[发明专利]新型锂盐电解液及锂离子电池

说明书

本发明具体是涉及一种新型锂盐电解液及锂离子电池，电解液包括新型锂盐、锂盐、添加剂和非水有机溶，新型锂盐的结构通式为：其中，R为直链烷基‑C_n。该新型锂盐电解液在直链烷基‑C_n结构中引入氟、马来酰亚胺等基团，能在电极表面形成耐高温稳定的固体电解质膜，且结构中的氟、磺酰等基团具有强吸电子能力，具有较高的离子电导率，形成的固体电解质膜具有较好的锂离子导通性能，能极大降低电池内阻。同时，该新型锂盐主体结构中的硼酸酯基团，能够提升电解液在负极表面的成膜性能，降低负极端的溶剂共嵌入问题，提升锂离子电池在高温环境下的循环性能，因此，该新型锂盐具有较好的热稳定性，可提升电池的高温性能。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，特别是涉及一种新型锂盐电解液及锂离子电池。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，能源问题也愈发凸显，人们对化石燃料的依赖也愈发严重，随之而来的是大量的二氧化碳排放，引发了导致温室效应导致了全球变暖问题。因此，全球都在积极探索新能源替代传统化石能源，比如风能、水能、太阳能以及核能等。但是又遇到一系列新的问题，比如这些新能源往往稳定性较差，还有面临的用电高峰等问题，这就催生了一个新的行业-储能。

中国储能行业中很重要的一环是锂离子电池制造业。锂离子电池是将化学能转换为电能的储能器件，其具有能量密度高、输出电压高、循环寿命长、无记忆效应等突出优点。锂离子电池由正极、负极、隔膜、电解液等组成，其中电解液是锂离子电池技术中的较为关键的部分。锂离子电池电解液通常由锂盐、有机溶剂、添加剂组成，而这也使得锂离子电池电解液具有易燃性质，且其中的锂盐往往不能耐受较高温度。商用的锂盐通常是六氟磷酸锂，其在高温下会分解，使电池性能劣化；而且电极上形成的固体电解质膜会在高温条件下分解，进而放出大量的热量，使电池发生热失控。

一般的做法通常为使用耐高温的锂盐，比如双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂等，但以这些锂盐为基础的电解液有的会腐蚀铝箔，有的电导率较低不能使电池性能充分发挥，还有些锂盐和常规电池材料体系的匹配性较差，而且这些锂盐制备困难，价格普遍较高。还有一种方法就是使用电解液添加剂，在电极表面形成致密固体电解质膜，这些固体电解质膜稳定性较好，具有较好的高温稳定性，但是添加剂的使用会提升电池的制造成本，而且引入添加剂会使电解液的离子电导率降低，极大增加了电池的内阻，降低电池的循环性能，而且传统添加剂种类繁多，要耗费大量精力探索电解液配方。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种成本较低、充分发挥电池性能且能降低电池内阻的新型锂盐电解液及锂离子电池。

为了实现上述目的，在本发明的第一个方面，提供一种新型锂盐电解液，其特征在于，所述电解液包括新型锂盐、锂盐、添加剂和非水有机溶剂，所述新型锂盐的结构通式为：

其中，R为直链烷基-C_n，所述直链烷基-C_n上的一个或者多个氢原子被以下取代基所取代生成所述新型锂盐，所述取代基为：氟、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、氟磺酰基、氟磺酸基、三氟甲磺酰基、三氟甲磺酸基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酰基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酸基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酰基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酸基、磺酸锂基、苯基、氟代苯基、三甲基硅基、三氟甲基硅基、氟代环三磷腈基、异氰酸酯基。

进一步的，所述新型锂盐占所述电解液重量的百分比为0.01％～20％。

进一步的，所述直链烷基-C_n中n为1～6的整数。

进一步的，所述锂盐占所述电解液重量的百分比为2％～20％。

进一步的，所述锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三氟甲磺酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、(氟磺酰)三氟甲基磺酰亚胺锂、四氯铝酸锂、六氟砷酸锂中的一种或者多种的组合。