[发明专利]含氟取代丁二酸酐及丁二酸酐衍生物的非水电解液及包含它的碱金属二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种二次电池，具体地，涉及含氟取代丁二酸酐及丁二酸酐衍生物的非水电解液及包含它的碱金属二次电池。

背景技术

随着便携式电子产品的发展及电动车、电力储存系统等的发展对电源的要求越来越高，在电源的供应上，更是要求使用时间长、重量轻、稳定性好和安全性高。此外，面对二十一世纪的洁净能源的问题，新型电池的开发将扮演着非常重要的角色。锂离子电池由于具有电压高，能量密度大，保存时间较长等优点，极受到各界的推崇。然而锂离子电池具有能量密度大等优点，但是还具有一些缺点如，安全性可靠性，循环寿命不够长，电化学稳定性，热稳定性不够好，耐燃性有待于改进等。而这些方面的改进，除了从正极及负极或者隔膜材料的选择及改善外，最有效直接的方法是从电解液入手，而其中电解质主要分为锂盐，传质介质及溶剂系统两部分。

理想的电解质须同时具有高介电常数和低粘度的特性，因此一般的电解液会同时含有高介电常数的环状碳酸酯类和低粘度的链状碳酸酯类。目前在业界常使用包含碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯的电解液，不过由于碳酸亚乙酯（Ethylene Carbonate， EC）是熔点高达37℃的溶剂，造成电池在低温状态下电池性能不佳，而碳酸亚丙酯 (Propylene Carbonate, PC)则易与锂离子发生共嵌入效应，会造成电池寿命减少。

一般商用的电解质，由高介电常数的碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯及低粘度的直链状酯构成，直链状酯主要有碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)等构成，同时也加入碳酸亚乙烯基酯(VC)、亚硫酸酯、磷酸酯或其衍生物化合物等添加剂，用于提升及改善电池的寿命、电容量和低温性能，不过在高温寿命、循环性能、热稳定性，阻燃性，以及安全性改善方面仍有许多问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用含氟取代的丁二酸酐及丁二酸酐衍生物的非水电解液，用于全方位地改善及增进二次电池的非水性电解质的功用与性能，使二次电池的运用层次得以提高，全面解决现有电解液所遇到的问题。

为了达到上述的目的，本发明提供了一种包含含氟取代丁二酸酐及丁二酸酐衍生物的非水电解液，该非水电解液包含：

    碱金属盐的电解质；

非水溶剂；及

含氟取代丁二酸酐或者含氟取代丁二酸酐衍生物添加剂，其中，该添加剂选择氟取代丁二酸酐或含氟取代丁二酸酐衍生物的任意一种，或任意两种以上的组合。

上述的包含含氟取代丁二酸酐及丁二酸酐衍生物的非水电解液，其中，该碱金属盐的电解质选自：由LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、LiSbF₆、LiClO₄、LiAlCl₄、LiGaCl₄、LiNO₃、LiC（SO₂CF₃）₃、LiN（SO₂CF₃）₃、LiSCN、LiO₃SCF₂CF₃、LiC₆F₅SO₃、LiO₂CCF₃、LiSO₃F、LiB（C₆H₅）₄、及LiCF₃SO₃所组成的组。

上述的包含含氟取代丁二酸酐及丁二酸酐衍生物的非水电解液，其中，该非水溶剂选自：由碳酸亚乙酯，碳酸亚丙酯，碳酸亚丁酯，碳酸二丙酯，酸酐，N-甲基吡咯烷酮，N-甲基乙酰胺，N-甲基甲酰胺，二甲基甲酰胺，二乙基甲酰胺，γ-丁基内酯，乙腈，二甲亚砜和亚硫酸二甲酯，碳酸亚乙烯酯，碳酸甲丙酯，1，3-二氧戊环，1，2-二乙氧基乙烷，1，2-二甲氧基乙烷，1，2-二丁氧基，四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃，环氧丙烷，乙酸乙酯，乙酸甲酯，丁酸甲酯，丁酸乙酯，丙酸甲酯，丙酸乙酯，碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯，乙酸丙酯、及室温离子液体等所组成的组。 

上述的包含含氟取代丁二酸酐及丁二酸酐衍生物的非水电解液，其中，含氟取代丁二酸酐或者含氟取代丁二酸酐衍生物添加剂的添加比例占电解液重量百分比的0.01%-10%。