[发明专利]一种非水电解液及其制备方法和采用该电解液的电池

说明书

技术领域

本发明是关于一种非水电解液及其制备方法和采用该电解液的电池，尤其涉及一种锂离子电池非水电解液及其制备方法和采用该电解液的锂离子电池。

背景技术

自20世纪末至今，锂离子二次电池得到迅速的发展。一般来说，锂离子电池包括锂负极、溶于有机溶剂中的锂盐以及电化学活性正极材料。在充电过程中，锂离子从正极通过电解液迁移至负极，而在放电过程中其流向相反。近年来，高能量密度的二次锂离子电池成为人们关注的对象，因此，人们也注意到一些可以作为二次锂电池使用的新型活性材料，如现有技术曾经公开了一种5V高压正极材料，其工作电压的提高，直接整体提高了电池的使用功率，在应用方面具有很大的现实意义，但是而现阶段，绝大多数的锂电池电解液体系只能在4.5v及以下的电压下稳定使用，当工作电压达到4.5v以上时，电解液体系会发生氧化分解进而使电池无法正常工作，因此，现有的电解液对高压正极材料的广泛应用形成了障碍。现有技术正针对电解液作出了很多的改进，如专利CN200810214031.1介绍了添加了氟代链状砜的电解液，加入该种添加剂可以改善电池的化学稳定性和存储性能，但是无法提高电池的循环性能以及耐高压性能，为了解决该问题，现有技术中公开了一种电解液，在该种电解液中通过添卤代环状亚硫酸酯来提高电解液的耐高压性能，但添加这种添加剂到电解液中，虽然提高了电解液的耐高压性能，同时降低了电池的循环性能。

发明内容

本发明为解决现有技术中，电解液无法同时获得耐高压和循环性能两项性能的技术问题，提供一种非水电解液及其制备方法和采用该电解液的电池。

为此，本发明提供一种非水电解液，该电解液含有锂盐、有机溶剂和添加剂，其特征在于，所述添加剂为氟代环状砜和氟代噻吩。

本发明同时提供一种非水电解液的制备方法，该方法包括：

1)将氟代环状砜、氟代噻吩混合得到添加剂；

2)将有机溶剂与步骤1中制备的添加剂混合，并添加0.5～1.5mol/L的锂盐，得到非水电解液

以及提供一种电池，该电池包括电芯、非水电解液和壳体，所述电芯包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜层，壳体内容纳有电芯和非水电解液所述非水电解液为本发明所提供的非水电解液。

本发明所提供的非水电解液，具备耐高压性能，同时提高了电池的循环性能。

具体实施方式

本发明的发明人通过大量实验发现，现有技术中采用的在电解液中，加入氟代链状砜添加剂，这样做虽然可以改善电池的化学稳定性和存储性能，但是无法提高电池的循环性能以及耐高压性能，还有一项现有技术中公开了一种电解液，在该种电解液中通过添卤代环状亚硫酸酯来提高电解液的耐高压性能，但添加这种添加剂到电解液中，虽然提高了电解液的耐高压性能，同时降低了电池的循环性能。

本发明提供一种非水电池电解液，该电解液含有锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂为氟代环状砜和氟代噻吩。

其中，氟代环状砜，其结构式如下：

上述化学式中的R为烷基C₁-C₄的烷基或者烷氧基，具体分子式如下：

优选情况下，氟代环状砜为：

其中所述锂盐可以是LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiCF₃SO₃、LiN(CF₃SO₂)₂、LiN(C₂F₅SO₂)₂、LiC(CF₃SO₂)₃、LiB(C₂O₄)₂中的一种或多种，优选情况下为其中的一种。

氟代噻吩可以是邻位氟代噻吩或者间位氟代噻吩，优选情况下为间位氟代噻吩，而本发明中所选用的氟代噻吩为间位氟代噻吩，其结构式为：

有机溶剂可以是碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)、亚硫酸乙烯酯(ES)、亚硫酸丙烯酯(PS)、亚硫酸二乙酯(DES)、γ-丁内酯(BL)、二甲基亚砜(DMSO)、乙酸乙酯、乙酸甲酯、等中的一种。