[发明专利]一种提高浸润性的锂电池电解液及锂电池

说明书

技术领域

本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种提高浸润性的锂电池电解液及锂电池。

背景技术

锂离子电池越来越广泛地深入到人们的生产生活当中，这使得它的安全问题成为关注的要点，锂电池安全问题在电解质方面的解决途径有二，途径一：全固态锂离子电池电解质的研究，目前还在研发阶段，还不成熟，产业化路程还很漫长；途径二：对现有锂离子电池电解液体系的改进，即使用难燃甚至不燃溶剂(含氟的溶剂)或者阻燃剂，是解决目前锂离子电池电解液易燃问题最有希望的途径之一，它们对电池性能损害较小，抑制电解液燃烧的效果明显。但是难燃甚至不燃溶剂一般粘度都较大，电池吸液困难，需要加入一定量的表面活性剂即浸润剂。

含氟表面活性剂具有高表面活性、高耐热稳定性、低可燃性和高化学稳定性等优点。含氟表面活性是迄今为止所有表面活性剂中活性最高的一种，这是含氟表面活性剂最重要的性质，它在浓度很低时就能使溶液的表面张力显著降低；一般含氟表面活性剂加热到400℃以上不会分解，这与C-F键十分稳定有关，C-F键使它具有很高的抗强酸、强碱、强氧化剂的能力，可以在更苛刻的环境中使用；添加含氟表面活性剂的液体润湿力和渗透力大为提高，与其他表面活性剂复配后，具有更高的降低表面张力的能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高浸润性的锂电池电解液及锂电池，使用该电解液的锂电池具有良好的高温输出特性、倍率及循环性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种提高浸润性的锂电池电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述的添加剂包括添加剂A，所述的添加剂A为选自如下结构式中的一种或几种的组合：式中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅独立地为氢、羟基、烷基、烷氧基、烯基、酮基、苯基、苯氧基、氟代烷基、氟代烷氧基、氟代烯基、氟代酮基、氟代苯基、氟代苯氧基中的一种，其中：氟代为部分取代或者全取代。

具体地，所述的R₁为碳原子数为6～10的全氟代烷基，所述的R₂、R₃独立地为碳原子数为1～3的烷基，所述的R₄为碳原子数为1～3的烷基或碳原子数为1～3的酮基，所述的R₅为碳原子数为2～5的烯基或羟基。

更具体地，所述的添加剂A为2-[乙基[(十七氟辛基)磺酰]氨基]乙醇聚氧乙烯醚或甲基丙烯酸N-乙基全氟辛烷磺酰胺基乙酯。

具体地，所述的添加剂A在所述的锂电池电解液中的质量百分比为0.001～2％。

优选地，所述的添加剂A在所述的锂电池电解液中的质量百分比为0.005～1％。

具体地，所述的锂盐为选自六氟磷酸锂LiPF₆、四氟硼酸锂LiBF₄、六氟砷酸锂LiAsF₆、无水高氯酸锂LiClO₄、二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂LiN(SO₂CF₃)₂、三氟甲基磺酸锂LiSO₃CF₃、二草酸硼酸锂LiC₂O₄BC₂O₄、单草酸双氟硼酸锂LiF₂BC₂O₄、双氟磺酰亚胺锂LiN(SO₂F)₂中的一种或几种的组合，所述的锂盐在所述的锂电池电解液中的摩尔浓度为0.001～2摩尔/升。

具体地，所述的有机溶剂为环状碳酸酯类有机溶剂、链状碳酸酯类有机溶剂、氟代有机溶剂中的一种或几种的组合。

更具体地，所述的环状碳酸酯类有机溶剂为选自γ-丁内酯(GBL)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)中的一种或几种的组合；

所述的链状碳酸酯类有机溶剂为选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲丙酯(MPC)、丙酯甲酯(MP)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯(EB)、丁酸丙酯(PB)中的一种或几种的组合；

所述的氟代有机溶剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚或氟代碳酸乙烯酯(FEC)。