一種非水電解液和鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種非水電解液，包括：鋰鹽；有機溶劑，所述有機溶劑包括含氟化合物、環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯；所述含氟化合物包括具有式I所示結構的含氟醚和具有式II所示結構的含氟羧酸酯中的一種或幾種，式I中的R1f和式II中的R2f獨立地選自含氟芳香基、含氟芳香基衍生物、碳原子數為1～12的直鏈含氟烷基或碳原子數為1～12的支鏈含氟烷基。在本發(fā)明中，所述有機溶劑中包括含氟化合物，所述含氟化合物的端基為甲基，這種短鏈含氟化合物能夠使鋰鹽充分溶解在所述有機溶劑中，提高了本發(fā)明提供的非水電解液中各組分的相容性，進而使本發(fā)明提供的非水電解液具有較高的電導率；因此本發(fā)明提供的非水電解液制備的鋰離子電池具有較好的循環(huán)性能。
【專利說明】一種非水電解液和鋰離子電池【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及鋰離子電池制備【技術領域】，尤其涉及一種非水電解液和鋰離子電池?！颈尘凹夹g】
[0002]鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，鋰離子在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時，鋰離子從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。
[0003]鋰離子電池由正極、隔膜、負極、電解液和電池外殼組成。常規(guī)的鋰離子電池電解液由有機碳酸酯溶劑和溶于其中的六氟磷酸鋰(LiPF6)組成，當鋰離子電池電極電位達到
4.5V時，有機碳酸酯溶劑在高氧化活性正極材料表面發(fā)生不可逆的氧化分解，生成C02、H2O和聚乙烯類產物，引起鋰離子電池脹氣、電極界面組分發(fā)生變化，從而導致鋰離子電池的性能明顯惡化。為了改善鋰離子電池電解液的抗氧化性，人們通過在常規(guī)電解液溶劑中引入強吸電子基團氟，開發(fā)出氟代有機溶劑，氟代有機溶劑已成為鋰離子電池電解液體系研究的熱點。如申請?zhí)枮?01280015785.9的中國專利公開了一種鋰離子二次電池用非水電解液，包括非水溶劑和電解質鹽，所述非水溶劑為含氟醚化合物，該發(fā)明中的電解液由于采用了含氟醚化合物，從而提高了電解液的抗氧化性。然而，由于含氟醚化合物的介電常數較小，常用鋰鹽如LiPF6在其中的溶解度小，造成了電解液中各組分的相容性較差，導致制備的電解液的電導率大幅度下降，從而影響了鋰離子電池的循環(huán)性能。
【發(fā)明內容】
[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種非水電解液和鋰離子電池，本發(fā)明提供的非水電解液制備的鋰離子電池具有較好的循環(huán)性能。
[0005]本發(fā)明提供了一種非水電解液，包括:
[0006]鋰鹽；
[0007]有機溶劑，所述有機溶劑包括含氟化合物、環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯；所述含氟化合物包括具有式I所示結構的含氟醚和具有式II所示結構的含氟羧酸酯中的一種或幾種，
[0008]Rjf— O— CH3 式 I，
[0009]式I中，Rif選自含氟芳香基、含氟芳香基衍生物、碳原子數為I~12的直鏈含氟烷基或碳原子數為I~12的支鏈含氟烷基；
[0010]
【權利要求】
1.一種非水電解液,包括: 鋰鹽； 有機溶劑，所述有機溶劑包括含氟化合物、環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯； 所述含氟化合物包括具有式I所示結構的含氟醚和具有式II所示結構的含氟羧酸酯中的一種或幾種， Rjf—O—CH3 式 I， 式I中，Rif選自含氟芳香基、含氟芳香基衍生物、碳原子數為I~12的直鏈含氟烷基或碳原子數為I~12的支鏈含氟烷基；
2.根據權利要求1所述的非水電解液，其特征在于，所述Rif選自含氟芳香基、含氟芳香基衍生物、碳原子數為2~6的直鏈含氟烷基或碳原子數為2~6的支鏈含氟烷基； 所述R/選自含氟芳香基、含氟芳香基衍生物、碳原子數為2~6的直鏈含氟烷基或碳原子數為2~6的支鏈含氟烷基。
3.根據權利要求1所述的非水電解液，其特征在于，所述含氟化合物在所述有機溶劑中的體積百分數為5%~70% ; 所述環(huán)狀碳酸酯在所述有機溶劑中的體積百分數為2%~80% ； 所述鏈狀碳酸酯在所述有機溶劑中的體積百分數為10%~70%。
4.根據權利要求1所述的非水電解液，其特征在于，所述鋰鹽在所述有機溶劑中的摩爾濃度為0.lmol/L~3mol/L。
5.根據權利要求1所述的非水電解液，其特征在于，所述環(huán)狀碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、三氟碳酸丙烯酯、單氟碳酸乙烯酯、雙氟碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯和碳酸乙烯亞乙烯酯中的一種或幾種。
6.根據權利要求1所述的非水電解液，其特征在于，所述鏈狀碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯和碳酸乙丙酯中的一種或幾種。
7.根據權利要求1所述的非水電解液，其特征在于，所述非水電解液還包括氟烷基磺酰亞胺鋰化合物。
8.根據權利要求7所述的非水電解液，其特征在于，所述全氟烷基磺酰亞胺鋰化合物在所述非水電解液中的質量百分數為0.005%~5%。
9.根據權利要求7所述的非水電解液，其特征在于，所述全氟烷基磺酰亞胺鋰化合物具有式III所示的結構:
10.一種鋰離子電池，包括正極、隔膜、負極、電解液和電池外殼，其特征在于，所述電解液為權利要求1~9中任意一項所述的非水電解液。
【文檔編號】H01M10/0569GK103928709SQ201410166927
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權日:2014年4月23日
【發(fā)明者】夏蘭, 夏永高, 劉兆平 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所