[发明专利]一种二苯磺酰亚胺作为添加剂的电解液及其锂电池

说明书

本发明公开了一种二苯磺酰亚胺作为添加剂的电解液包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂为二苯磺酰亚胺，其重量百分比含量为0.5wt％‑2wt％，所述非水有机溶剂为环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物，所述锂盐浓度为1M。本发明采用上述一种二苯磺酰亚胺作为添加剂的电解液，通过添加二苯磺酰亚胺在正极表面形成稳定、导锂离子的固态电解质界面膜，可以有效减缓背景技术中提到的问题发生，从而延长高截止电压下锂电池的循环寿命。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其是涉及一种二苯磺酰亚胺作为添加剂的电解液及其锂电池。

背景技术

锂离子电池作为化石燃料的替代者，被广泛使用在各类电子设备、电动汽车和大规模储能系统中。但是，电子设备中芯片的功率随着更新迭代而增加，电动汽车的续航里程不如燃油车，大规模储能系统的能量密度被期望达到更高，这些都反映出目前锂离子电池能量密度过低的问题。锂金属负极因其高的理论比容量(3860mAh/g)和低的电化学电位(-3.04V vs.RHE)而被视为能取代石墨负极的下一代高容量负极材料，然而要实现高比容量的锂金属电池还需要更高容量的正极材料与之匹配。将锂电池充电至更高的电压可以获得更高的能量密度，但是会带来一系列问题，比如电解液的分解，正极材料开裂和不可逆相变，过渡金属溶出等等。这些都会导致锂电池在高截止电压下循环时的容量快速减少。

目前已经有很多策略被提出以提升高截止电压下锂电池的循环稳定性，例如正极材料的掺杂、表面涂覆以及电解液修饰策略。相比于前两种方法，电解液修饰策略简单且高效。通过直接向电解液中加入添加剂，在正极表面形成一层优质的界面膜可以有效抑制电解液的分解，减缓正极材料的退化。

发明内容

本发明的目的是提供一种二苯磺酰亚胺作为添加剂的电解液及其锂电池，通过添加二苯磺酰亚胺在正极表面形成稳定、导锂离子的固态电解质界面膜，可以有效减缓背景技术中提到的问题发生，从而延长高截止电压下锂电池的循环寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种二苯磺酰亚胺作为添加剂的电解液，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂为二苯磺酰亚胺，其重量百分比含量为0.5wt％-2wt％，所述非水有机溶剂为环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物，所述锂盐浓度为1M。

优选的，所述锂盐为LiPF₆、LiBF₄、LiBOB、LiDFOB、LiSbF₆、LiAsF₆、LiN(SO₂CF₃)₂、LiN(SO₂C₂F₅)₂、LiC(SO₂CF₃)₃或LiN(SO₂F)₂中的一种或多种混合物。

优选的，所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸丁烯酯中的一种或多种的组合。

优选的，所述链状碳酸酯为自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯中的一种或多种的组合。

一种锂电池，包括电池壳体以及位于所述电池壳体内的正极、负极、隔膜和电解液，所述电解液为上述电解液。