[发明专利]一种电解液及包含该电解液的锂金属电池

说明书

本发明提供一种电解液以及包含该电解液的锂金属电池，其中电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括结构式I所示的磺内酰胺化合物；其中，R选自取代或未取代的C₁‑C₁₀烃基，取代基选自苯基、C₁‑C₆烷基、C₁‑C₆烯基；X为硫原子或磷原子；R₁和R₂主要选自氧原子、氟原子、氯原子、溴原子、取代或未取代的C₁‑C₁₀烃基，且R₁和R₂不同时为氧原子。本发明的电解液在正极、负极表面形成的界面膜具有良好的导离子能力，有利于降低电池的阻抗，并且能抑制正、负电极与电解液之间的过度副反应，从而改善电池的循环性能。

本申请是申请日为2019年9月9日，申请号为201910848985.6，发明名称为“一种电解液及包含该电解液的锂金属电池”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种锂电池技术领域，具体地涉及一种电解液及包含该电解液的锂金属电池。

背景技术

目前，锂离子电池已广泛应用于汽车、手机等技术产品。商业化的锂离子电池主要以石墨为负极材料，其容量发挥已经接近石墨理论值(372mAh/g)，很难通过对石墨进行处理而高幅度地提升锂离子电池的容量。金属锂的理论比容量高达3860mAh/g，电极电位低至-3.04V(相对于H₂/H⁺)，因此发展以金属锂作为负极的锂金属电池再次引起科研工作者的关注。然而，限制锂金属电池进一步发展的障碍主要有两个方面：(1)锂金属电池在循环过程中容易产生锂枝晶，锂枝晶容易刺穿电池的隔离膜，导致电池易出现短路；(2)锂枝晶表面积大、活性高，易与电解液剧烈反应，导致金属锂表面SEI膜(界面膜)持续重组，消耗电解液和活性锂，还导致循环效率降低，缩短电池循环寿命。因此，如何有效改善金属锂电极表面性质、抑制锂枝晶的生成是进一步发展锂金属电池需要解决的重点。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电解液以及锂金属电池，其可以有效改善金属锂电极表面性质并抑制锂枝晶的生成。

为了实现本发明的目的，本发明提供的电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括式I所示的磺内酰胺化合物：

其中，

R选自取代或未取代的C₁-C₁₀烃基，取代基选自苯基、C₁-C₆烷基、C₁-C₆烯基；

X为硫原子或磷原子；

R₁和R₂各自独立地选自氧原子、氟原子、氯原子、溴原子、取代或未取代的C₁-C₁₀烃基，其中取代基含有氟、氯、溴、碘、氮、氧、硫、硅、硼、磷中的一种或几种元素；且R₁和R₂不同时为氧原子。

本发明还提供一种包括如上所述的电解液的锂金属电池。

相对于现有技术，本发明至少包括如下所述的有益效果：

1、本发明的添加剂磺内酰胺化合物遇到电池体系内的微量水分，能够原位产生SO₂气体，SO₂进而与锂金属负极发生原位微反应，形成含硫的无机酸盐，改善锂金属表面组成和无机属性，提升锂金属电池的循环性能。