[发明专利]一种氟代羧酸锂/钠盐电解液和含有该电解液的锂/钠离子电池

说明书

本发明提供一种氟代羧酸锂/钠盐电解液和含有该电解液的锂/钠离子电池，其特征在于，以重量计算，所述电解液包括0.5％～5％氟代羧酸锂/钠盐、2％～10％锂/钠盐、0.5％～2％添加剂和80％～95％有机溶剂，所述氟代羧酸锂/钠盐的制备流程为：氟代羧酸和氢氧化锂/钠以1:1～1:1.02的摩尔比混合均匀，并在温度70～90℃条件下反应完全，随后将反应产物减压蒸馏除去溶剂，接着进行结晶析出固体并反复过滤，最后将产物在70～90℃范围内进行干燥，得到氟代羧酸锂/钠盐，所述锂/钠离子电池包括正极、负极、隔膜和所述的氟代羧酸锂/钠盐电解液，氟代羧酸锂/钠盐的加入使得锂/钠离子电池的SEI膜具有更好的稳定性，得到性能优异和使用寿命较长的锂/钠离子电池。

技术领域

本发明涉及锂/钠离子电池技术领域，具体涉及一种氟代羧酸锂/钠盐电解液和含有该电解液的锂/钠离子电池。

背景技术

锂/钠离子电池作为绿色环保能源被各个领域广泛使用。以电动车替代燃油车作为未来环保节能方向被各界广泛接受，与此同时也让锂/钠离子电池的需求量呈指数型增长。因此，锂/钠离子电池作为电动车、油电混合动力汽车中最具有潜力的动力电池也迎来了井喷式发展的黄金期。锂/钠离子电池要作为产业化推向市场，也让技术人员对锂/钠离子电池的能量密度、稳定性能、储存性以及生产成本等各方面特性提出了更高更严厉的要求。

锂离子电池由正极材料、负极材料、电解液以及隔膜构成，各个结构之间相互协调工作，每一个组成部分都会对电池性能产生巨大影响。其中电解液起到了离子传输和正负极之间电荷传导的作用，是作为连通正、负极材料之间的桥梁。一般而言，锂离子电池电解液由有机溶剂、锂/钠盐和添加剂构成。电池装配好后电解液浸润在负极材料表面，在第一次充放电过程中，低电位条件下，有机溶剂、锂盐、添加剂在负极材料表面还原分解形成固体电解质界面膜(SEI膜)，SEI膜是电池性能的关键一环，对电池的充放电循环性能起到了关键性的作用。SEI膜的主要成分为有机组分(R-CO₃Li)和无机组分(主要是LiF、Li₂CO₃)，在形成过程中消耗了部分锂离子，使得首次充放电不可逆容量增加，降低了电极材料的充放电效率。在循环过程中，SEI不断增长消耗电解液造成容量的加速衰减，因此SEI膜的稳定性对电池的性能和寿命非常重要。此外，常见的LiPF₆电解质锂盐热稳定性较差，分解后容易造成电池性能衰减。

因此，针对现有锂/钠离子电池体系，开发具有热稳定性的锂/钠盐，构造更稳定的SEI膜，降低锂/钠离子的迁移速率同时防止锂/钠盐分解影响电池性能和使用寿命很有必要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种氟代羧酸锂/钠盐电解液和含有该电解液的锂/钠离子电池，氟代羧酸锂/钠盐的加入使得锂/钠离子电池的SEI膜具有更好的稳定性，得到性能优异和使用寿命较长的锂/钠离子电池。

本发明的目的在于提供一种氟代羧酸锂/钠盐电解液和含有该电解液的锂/钠离子电池，其特征在于，所述电解液包括氟代羧酸锂/钠盐、锂/钠盐、添加剂和有机溶剂，所述氟代羧酸锂/钠盐的结构式为：

[R-COO]^-Li⁺或

[R-COO]^-Na⁺，

其中，R为-C₁～-C₁₇的氟代烷基，R中至少含有1个氟。

优选的，所述氟代羧酸锂/钠盐的制备流程如下：

(1)将固体氢氧化锂/钠在去离子水中溶解得到氢氧化锂/钠溶液，称取氟代羧酸和氢氧化锂/钠以1:1～1:1.02的摩尔比混合均匀，并在温度70～90℃条件下反应4～6小时；

(2)随后将(1)中的反应产物置于烧瓶中，在70～90℃范围内进行减压蒸馏除去溶剂；