[发明专利]锂二次电池电解液及其制备方法以及锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池领域，更具体地，本发明涉及一种含有氟烷基硼酸酯的锂二次电池电解液。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、比能量密度大、循环寿命长、自放电率低、 无记忆效应以及环境污染小等优点，已经广泛应用于电子消费品市场，也是未来电动车辆和各种电动工具的理想动力源。

目前，液态锂二次电池电解液普遍使用环状碳酸酯（例如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯）和链状碳酸酯（例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯）混合溶剂，其中环状碳酸酯粘度偏高，表面张力相对较大，所以锂二次电池在注液的过程中，电解液的浸润性不太好，尤其是在温度较低或者电极片的压实密度比较高的时候，电解液对电极材料和隔膜的浸润性变差，这样会导致电极材料与电解液的接触电阻偏大，同时会影响正负极材料的利用率，不利于电池容量的发挥，以及不利于电极表面钝化膜的形成，从而损害电池的循环寿命。另外碳氢化学键在高电位下容易在正极表面断裂而发生氧化反应，例如当钴酸锂的截止电压提升至4.4V以上时，这种电极表面的电化学反应加剧，导致电池的循环寿命和安全问题。

 由于电子产品和动力电池对续航能力的急需要求，目前技术层面上主要是通过提升电池的电压以进一步释放锂二次电池的容量，或者提高电极片的压实密度，从而提升电池的能量密度，而这两个方案会导致上述的电解液氧化以及浸润性的问题。

发明内容

鉴于背景技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种安全型高容量锂二次电池的电解液，该电解液具有较低的表面张力，使高容量锂二次电池具有优越的加工和循环性能。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

锂二次电池电解液，包括非水有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述非水有机溶剂包括碳酸酯和羧酸酯，所述电解液还包括氟烷基硼酸酯：其结构通式为：(R₁O)B(OR₂)(OR₃)；其中R₁、R₂和R₃是碳原子数为 1～10的烷基或含氟烷基。

R₁、R₂和R₃为CF₃、 CF₃CH₂、CF₂HCH₂、CF₃CF₂、CF₂HCF₂CH₂、CF₃CFHCF₂、CF₃CF₂CH₂、CF₃CF₂CF₂、HCF₂CF₂CF₂CH₂、CF₂HCF₂CF₂CF₂、(CH₂F)₂CH、(CF₃)₃C、CF₃(CF₂CF₂)₂CF₂、HCF₂CF₂OCH₂CH₂CH₂、C₆F₁₃、C₈F₁₇的任一种。

R₁、R₂和R₃至少有1个为含氟烷基。

所述电解质锂盐为LiBF₄、LiPF₆、LiAsF₆、LiClO₄、LiSO₃CF₃、LiB(C₂O₄)₂、LiBF₂C₂O₄、LiN(SO₂CF₃)₂、LiN(SO₂F)₂中的一种以上。