【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池电解液。更具体地，涉及一种高安全、长寿命的高能锂电池局部高浓度电解液及其应用。
技术介绍
1、传统商用锂离子电池中使用的电解液通常将六氟磷酸锂溶解在碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯等线性碳酸盐中。由于使用大量有机溶剂，常规电解液体系高度易燃。此外，常规电解液会在异常工况下(如穿刺、过热、过充等)与电池电极材料发生剧烈的放热反应，引发电池热失控。常规电解液的易燃性和高反应性是影响电池整体安全表现的重要因素。起初，为了提高锂离子电池的安全性能，研究人员通过引入含磷阻燃剂来抑制电池的可燃性。然而，在控制电池可燃性的同时，含磷阻燃剂的引入也阻碍了石墨负极界面上固体电解质界面(sei)的形成，导致电池性能显著下降；此外，考虑到电池级别的综合安全性能，在达到阻燃效果的同时，还应考虑电解液与电极材料间的反应性。为了更好地实现高能量密度下的安全性能，有必要开发一种新型有效的锂离子电池电解液体系。
2、局域高浓度电解液(lhce)的出现解决了阻燃剂与石墨负极不相容的问题，使得用阻燃剂作电解液主溶剂成为可能。目前研究人员设计出了多种基于阻燃剂的lhce，这些lhce不仅可以实现阻燃，而且在锂离子电池中取得了显著优于常规电解液的循环寿命。然而，现有的阻燃lhce主要使用双氟磺酰亚胺锂和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙醚作为锂盐和稀释剂，而双氟磺酰亚胺锂已被证实会与电极发生严重的放热反应，导致电池热失控，电解液与电极材料在高温下的反应放热是比电解液本身可燃性更加危险的因素。又如专利技术人团队在前期研究(
3、因此，还需要探索和建立更丰富的锂盐-溶剂-稀释剂体系，进一步拓展lhce的谱系，更好地实现锂离子电池高能量密度、长循环寿命和高安全性能的有机结合。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有的阻燃lhce虽然实现了完全的不可燃性，但是仍然会在异常工况下(如穿刺、过热、过充等)与电池电极材料发生剧烈的放热反应，引发电池热失控的缺陷和不足，提供一种锂电池局部高浓度电解液，所述锂电池局部高浓度电解液在保留lhce结构优势的同时，降低lhce的反应热，提升电池层面的安全性能。
2、本专利技术的又一目的是提所述锂电池局部高浓度电解液在制备锂离子电池中的应用。
3、本专利技术的另一目的是提供一种锂离子电池。
4、本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
5、本专利技术保护一种锂电池局部高浓度电解液，所述锂电池局部高浓度电解液包括锂盐、溶剂、稀释剂；
6、其中，所述溶剂至少包括如下试剂中的一种：环丁砜、二甲基砜、二甲基亚砜、乙基甲基砜、3-甲基环丁砜、亚硫酸亚乙酯、乙基异丙基砜、磷酸三甲酯、磷酸三丁酯、甲基磷酸二甲酯、乙烯乙基磷酸酯、三氟乙基甲磺酸酯；
7、所述稀释剂至少包括如下试剂中的一种：磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯、双(2,2,2-三氟乙基)乙基磷酸酯、双(2,2,2-三氟乙基)甲基磷酸酯、磷酸三苯酯、六氟环三磷腈、(三氟乙氧基)五氟环三磷腈、(苯氧基)五氟环三磷腈、五氟苯基二苯基磷酸酯、三(五氟苯基)膦；
8、所述锂盐不包括双氟磺酰亚胺锂；
9、其中，所述稀释剂在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为30％～80％；所述添加剂在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为0％～20％。
10、针对现有的阻燃lhce虽然实现了完全的不可燃性，但是仍然会在异常工况下(如穿刺、过热、过充等)与电池电极材料发生剧烈的放热反应，引发电池热失控的问题，本专利技术开发了一种可阻燃、低反应热的lhce，利用低反应热锂盐替换双氟磺酰亚胺锂(lifsi)，并探索与之相适配的安全、稳定的溶剂和稀释剂，这些组分协同得到电化学性能好、安全性高的电解液。其中，高极性溶剂和放热量小的锂盐构成溶剂鞘结构，通过促进有效sei的形成，提升电解液阳极稳定性，实现高能锂电池的长循环寿命。稀释剂能够降低电解液粘度，有利于电解液浸润隔膜，同时提升电解液阻燃特性，且不干扰电池长循环性能。添加剂只用于改善有效sei的形成，进一步提升电池的长循环性能，其添加与否不影响所得电解液的溶剂鞘结构和阻燃特性。
11、优选地，所述添加剂至少包括如下试剂中的一种：氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、碳酸丙烯酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯。
12、优选地，所述添加剂在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为0％～20％。
13、更优选地，所述添加剂在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为1％～10％。
14、优选地，所述锂盐至少包括如下试剂中的一种：四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂、氟代十二硼烷酸二锂、四(三氟甲基)硼酸锂、四(五氟苯基)硼酸锂、四氰基硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、甲烷二磺酸根合二氟硼酸锂、(2-氟代丙二酸根)合二氟硼酸锂、双丙二酸根合硼酸锂、二氟磷酰氧基三氟硼酸锂、二(二氟磷酰氧基)二氟硼酸锂、四(二氟磷酰氧基)硼酸锂、四氟草酸磷酸锂、四氟二草酸磷酸锂。
15、优选地，所述稀释剂在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为40％～70％。
16、优选地，所述溶剂在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为20％～70％。
17、更优选地，所述溶剂在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为20％～50％。
18、优选地，所述锂盐在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为5％～20％。
19、更优选地，所述锂盐在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为8％～20％。
20、优选地，所述锂盐中的锂离子在锂电池局部高浓度电解液的浓度为1～3mol/l(m)。
21、进一步地，所述锂盐、溶剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂电池局部高浓度电解液，其特征在于，所述锂电池局部高浓度电解液包括锂盐、溶剂、稀释剂和添加剂；
2.根据权利要求1所述锂电池局部高浓度电解液，其特征在于，所述添加剂至少包括如下试剂中的一种：氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、碳酸丙烯酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯。
3.根据权利要求1所述锂电池局部高浓度电解液，其特征在于，所述锂盐至少包括如下试剂中的一种：四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂、氟代十二硼烷酸二锂、四(三氟甲基)硼酸锂、四(五氟苯基)硼酸锂、四氰基硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、甲烷二磺酸根合二氟硼酸锂、(2-氟代丙二酸根)合二氟硼酸锂、双丙二酸根合硼酸锂、二氟磷酰氧基三氟硼酸锂、二(二氟磷酰氧基)二氟硼酸锂、四(二氟磷酰氧基)硼酸锂、四氟草酸磷酸锂、四氟二草酸磷酸锂。
4.根据权利要求1所述锂电池局部高浓度电解液，其特征在于，所述锂盐在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为5％～20％。
5.根据权利要求1所述锂电池局部
6.根据权利要求1所述锂电池局部高浓度电解液，其特征在于，所述稀释剂在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为40％～70％。
7.根据权利要求1所述锂电池局部高浓度电解液，其特征在于，所述溶剂在锂电池局部高浓度电解液的质量占比为20％～70％。
8.根据权利要求1所述锂电池局部高浓度电解液，其特征在于，所述锂盐、溶剂、稀释剂、添加剂的摩尔比为1：(1～3)：(1～3)：(0～1)。
9.权利要求1～8任一所述锂电池局部高浓度电解液在制备锂离子电池中的应用。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极以及权利要求1～8任一所述锂电池局部高浓度电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种锂电池局部高浓度电解液，其特征在于，所述锂电池局部高浓度电解液包括锂盐、溶剂、稀释剂和添加剂；
2.根据权利要求1所述锂电池局部高浓度电解液，其特征在于，所述添加剂至少包括如下试剂中的一种：氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、碳酸丙烯酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯。
3.根据权利要求1所述锂电池局部高浓度电解液，其特征在于，所述锂盐至少包括如下试剂中的一种：四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂、氟代十二硼烷酸二锂、四(三氟甲基)硼酸锂、四(五氟苯基)硼酸锂、四氰基硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、甲烷二磺酸根合二氟硼酸锂、(2-氟代丙二酸根)合二氟硼酸锂、双丙二酸根合硼酸锂、二氟磷酰氧基三氟硼酸锂、二(二氟磷酰氧基)二氟硼酸锂、四(二氟磷酰氧基)硼酸锂、四氟草酸磷酸锂、四氟二草酸磷酸锂。
4.根据权利要求1所述...
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