[发明专利]一种电解液及其应用

说明书

本发明提供了一种电解液及其应用，所述电解液包括非水溶剂和锂盐，所述非水溶剂包括混合氢氟醚、非氟代碳酸酯类及氟代碳酸乙烯酯，使用本发明的电解液，能大幅提高富锂锰基正极材料在常温下的高压循环性能，本发明的制备工艺简单，易于实施，具有较好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于锂离子电池电解液技术领域，具体涉及一种电解液及其应用。

背景技术

富锂锰基正极材料首周放电比容量高达240mAh/g以上，主要成分是锰，因此具有比容量高、环境友好、成本低、安全性高等优点，是极具潜力的锂离子电池正极材料。但是富锂锰基正极材料存在高压循环性能差的缺点，阻碍了其实际应用。

CN107331892A提供了一种电解液、正极及其制备方法和一种锂离子电池，所述电解液包括锂盐、电解液溶剂和添加剂，所述添加剂为硼酸频哪酯类化合物；其提供的电解液中，通过采用硼酸频哪酯类化合物作为添加剂，可以保护正极不被损坏，同时也保护电解液溶剂在高电位下不被氧化分解(过度消耗)，延长电池在高电压下的寿命。然而该类添加剂不仅所形成的膜阻抗较大，高温高压下电池并不能体现出较好的性能。上述添加剂对于改善富锂锰基正极材料在高温循环性能及储存性能上仍不够理想，在高温高压条件下添加剂形成的CEI膜很容易破损。

CN110112465A提供一种富锂锰基正极材料体系电池用电解液及锂离子电池，所述电解液包括溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、噻吩-2-甲氧基硼酸频哪醇酯和二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯。其所述的电解液应用于富锂锰基锂离子电池，可以改善电解液与正负极的界面相容性，提高锂离子电池的高温高压循环性能。并且制备方法简单，易于工业化，具有广泛的应用前景。但是其在正极材料表面CEI膜厚度持续增加，增加了电池阻抗，降低了锂离子通过速率，同时电解液被持续氧化，导致电解液性能恶化，富锂锰基正极材料失氧，晶体结构发生类尖晶石相变，导致脱锂和嵌锂困难。

因此，亟需开发一种能提高富锂锰基正极材料高压循环性能的电解液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解液及其应用，所述电解液包括非水溶剂和锂盐，所述非水溶剂包括混合氢氟醚、非氟代碳酸酯类及氟代碳酸乙烯酯，使用本发明的电解液，能大幅提高富锂锰基正极材料在常温下的高压循环性能，本发明的制备工艺简单，易于实施，具有较好的市场应用前景。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种电解液，所述电解液包括非水溶剂和锂盐；其中，所述非水溶剂包括混合氢氟醚、氟代碳酸乙烯酯和非氟代碳酸酯类的混合物。

本发明所述的混合氢氟醚类和氟代碳酸乙烯酯组成的电解液能协同提高富锂锰基正极材料的高压循环性能，其中混合氢氟醚类提高了放电比容量和抑制跳水现象作用，而氟代碳酸乙烯酯能稳定电解液性质，防止放电比容量保持率下降速度突然变快或防止跳水现象。

优选地，所述混合氢氟醚包括第一氢氟醚和第二氢氟醚。

优选地，所述第一氢氟醚的结构通式为R₁-CF₂-O-CH₂-R₂，其中，所述R₁和R₂均为烃基，R₁和R₂的碳原子数之和为3～8，例如：3、4、5、6、7或8等，并且R₁、R₂中的氢被氟全部或部分取代。