[发明专利]阻燃电解液及锂电池和车辆

说明书

本发明公开了阻燃电解液及锂电池和车辆。其中，阻燃电解液包括锂盐和有机溶剂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯脂、γ‑丁内酯、五氟乙氧基环三磷腈和磷酸三乙酯。与常规碳酸酯溶剂电解液相比，该阻燃电解液的沸点较高，在常温下点火不燃，隔膜浸润后点火不燃，加热至沸腾以后点火不燃，电解液及电池的安全性能得到了显著提升。

技术领域

本发明属于锂电池领域，具体而言，涉及阻燃电解液及锂电池和车辆。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、输出电压高、循环寿命长、环境污染小等优点，在电子产品、电动汽车、航空航天等领域有着极其重要的应用。然而，近年来关于锂离子电池引发的火灾甚至爆炸的报道屡见不鲜，锂离子电池的安全问题引起了人们的普遍关注。同时，安全问题也是制约锂离子电池向大型化、高能化方向发展的瓶颈。锂离子电池最重要的组成部分是电极材料和电解液，锂离子电池使用易燃的有机溶剂作为电解液是锂离子电池引发火灾或爆炸事故的主要原因之一。在电池遭到破坏后，有机溶剂及其蒸汽容易着火进而引发火灾甚至爆炸。

发明内容

本发明主要是基于以下问题提出的：

目前锂离子电池的电解液大多使用碳酸酯作为溶剂，其中线型碳酸酯的闪点较低，在较低的温度下即会闪燃；并且，碳酸酯溶剂沸点较低，高温条件下容易导致电池产气鼓涨等，电池容易爆炸起火。

有鉴于此，本发明旨在提出一种阻燃电解液，以提高锂电池的安全性能和循环性能。为达到上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提出一种阻燃电解液，该阻燃电解液包括：锂盐和有机溶剂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯脂、γ-丁内酯、五氟乙氧基环三磷腈和磷酸三乙酯。

进一步地，所述有机溶剂包括：0.1～20重量份的所述碳酸乙烯脂、40～80重量份的所述γ-丁内酯、3～15重量份的所述五氟乙氧基环三磷腈和3～15重量份的所述磷酸三乙酯。

进一步地，所述有机溶剂进一步包括：0.1～10重量份的碳酸甲乙酯和0.5～3.5重量份的功能添加剂。

进一步地，所述功能添加剂包括碳酸亚乙烯酯和/或1,3-丙烷磺内酯。

进一步地，基于100重量份的所述有机溶剂，包括：0.1～15wt％的所述碳酸乙烯脂、0～10wt％的所述碳酸甲乙酯、40～80wt％的所述γ-丁内酯、3～15wt％的所述五氟乙氧基环三磷腈、3～15wt％的所述磷酸三乙酯、0.5～2wt％的碳酸亚乙烯酯和/或0.5～1.5wt％的1,3-丙烷磺内酯。

进一步地，所述五氟乙氧基环三磷腈和所述磷酸三乙酯的总含量不大于25wt％。

进一步地，所述锂盐的浓度为1～1.2mol/L。

进一步地，所述锂盐为选自LiPF₆、LiOH·H₂O、Li₂CO₃、LiBO₂、Li₃PO₄、LiF、LiHCO₃、LiBF₄和Li₂S中的至少一种。