[发明专利]含卤代苯磺酰胺的非水电解液及一种锂二次电池

说明书

含卤代苯磺酰胺的非水电解液，包括电解质盐、非水有机溶剂和卤代苯磺酰胺类添加剂。卤代苯腈类添加剂的质量是所述非水有机溶剂质量的0.01％～20％。本发明还提供了含上述非水电解液的锂二次电池。本发明的非水电解液通过添加卤代苯磺酰胺类添加剂，可在高氧化电位下抑制锂盐和有机溶剂在锂二次电池正极表面的分解，进而提高锂二次电池高压稳定性及长期循环性能；本发明的非水电解液成本低，制备工艺简单，原料来源广泛，适于规模化生产与使用。

技术领域

本发明涉及锂二次电池领域，涉及一种含卤代苯磺酰胺的非水电解液及使用了该非水电解液的锂二次电池。

背景技术

二次电池具有比能量高、比功率高及循环寿命长的优点，已广泛应用于便携式电子设备。随着能源及环境问题的日益突出，锂二次电池在电动汽车及储能领域的应用得到了飞速发展。在动力锂二次电池中，为了获得更长的使用寿命，需要不断提高锂二次电池的能量密度，而提高锂二次电池中正极材料耐受的电压是提高能量密度的有效手段。但是电压越高，锂电池电解液中的锂盐和溶剂越容易分解，照成电池性能快速恶化。为了抑制电解液中的锂盐和溶剂在高压正极材料表面分解，研究者多采取添加正极成膜添加剂或者正极材料包覆的来抑制高压下的氧化分解副反应。但是常规的正极成膜添加剂在正极分解形成的隔离膜随着循环次数的增加，厚度不断增加，再加上电解液中的HF的不断腐蚀，变得粗糙多孔、强度减弱，导致界面阻抗的增大同时，抑制电解液分解的作用也会大大减弱。而正极材料包覆虽然能一定程度提高正极的耐高压性能，但是对电解液的耐高压性能抑制作用较小。因此寻求一种新的有效的正极成膜添加剂十分关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的可以改善锂二次电池高压稳定性及长期循环稳定性能的非水电解液。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：

一种含卤代苯磺酰胺的非水电解液，包括电解质盐、非水有机溶剂和卤代苯磺酰胺类添加剂。

进一步的，所述卤代苯磺酰胺类添加剂是对卤苯磺酰胺、邻卤苯磺酰胺、间卤苯磺酰胺、2、3-二卤苯磺酰胺、2、4-二卤苯磺酰胺、2、5-二卤苯磺酰胺、2、6-二卤苯磺酰胺、 3、4-二卤苯磺酰胺、3、5-二卤苯磺酰胺、3、4、5-三卤苯磺酰胺、2、4、5-三卤苯磺酰胺、 N-卤代双苯磺酰胺、对三卤甲氧基苯磺酰胺、邻三卤甲氧基苯磺酰胺和间三卤甲氧基苯磺酰胺中的至少一种，其中，卤＝F、Cl、Br或I。

进一步的，所述卤代苯磺酰胺类添加剂的质量是所述非水有机溶剂质量的0.01％～ 20％。

进一步的，所述电解质盐是LiTFSI、LiPF₆、LiBF₄、LIFSI、LiBOB、LiODFB、LiClO₄和LiAsF₆中的至少一种。

进一步的，所述非水有机溶剂是环状碳酸酯、链状碳酸酯、亚硫酸酯类、链状羧酸酯类、二甘醇二甲醚、二氧戊环、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、乙二醇二甲醚、二甲基亚砜、环丁砜中的至少一种。

进一步的，还包括负极成膜添加剂。

本发明还提供了上述含卤代苯磺酰胺的非水电解液的制备方法，包括以下步骤：

S1：在干燥的保护气氛中，将电解质盐加入盛有非水有机溶剂的容器中，混合均匀；

S2：将卤代苯磺酰胺类添加剂和负极成膜添加剂加入容器中，充分搅拌，得含卤代苯磺酰胺的非水电解液。

进一步的，所述保护气氛是氩气气氛。

本发明还提供了一种锂二次电池，包括具有能够嵌入和脱出锂离子的正极活性材料和负极活性材料，还包括上述含卤代苯磺酰胺的非水电解液。

与现有技术相比，本发明的有益效果：