[发明专利]一种耐高电压型低温锂离子电解液

说明书

一种耐高电压型低温锂离子电解液，属于电化学储能技术领域。所述锂离子电解液包括主溶剂、稀释剂、成膜添加剂和锂盐，其中，主溶剂占电解液总质量的20～40％，稀释剂占电解液总质量的40～65％，成膜添加剂占电解液总质量的5～15％，锂盐占电解液总质量的8～15％。本发明锂离子电解液，主溶剂和稀释剂对锂离子溶剂化结构的作用，让锂离子具有小的去溶剂化能，应用于锂离子电池中，可以使锂离子电池表现出优异的低温放电性能和低温循环性能。

技术领域

本发明属于电化学储能技术领域，具体涉及一种耐高电压型低温锂离子电解液。

背景技术

随着电子、动力、军工等领域对能源需求量的日益增大，要求锂电池的能量密度也要随之提高。提高锂离子电池能量密度的可行方式之一是使用具有高工作电压平台的高电压正极材料，如LiNi_xCo_1-xPO₄(4.8～5.1V vs.Li/Li⁺)、Li₂CoPO₄F(5.1V vs.Li/Li⁺)、LiNi_0.5Mn_1.5O₄(4.7V vs.Li/Li⁺)等。一般的碳酸酯电解液的电化学窗口在4.5V以下，强行应用于高电压电池中会造成电解液在高电位处氧化分解，造成电池不可逆容量增加，进而导致循环性能的下降，难以满足高电压正极材料的实际开发与应用。因此研究高电压型电解液是最有希望解决高电压正极材料实际应用问题的途径之一。

多数情况下，使用锂电池的设备的实际工作环境的温度一般都不会固定在室温(25℃)，而锂离子电池对温度十分敏感，低温导致电池极化上升、性能骤降，甚至无法使用。提升锂离子电池的低温性能最直接可行的方式是通过优化电解液的低温性能来改善。

目前的现有技术，如CN 111430799、CN 110504489等都主要针对高电压的镍锰酸锂电池在常温或者高温下的循环性能的改善，还未有针对改善高电压锂离子电池低温性能的研究与报道，这与在深海作业、极地探索等实际使用锂离子电池的场合严重不符，因此研究耐高电压型低温锂离子电解液具有重要实际意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对背景技术存在的缺陷，提出了一种耐高电压型低温锂离子电解液。本发明的耐高电压型低温锂离子电解液，保留了高浓电解液的耐氧化性强的特征，使锂离子电池(截止电压3～4.9V)表现出优异的室温循环性能；同时，主溶剂和稀释剂对锂离子溶剂化结构的作用，让锂离子具有小的去溶剂化能，使锂离子电池表现出优异的低温放电性能与低温循环性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种耐高电压型低温锂离子电解液，其特征在于，包括主溶剂、稀释剂、成膜添加剂和锂盐，其中，主溶剂占电解液总质量的20～40％，稀释剂占电解液总质量的40～65％，成膜添加剂占电解液总质量的5～15％，锂盐占电解液总质量的8～15％。

进一步地，所述主溶剂为羧酸酯或线性碳酸酯，具体为乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的一种或几种。

进一步地，所述稀释剂为氟化醚，具体为1,1,2,2-四氟乙基甲醚、1,1,2,2-四氟乙基乙醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚中的一种或几种。

进一步地，所述成膜添加剂为固体电解质界面(SEI)成膜添加剂，具体为氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、碳酸亚乙烯酯中的一种或几种。

进一步地，所述锂盐为四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、双(五氟乙基磺酰基)亚氨基锂、二氟草酸硼酸锂中的一种或几种。