[发明专利]一种以硝酸锂为锂盐的高性能本征不燃型锂电池电解液

说明书

本发明公开了一种以硝酸锂为锂盐的高性能本征不燃型锂电池电解液，是以硝酸锂为主锂盐或唯一锂盐，包括有机溶剂、有机成膜添加剂以及锂盐；所述锂电池电解液中，锂盐的摩尔浓度为0.5mol/L～2.8mol/L。本发明使用易于常规有机锂盐的硝酸锂作为导离子锂盐，加之少量的有机成膜添加剂，复配出一种兼具有本征不燃、高效抑制锂枝晶、低成本、生产工艺简单的新型电解液配方，不仅能解决现有二次锂电池高温环境易燃易爆的缺点，还能有效抑制树突状锂枝晶的生长。

技术领域

本发明属于新能源电池电解液领域，具体涉及一种以硝酸锂为锂盐的高性能本征不燃型锂电池电解液。

背景技术

尽快减少含碳可燃物燃烧时产生的二氧化碳气体的排放，开发和发展清洁高效的新能源势在必行。在众多的清洁新能源种类中，锂电池凭借其能量密度高、使用寿命长、应用范围广等诸多优势在近数十年来发展尤为迅速。然而随着锂电池能量密度的大幅度提升，安全问题已成为制约其进一步发展的关键性难题。

锂电池安全问题一方面来源于低闪点、易燃烧的电解液在热滥用、电滥用、机械滥用等状态下极易发生热失控，甚至发生爆炸；另一方面，循环过程中锂枝晶的生长容易刺穿隔膜而导致内短路，进而诱发火灾事故的发生。因此，开发具有阻燃甚至本征不燃的电解液，并同时具备抑制锂枝晶效果的高性能高安全电解液迫在眉睫。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种以硝酸锂为锂盐的高性能本征不燃型锂电池电解液，不仅能解决现有二次锂电池高温环境易燃易爆的缺点，还能有效抑制树突状锂枝晶的生长。

本发明本征不燃型锂电池电解液，是以硝酸锂为主锂盐或唯一锂盐，由有机溶剂、有机成膜添加剂(共溶剂)、无机成膜添加剂以及锂盐组成。

所述有机溶剂为磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、甲基膦酸二乙酯(DEMP)中的一种单溶剂或几种复配构成的混合溶剂。

所述有机成膜添加剂(共溶剂)为氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、亚硫酸乙烯酯(ES)、亚硫酸丙烯酯(PS)中的一种或多种。

所述无机成膜添加剂为三氟环酰亚胺锂(LTFSI)、双三氟甲烷环酰亚胺锂(LITFSI)、六氟磷酸锂(LIPF₆)、二草酸硼酸锂(LIBOB)、二氟草酸硼酸锂(LIDFOB)中的一种或多种。

所述锂盐为高纯硝酸锂(LINO₃)。

所述本征不燃型锂电池电解液中，有机溶剂与有机成膜添加剂(共溶剂)的体积比为 10:0～5:5，具体因不同有机成膜添加剂成分而异，前提是保证电解液具有不燃或者阻燃性质。

所述本征不燃型锂电池电解液中，锂盐的摩尔浓度为0.5mol/L～2.8mol/L，具体根据溶剂性质以及所需性能做调整。

所述本征不燃型锂电池电解液中，无机成膜添加剂的摩尔浓度为0mol/L～1.0mol/L，通常添加量较低，且远低于锂盐浓度，保证以硝酸锂作为唯一锂盐或主锂盐。

本发明的有益效果体现在：