[发明专利]一种非水电解液及钛酸锂电池

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种非水电解液及钛酸锂电池。

背景技术

目前，商品化的锂离子电池负极材料大多采用可嵌脱锂的碳材料，碳材料作为锂离子电池负极材料存在一些缺点：碳负极电位与金属锂的电位很接近，在电池过充时容易在负极表面析锂，同时生成锂枝晶刺穿隔膜，引起电池内部短路发生燃烧、爆炸，使锂离子电池在使用时存在很大的安全隐患。

为了提高锂离子电池的安全性，寻找嵌脱锂电位比碳负极稍正的新型负极材料是必要的，其中低电位过渡金属氧化物及复合氧化物作为锂离子电池的负极材料引起了人们的广泛注意，钛酸锂（Li₄Ti₅O₁₂）是其中广受关注的材料之一。尖晶石型钛酸锂被称为“零应变”电极材料，在充放电过程中，在锂离子的嵌入-脱嵌过程中，都为尖晶石结构，且晶格常数变化很小，体积变化几乎不发生变化，使钛酸锂电池具有很好的循环性。同时，Li₄Ti₅O₁₂电极电位在1.55V vsLi+/Li，其嵌脱锂电位较高，避免了金属锂的析出。此外，锂离子在钛酸锂中的扩散系数为2×10^-8cm²/s，比碳负极材料大一个数量级，充放电速度很快，同时，Li₄Ti₅O₁₂还具有抗过充能力好、热稳定性和安全性好等优点，这是电动汽车等领域所需求的特性。

但是，钛酸锂电池与普通电池相比，在电池循环过程容易发生气胀，这主要是由于钛酸锂电池在循环过程中，钛酸锂负极和电解液溶剂的本征界面会发生反应，主要是电解液溶剂中的烷基碳酸酯会发生脱羧基、脱羰基和脱氢反应，产生H₂、CO、CO₂等气体。现有技术中，通常是通过对钛酸锂电池的电极材料的改进来解决气胀的问题，但是该种方法比较复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够抑制钛酸锂电池气胀的非水电解液。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种采用上述电解液的钛酸锂电池。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种非水电解液，包括锂盐、溶剂和添加剂，所述的添加剂包括添加剂A和添加剂B，其中，所述的添加剂A占所述的电解液的质量百分比为0.01～10%，所述的添加剂B占所述的电解液的质量百分比为0.01～10%，

所述的添加剂A的结构式为其中，R₁、R₂、R₃独立为C₁至C₃的烷基，R₄为C₁至C₅的直链或支链的烷基；

所述的添加剂B的化学式为CH₃O(CH₂CH₂O)_mCH₃，其中，m为1至6的整数。

其中，当R₄有1个C时，为CH2；当R₄有4个C时，可以为或者为

优选地，所述的添加剂A为

优选地，所述的添加剂B为

优选地，所述的添加剂A占所述的电解液的质量百分比为1～3%，所述的添加剂B占所述的电解液的质量百分比为1～3%。

优选地，每1L所述的溶剂中溶解1.0～1.5mol的所述的锂盐。

优选地，所述的锂盐选自LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、LiClO₄、LiN(SO₂CF₃)₂、LiN(SO₂F)₂、LiN(SO₂C₂F₅)₂、LiSO₃CF₃、LiC₂O₄BC₂O₄、LiF₂BC₂O₄、LiN(SO₂F)₂中的一种或多种。