[发明专利]一种基于全氟磺酰基乙烯基醚的锂离子电池电解液及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种基于全氟磺酰基乙烯基醚的锂离子电池电解液及其制备方法和应用，它包括以下质量分数的组分：全氟磺酰基乙烯基醚0.5~10%；电解质混合物90~99.5%；所述电解质混合物由锂盐电解质和有机非水溶剂混合而成。通过在电解质混合物中添加特定含量的全氟磺酰基乙烯基醚，使得电解液具有优良的成膜性质、导电性质和阻燃性质，尤其是在高镍三元正极材料和碳负极的锂离子电池具有重要应用前景。

技术领域

本发明属于锂电池领域，涉及一种锂离子电池电解液，具体涉及一种基于全氟磺酰基乙烯基醚的锂离子电池电解液。

背景技术

电解液是高性能锂离子电池的关键和核心材料之一，显著影响锂离子电池的工作温度、工作电压、倍率性能、使用寿命和安全性能等许多关键性能。有机液体电解液具有电导率高、工作电压高、可选择组成和种类多以及与电极材料间的浸润性好等突出优势，仍然是当前高性能锂离子电池的最重要选择。然而，很多锂离子电池的活性电极材料(包括正极材料和负极材料)，如石墨负极材料，硅负极材料、高镍三元正极材料、高压镍锰酸锂正极材料等对电解液的组成要求非常高，这是因为这些电极材料在电池工作过程中与电解液之间的作用强烈，这就要求电极表面能够在电池充电反应的初期通过电解液成分的不可逆还原或氧化分解，生成一层固体电解质界面膜(SEI膜)覆盖在电极表面，形成一种重要的钝化保护膜，从而稳定电极表面，保证电池在长期循环工作过程中的可靠性和稳定性。因此，开发满足上述要求的锂离子电池电解液是当前锂离子电池研究的迫切任务。

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基于全氟磺酰基乙烯基醚的锂离子电池电解液。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于全氟磺酰基乙烯基醚的锂离子电池电解液，它包括以下质量分数的组分：

全氟磺酰基乙烯基醚 0.5-10％；

电解质混合物 90～99.5％；

所述电解质混合物由锂盐电解质和有机非水溶剂混合而成。

优化地，所述锂盐电解质为选自LiPF₆、LiBF₄、LiTFSI、LiFSI、LiBOB和LiODFB中的一种或多种组成的混合物。

优化地，所述有机非水溶剂为选自PC、EC、EMC、DEC和DMC中的一种或多种组成的混合物。

优化地，它还包括有机添加剂，所述有机添加剂质量为所述电解质混合物质量的0～5％。

进一步地，所述有机添加剂为选自VC、FEC和DTD中的一种或多种组成的混合物。

本发明的又一目的在于提供一种上述基于全氟磺酰基乙烯基醚的锂离子电池电解液的制备方法，将脱水、纯化后的所述全氟磺酰基乙烯基醚在惰性气体保护下加入所述电解质混合物中，搅拌溶解即可。

本发明的再一目的在于提供一种上述基于全氟磺酰基乙烯基醚的锂离子电池电解液的应用，将所述基于全氟磺酰基乙烯基醚的锂离子电池电解液与负极、正极和隔膜组装成锂离子电池。

优化地，所述负极为石墨碳材料或硅碳复合材料，所述正极材料通式为LiNi_xMn_yCo_yO₂，式中x+y+z＝1。