一种锂电池的非水电解液及其应用的制作方法

本发明涉及锂离子电池，具体涉及一种锂电池的非水电解液及其应用。

背景技术：

1、金属锂是已知金属中原子量最小、负极电化学势最低的金属，因而当锂金属与适当的正极材料构成电池时具有最高的电池电压。同时锂金属具有较高的比容量以及较低的质量密度，故金属锂作为锂系电池负极材料有着广阔的应用前景。

2、锂金属负极应用在固态电池中，因其高能量密度和高安全性而备受关注。但固态电池中，存在锂枝晶刺穿隔膜的问题，同时电极与电解质之间的接触较差，易发生短路、界面稳定性差和循环性能差等问题。锂金属液态电池体系中，有机电解液存在易燃、易挥发、易腐蚀和易漏液等安全问题，且搭配锂金属时容易生成锂枝晶，刺穿隔膜，进而产生一系列副反应与安全问题。如果能解决锂枝晶和安全问题，液态电解液是锂金属电池最合适的选择。

技术实现思路

1、本发明提出了一种锂电池的非水电解液及其应用，能够有效抑制锂枝晶或硅膨胀，降低短路风险，同时避免电解液漏液、挥发或燃烧等现象，从而提高锂电池的循环性能以及安全性。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过如下的技术方案实现的。

3、本发明提出一种锂电池的非水电解液，至少包括以下组分：

4、有机溶剂；

5、锂盐；以及

6、功能添加剂，所述功能添加剂包括压敏添加剂，所述压敏添加剂包括丙烯酸、丙烯酸异辛酯和季戊四醇四丙烯酸酯。

7、在本发明一实施例中，所述功能添加剂还包括偶氮二异丁腈。

8、在本发明一实施例中，所述功能添加剂在所述电解液中的质量含量为0.1wt%-10wt%。

9、在本发明一实施例中，所述丙烯酸异辛酯和所述丙烯酸的质量比为40：（40-5）。

10、在本发明一实施例中，所述丙烯酸异辛酯和所述季戊四醇四丙烯酸酯的质量比为40：（10-2）。

11、在本发明一实施例中，所述丙烯酸异辛酯和所述偶氮二异丁腈的质量比为40：2。

12、在本发明一实施例中，所述电解液还包括负极成膜添加剂，所述负极成膜添加剂在所述电解液中的质量含量为0.05wt%-5wt%。

13、在本发明一实施例中，所述负极成膜添加剂包括1,3-丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯或二氟磷酸锂中的一种或多种。

14、在本发明一实施例中，所述锂盐在所述电解液中的质量含量为8wt%-20wt%，且所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂或双草酸硼酸锂中的一种或多种。

15、在本发明一实施例中，所述有机溶剂在所述电解液中的质量含量为65wt%-91wt%，且所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸二乙酯中的一种或多种。

16、在本发明一实施例中，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的混合物，且所述碳酸乙烯酯、所述碳酸甲乙酯和所述碳酸二甲酯的质量比为3：（4-7）：（3-0）。

17、本发明还提出一种锂离子电池，包括上述的非水电解液。

18、本发明还提出一种电化学装置，包括上述的锂离子电池。

19、综上所述，本发明提出了一种锂电池的非水电解液及其应用，能够形成高强度的负极保护层，从而有效抑制锂枝晶生长或硅负极膨胀。能够降低短路风险，同时避免电解液发生漏液、挥发，或燃烧引发热失控等现象，从而提高锂电池的稳定性和安全性，并使锂电池的循环性能得到提升。

技术特征：

1.一种锂电池的非水电解液，其特征在于，至少包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的锂电池的非水电解液，其特征在于，所述功能添加剂还包括偶氮二异丁腈。

3.根据权利要求2所述的锂电池的非水电解液，其特征在于，所述功能添加剂在所述电解液中的质量含量为0.1wt%-10wt%。

4.根据权利要求3所述的锂电池的非水电解液，其特征在于，所述丙烯酸异辛酯和所述丙烯酸的质量比为40：（40-5）。

5.根据权利要求3所述的锂电池的非水电解液，其特征在于，所述丙烯酸异辛酯和所述季戊四醇四丙烯酸酯的质量比为40：（10-2）。

6.根据权利要求3所述的锂电池的非水电解液，其特征在于，所述丙烯酸异辛酯和所述偶氮二异丁腈的质量比为40：2。

7.根据权利要求1所述的锂电池的非水电解液，其特征在于，所述电解液还包括负极成膜添加剂，所述负极成膜添加剂在所述电解液中的质量含量为0.05wt%-5wt%。

8.根据权利要求7所述的锂电池的非水电解液，其特征在于，所述负极成膜添加剂包括1,3-丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯或二氟磷酸锂中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的锂电池的非水电解液，其特征在于，所述锂盐在所述电解液中的质量含量为8wt%-20wt%，且所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂或双草酸硼酸锂中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的锂电池的非水电解液，其特征在于，所述有机溶剂在所述电解液中的质量含量为65wt%-91wt%，且所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸二乙酯中的一种或多种。

11.根据权利要求10所述的锂电池的非水电解液，其特征在于，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的混合物，且所述碳酸乙烯酯、所述碳酸甲乙酯和所述碳酸二甲酯的质量比为3：（4-7）：（3-0）。

12.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的非水电解液。

13.一种电化学装置，其特征在于，包括如权利要求12所述的锂离子电池。

技术总结
本发明提出了一种锂电池的非水电解液及其应用，所述电解液至少包括以下组分：有机溶剂；锂盐；以及功能添加剂，所述功能添加剂包括压敏添加剂，所述压敏添加剂包括丙烯酸、丙烯酸异辛酯和季戊四醇四丙烯酸酯。本发明提出一种锂电池的非水电解液及其应用，能够有效抑制锂枝晶或硅膨胀，从而提高锂电池的循环性能。

技术研发人员：吕文彬,余乐
受保护的技术使用者：远景动力技术（鄂尔多斯市）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12