[发明专利]一种吸收补锂剂分解产气的多功能电解液及其应用

说明书

本发明提供一种吸收补锂剂分解产气的多功能电解液及其应用，该电解液包含锂盐和混合溶剂，混合溶剂主要由特定比例的碳酸丙烯酯、氟代醚、冠醚和腈类化合物组成，能够吸收补锂剂分解产气，降低补锂剂的分解电压，保证甚至提升电池循环稳定性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种吸收补锂剂分解产气的多功能电解液及其应用。

背景技术

锂离子电池在便携式数码产品、电动汽车、大规模储能等领域取得了广泛的应用。但是，锂离子电池目前仍面临着一些问题，如首次充电过程中会消耗大量从正极脱出的锂离子来形成负极表面的SEI膜，进而导致可以脱嵌的锂离子数量急剧减少，其次锂离子电池在正常使用过程中发生的一系列副反应也会持续消耗活性锂，最终导致电池的初始容量降低，内阻增大，影响电池的使用寿命。更为严重的是，活性锂的损失现象在硅碳负极、合金负极中会更加明显，极大地限制了锂离子电池的应用。

为了解决活性锂损失的问题，需要开发补锂技术。目前，补锂技术路线包括正极补锂和负极补锂。与负极补锂相比，正极补锂的补锂剂可以直接添加如浆料中，无需额外的工艺改进，成本相对较低，且安全性好。但是，如Li₂C₄O₄、Li₂C₂O₄、Li₂C₃O₅、Li₂C₄O₆等常见正极补锂剂的分解电位都比较高(4.2-4.6 V)。另外，这些补锂剂在分解过程中会产生二氧化碳气体，导致电池鼓包，引发安全问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种吸收补锂剂分解产气的多功能电解液及其应用，能够吸收补锂剂分解产气，降低补锂剂的分解电压，保证甚至提升电池循环稳定性。

此外，针对高镍三元正极材料，高压下会引发EC和高镍三元正极材料发生剧烈的副反应，发生氧析出，产气，引发安全问题。因此，多功能电解液需要有必要避免EC等高活性溶剂的使用。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种吸收补锂剂分解产气的多功能电解液，所述补锂剂为可分解产生气体二氧化碳的补锂剂，选自Li₂C₃O₃、Li₂C₄O₄、Li₂C₅O₅、Li₂C₆O₆、Li₂C₃O₅、Li₂C₄O₆中的至少一种；所述电解液包含锂盐和混合溶剂，所述混合溶剂主要由碳酸丙烯酯、氟代醚、冠醚和腈类化合物组成，且碳酸丙烯酯至少占混合溶剂总体积的50%，氟代醚至少占混合溶剂总体积的10%，冠醚和腈类化合物的体积比为1:（1~10）。

在其中一些实施例中，碳酸丙烯酯占混合溶剂总体积的50%~80%，氟代醚占混合溶剂总体积的10~20%，冠醚和腈类化合物的体积比为1:1。

在其中一些实施例中，所述氟代醚选自氟代乙二醇二甲醚、氟代二乙二醇二甲醚、氟代三乙二醇二甲醚中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述冠醚选自18-冠(醚)-6、15-冠（醚）-5、二环己烷并-18-冠（醚）-6中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述腈类化合物选自乙腈、丙腈、丁二腈、己二腈、戊二腈、辛二腈、癸二腈中的至少一种。