层稳定的保护膜，原位包覆高电压正极表面，避免了电极与电解液的直接接触，进而有利于提高锂离子电池在高电压下的循环稳定性；卤代酰胺化合物具有高的介电常数，可以解离大量的锂盐，促进离子的快速传导，有利于提高电解液的电化学性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种电解液及其应用、锂离子电池。

背景技术

目前的高电压锂离子电池中，商用的电解液主要是碳酸酯基电解液，当锂离子电池工作电压达到4.3V以上时，电解液会发生剧烈的氧化分解反应，并且产生大量气体，导致锂离子电池的嵌脱锂过程无法正常进行，造成锂离子电池失效。此外，高电压锂离子电池在循环过程中，会因为电解液的氧化分解以及正极活性材料自身的副反应(如氧气的析出或过渡金属离子的溶出)，使得电解液的循环性能恶化，降低高电压锂离子电池的电化学性能。

目前尚无能够匹配更高比容量的正极材料的高电压锂离子电池的电解液体系。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电解液，具有高电压下循环性能优良的特点，能够与高电压锂离子电池正极材料良好匹配。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种电解液，包括溶剂和锂盐，所述溶剂为全氟聚醚酯和卤代酰胺化合物。

优选的，所述全氟聚醚酯具有如下结构中的任意一种：

所述m为2～15的整数，所述n为2～10的整数，

所述R为R1～R6中的一种：

优选的，所述全氟聚醚酯的摩尔质量为400～1000g/mol。

优选的，所述卤代酰胺化合物具有如下结构中的任意一种：

优选的，所述全氟聚醚酯和卤代酰胺化合物的体积比为(1～8)：1。

优选的，所述锂盐包括六氟磷酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二氟碳酸锂、氟硼酸锂、二草酸硼酸锂和三氟甲磺酸锂中的一种或者多种。

优选的，所述锂盐在电解液中的浓度为1～2.5mol/L。

本发明还提供了上述技术方案所述电解液在锂离子电池中的应用。

本发明提供了一种锂离子电池，包括正极、电解液、隔膜和负极，所述电解液为上述技术方案所述电解液。

优选的，所述锂离子电池的工作电压≥4.3V。

本发明提供了一种电解液，包括溶剂和锂盐，所述溶剂为全氟聚醚酯和卤代酰胺化合物。在本发明中，全氟聚醚酯具有全氟特性，有利于获得高压下较高的氧化稳定性，防止高压下电解液在阳极表面发生大量氧化，有利于确保电解液的高压化学稳定性；卤代酰胺化合物作为共溶剂，在高压条件下其优先分解，并在正极表面反应形成一层稳定的保护膜，原位包覆高电压正极表面，避免了电极与电解液的直接接触，进而有利于提高锂离子电池在高电压下的循环稳定性。

实施例测试结果表明，采用本发明提供的电解液得到的锂离子电池，在截止电压为4.5V时仍表现优异的循环稳定性，容量保持率≥98％。