[发明专利]一种含有吡啶环磺酰亚胺锂的电解液及使用该电解液的电池

说明书

本发明提供一种含有吡啶环磺酰亚胺锂的电解液，所述电解液包括导电锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述导电锂盐包括吡啶环磺酰亚胺锂，所述吡啶环磺酰亚胺锂结构通式为：其中，R_1‑4＝F、CF₃、C₂F₅、C₄F₉、C₆F₁₃、CF₃O，CF₃CH₂O、(CF₃)₂CHO、CN；R₅＝F、CF₃、C₂F₅、C₄F₉、C₆F₁₃、CF₃O，CF₃CH₂O、(CF₃)₂CHO、R_1‑4可以相同或不同；吡啶环上的磺酸基可以位于邻位，也可以位于间位或者对位。本发明提供的吡啶环磺酰亚胺锂具有较好的热稳定性和耐水解性，能够结合溶解于电解液中的过渡金属离子以及游离HF，避免这些金属离子电沉积于负极表面，同时避免HF破坏SEI膜，影响电池的使用寿命和安全性能。

技术领域

本发明涉及锂二次电池领域，更具体地，本发明涉及一种含有吡啶环磺酰亚胺锂的电解液及使用该电解液的锂二次电池。

背景技术

非水电解液是高比能锂离子电池等储能器件的关键材料之一，其综合性能，如化学和电化学稳定性，安全性等，直接影响锂离子电池的使用。目前,商业化的锂离子电池电解液主要由有机碳酸酯，如乙烯碳酸酯(EC)，碳酸二甲酯(DMC),碳酸二乙酯(DEC)等，电解质导电盐(主要是LiPF₆)，功能性添加剂，如亚乙烯碳酸酯(VC)，1,3-丙磺酸内酯(PS)，氟代碳酸乙烯酯(FEC)等组成。电解液溶剂体系主要调整配方比例，新型添加剂和锂盐是电解质材料的重点与核心技术。LiPF₆在电解液中广泛应用，但是LiPF₆分解温度较低(尤其杂质含量较高时)，容易发生水解反应，使得锂离子电池在高温(>55℃)下工作时，循环性能和使用寿命大为缩减。因此，研究开发化学稳定性(如热稳定性，对水稳定性等)高，电化学性能(如高电导率，宽的电化学窗口，对铝箔没腐蚀性等)优异的新型导电锂盐电解质材料取代传统锂盐LiPF₆是开发大型动力电池和大型储能电子器件的重要研究方向。

发明内容

鉴于背景技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种吡啶环磺酰亚胺锂的用途，即在锂电池和锂离子电池中作为电解质的应用。

为了实现上述技术方案，本发明提供一种含有吡啶环磺酰亚胺锂的电解液，包括导电锂盐、非水有机溶剂和添加剂，导电锂盐包括吡啶环磺酰亚胺锂，吡啶环磺酰亚胺锂结构通式为：

其中，

R_1-4＝F、CF₃、C₂F₅、C₄F₉、C₆F₁₃、CF₃O，CF₃CH₂O、(CF₃)₂CHO、CN；

R₅＝F、CF₃、C₂F₅、C₄F₉、C₆F₁₃、CF₃O，CF₃CH₂O、(CF₃)₂CHO、