[发明专利]一种电解液添加剂的应用

说明书

本发明涉及一种电解液添加剂的应用，将电解液添加剂溶解在液态电解液中形成混合溶液，所述电解液添加剂在所述液态电解液中的质量百分含量为0.5~2%；所述电解液添加剂为选自羧酸类有机物、磺酸类有机物、亚磺酸类有机物、无机酸、硫醚类有机物和无机陶瓷粉末中的一种或多种组成的混合物。通过在电解液中使用微量的电解液添加剂，不仅具有优异的枝晶生长抑制、安全性和可靠性提高的优点，还阻止了正极材料由于高电压引起的过渡金属的溶解，能大幅提高其循环性能和安全性能，适用于在液态电池中的大规模应用。

技术领域

本发明属于锂电池领域，涉及一种添加剂，具体涉及一种电解液添加剂的应用。

背景技术

如今，可充电锂电池在小型便携式电子产品设备、大规模的电力运输工具以及可再生能源存储系统的利用中普及开来。普遍来说，液态锂离子电池现如今占据市场主导地位。但是，液态锂离子电池存在一系列问题亟待解决。对于层状及尖晶石结构氧化物正极材料来说，正极在充电态下处于高氧化态，容易发生还原相变，骨架中的过渡金属离子与电解质中的溶剂相互作用后析出到电解液，并扩散到负极，催化SEI膜进一步生长，同时正极材料表面结构被破坏，内阻增加，可逆容量损失。对于高容量的层状氧化物，在充电至较高电压时，正极晶格中的氧容易失去电子，以游离氧的形式从晶格析出，并与电解液发生氧化反应，导致热失控，正极材料结构也逐渐破坏。

另外，为了提高正极材料容量，需要充电至高电压以便脱出更多的锂，目前针对钴酸锂的电解质溶液可以充电到4.45V，镍锰酸锂可以充电到4.90V，继续充到更高电压，电解质会氧化分解，正极表面也会发生不可逆相变。对于锂金属负极，在充放电过程中锂的剥离和沉积会产生锂枝晶，也会造成电池短路，导致安全性问题。对于其他负极材料，由于嵌入负极材料内部动力学较慢的原因，在低温过充或大电流充电下，金属锂直接析出在负极表面，可能导致锂枝晶，造成微短路；高活性的金属锂与液体电解质直接发生还原反应，损失活性锂，增加内阻。对于钠电池，它也面临着和锂电池同样的问题。开发新的电解质功能添加剂是缓解液态电池以上问题的一种方法。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种电解液添加剂的应用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电解液添加剂的应用，将电解液添加剂溶解在液态电解液中形成混合溶液，所述电解液添加剂在所述液态电解液中的质量百分含量为0.5～2％；所述电解液添加剂为选自羧酸类有机物、磺酸类有机物、亚磺酸类有机物、无机酸、硫醚类有机物和无机陶瓷粉末中的一种或多种组成的混合物。

优化地，所述液态电解液是将锂盐或/和钠盐溶于有机溶剂制得；所述锂盐为选自六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二草酸硼酸锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂和三氟甲基磺酸锂中的一种或多种组成的混合物；所述钠盐为选自高氯酸钠和/或双三氟甲基磺酰亚胺钠；所述有机溶剂为选自碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、1,3-二氧戊环、乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚中的一种或多种组成的混合物。

优化地，所述羧酸类有机物包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、酒石酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、喹啉-3-羧酸、4-羟基环己甲酸、1-甲基引唑-3-羧酸和丁炔二酸。

优化地，所述磺酸类有机物包括十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸、丁磺酸、甲烷磺酸、氨基甲磺酸、2-萘磺酸、异喹啉-5-磺酸、邻氨基酚磺酸、3-吡啶磺酸和吗啉乙磺酸。

优化地，所述亚磺酸类有机物包括苯亚磺酸、全氟烷基亚磺酸和甲脒亚磺酸。

优化地，所述无机酸包括盐酸、硝酸、硼酸、硫酸、碳酸和磷酸。

优化地，所述硫醚类有机物包括烯丙基甲基二硫、苄基苯基硫醚、3,3'-二羟基二苯二硫醚、对甲苯二硫醚、烯丙基丙基硫醚、烯丙基甲硫醚、二烯丙基二硫和二噻吩二硫。