一种适配含卤化物正极材料的锂金属二次电池用局部高浓度电解液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种适配含卤化物正极材料的锂金属二次电池用局部高浓度电解液及其制备方法和应用，涉及锂离子电池领域，所述电解液是由包括以下组分的原料混合得到：导电锂盐

【技术实现步骤摘要】
一种适配含卤化物正极材料的锂金属二次电池用局部高浓度电解液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，特别涉及一种适配含卤化物正极材料的锂金属二次电池用局部高浓度电解液及其制备方法和应用

技术介绍

[0002]锂金属二次电池以其超高理论能量密度成为下一代电池技术的开发热点
。
但是，锂金属负极的高反应性
、
充放电过程体积变化大
、
易产生锂枝晶与“死锂”等问题，严重影响电池的库伦效率并产生安全隐患
。
高浓度电解液
(
锂盐浓度通常在
1.5
～
5mol/L)
可以通过提高锂枝晶生长的极限电流密度抑制锂枝晶生长，并帮助形成致密
、
稳定的
SEI
膜，从而提高锂金属二次电池的库伦效率与循环寿命
。
然而高浓度电解液的高成本
、
高粘度
、
低离子电导率以及浸润性差等问题，会严重阻碍其在锂金属二次电池的实际应用
。
[0003]有鉴于此，一系列新型局部高浓度电解液被开发出来应用于锂金属二次电池
。
这类电解液可以在保持高浓度电解液优势的同时，帮助解决上述问题
。
但迄今为止，此类电解液的开发及优化都是针对包含磷酸铁锂
、
钴酸锂
、
镍钴锰酸锂等传统正极材料的电池体系，对于其它新型正极材料的适配性依然有待验证和研究
。r/>卤化锂作为新一代正极材料的典型代表，以其储量丰富
、
成本低廉
、
高电化学反应速率等优势已引起了广泛关注
。
但以卤化锂为正极材料的锂金属二次电池由于缺乏高性能电解液材料，也面临库伦效率低
、
自放电高
、
循环稳定性差等诸多问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种适配含卤化物正极材料的锂金属二次电池用局部高浓度电解液及其制备方法和应用，本专利技术的局部高浓度电解液能够与传统正极材料
、
卤化物正极材料和锂金属负极材料均匹配，显著改善锂金属二次电池的库伦效率与循环稳定性，并抑制电池的自放电
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种适配含卤化物正极材料的锂金属二次电池用局部高浓度电解液，所述电解液是由包括以下组分的原料混合得到：
[0007]导电锂盐
、
有机溶剂和含氟稀释剂；
[0008]所述导电锂盐溶解于有机溶剂和含氟稀释剂后的浓度为
1.5
～
2.7mol/L
，优选为2～
2.5mol/L
；
[0009]所述含氟稀释剂占有机溶剂和含氟稀释剂总量的
20v
％～
80v
％，优选为
40v
％～
50v
％
。
[0010]优选地，
[0011]所述导电锂盐包括硝酸锂
(LiNO3)、
锂盐
A
和锂盐
B。
[0012]优选地，
[0013]所述锂盐
A
为双氟酰胺亚胺锂
(LiFSI)
或双三氟甲烷磺酰亚胺锂
(LiTFSI)
；和
/
或，
[0014]所述锂盐
B
为二草酸硼酸锂
(LiBOB)、
二氟草酸硼酸锂
(LiDFOB)、
三氟甲磺酸锂
(LiOTF)、
四氟硼酸锂
、
双五氟乙基磺酰亚胺锂
、
高氯酸锂中的至少一种
。
[0015]优选地，
[0016]所述硝酸锂溶解于有机溶剂和含氟稀释剂后的浓度为0～
0.3mol/L
，优选为
0.2
～
0.25mol/L
；和
/
或，
[0017]所述锂盐
A
溶解于有机溶剂和含氟稀释剂后的浓度为
0.5
～
1.2mol/L
，优选为
0.9
～
1.1mol/L
；和
/
或，
[0018]所述锂盐
B
溶解于有机溶剂和含氟稀释剂后的浓度为
0.5
～
1.2mol/L
，优选为
0.9
～
1.1mol/L。
[0019]优选地，
[0020]所述有机溶剂为醚类溶剂
、
碳酸酯类溶剂
、
磷酸酯类溶剂
、
脲类溶剂中的至少一种；
[0021]优选地，
[0022]所述醚类溶剂为
1,3
‑
二氧戊环
(DOL)、1,4
‑
二氯六环
、
二氧戊环
、
乙二醇二甲醚
(DME)、
二乙二醇二甲醚
(G2)、
三乙二醇二甲醚
(G3)、
四乙二醇二甲醚
(G4)
中的至少一种；和
/
或，
[0023]所述碳酸酯类溶剂为氟代碳酸乙烯酯
(FEC)、
碳酸亚乙烯酯
(VC)、
碳酸乙烯亚乙酯
(VEC)、
碳酸乙烯酯
(EC)、
碳酸二甲酯
(DMC)、
碳酸二乙酯
(DEC)、
碳酸甲乙酯
(EMC)、
碳酸丙烯酯
(PC)
中的至少一种；和
/
或，
[0024]所述磷酸酯类溶剂为磷酸三甲酯
、
磷酸三乙酯
、
磷酸三丙酯
、
磷酸三丁酯
、
磷酸三辛酯
、
甲基磷酸二甲酯
、
磷酸二丁酯
、
三烯丙基磷酸酯
、
亚磷酸三甲酯
、
亚磷酸三乙酯
、
亚磷酸二丁酯
、
三异丙基亚磷酸酯中的至少一种；和
/
或，
[0025]所述脲类溶剂为
1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮
(DMI)、1,3
‑
二甲基丙烯脲
(DMPU)、
四甲基脲
(TMU)、
四乙基脲
(TEU)、
四丁基脲
(TBU)
中的至少一种
。
[0026]优选地，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适配含卤化物正极材料的锂金属二次电池用局部高浓度电解液，其特征在于所述电解液是由包括以下组分的原料混合得到：导电锂盐
、
有机溶剂和含氟稀释剂；所述导电锂盐溶解于有机溶剂和含氟稀释剂后的浓度为
1.5
～
2.7mol/L
，优选为2～
2.5mol/L
；所述含氟稀释剂占有机溶剂和含氟稀释剂总量的
20v
％～
80v
％，优选为
40v
％～
50v
％
。2.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述导电锂盐包括硝酸锂
、
锂盐
A
和锂盐
B。3.
根据权利要求2所述的电解液，其特征在于：所述锂盐
A
为双氟酰胺亚胺锂或双三氟甲烷磺酰亚胺锂；和
/
或，所述锂盐
B
为二草酸硼酸锂
、
二氟草酸硼酸锂
、
三氟甲磺酸锂
、
四氟硼酸锂
、
双五氟乙基磺酰亚胺锂
、
高氯酸锂中的至少一种
。4.
根据权利要求2所述的电解液，其特征在于：所述硝酸锂溶解于有机溶剂和含氟稀释剂后的浓度为0～
0.3mol/L
，优选为
0.2
～
0.25mol/L
；和
/
或，所述锂盐
A
溶解于有机溶剂和含氟稀释剂后的浓度为
0.5
～
1.2mol/L
，优选为
0.9
～
1.1mol/L
；和
/
或，所述锂盐
B
溶解于有机溶剂和含氟稀释剂后的浓度为
0.5
～
1.2mol/L
，优选为
0.9
～
1.1mol/L。5.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述有机溶剂为醚类溶剂
、
碳酸酯类溶剂
、
磷酸酯类溶剂
、
脲类溶剂中的至少一种；优选地，所述醚类溶剂为
1,3
‑
二氧戊环
、1,4
‑
二氯六环
、
二氧戊环
、
乙二醇二甲醚
、
二乙二醇二甲醚
、
三乙二醇二甲醚
、
四乙二醇二甲醚中的至少一种；和
/
或，所述碳酸酯类溶剂为氟代碳酸乙烯酯
、
碳酸亚乙烯酯
、
碳酸乙烯亚乙酯
、
碳酸乙烯酯
、
碳酸二甲酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸甲乙酯
、
碳酸丙烯酯中的至少一种；和
/
或，所述磷酸酯类溶剂为磷酸三甲酯
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄力梁，朱文俊，司徒立华，
申请(专利权)人：南通赛得能源有限公司，
类型：发明
国别省市：