[发明专利]一种智能析锂阻断电解液及其制备方法，以及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种智能析锂阻断电解液及其制备方法，以及锂离子电池。本发明提供的智能析锂阻断电解液，包括锂盐和有机溶剂；其中，共溶剂为氟代羧酸酯；所述氟代羧酸酯的碳原子个数为4～7，氟代位置处于酯基中远离碳氧单键的一侧。本发明采用一定的氟代羧酸酯作为共溶剂，与锂盐搭配形成电解液。采用上述电解液，可以与析出的锂反应，一旦有锂金属析出，随着反应的进行，电池会生成高阻抗界面，当阻值达到一定值后会阻断电流，达到智能析锂阻断的效果，消除安全隐患；同时，上述电解液可以降低电解液粘度、提高锂离子电导率，同时，其可以构筑低锂离子去溶剂化的界面层，提升锂离子在电解液及界面层的迁移速率，提升电池的电化学性能。

技术领域

本发明涉及离子电池技术领域，特别涉及一种智能析锂阻断电解液及其制备方法，以及锂离子电池。

背景技术

随着动力锂电池能量密度的不断提升和成本的不断降低，电动汽车的续航里程也在不断新增，因此，充电速度也就成为了新能源汽车推广应用的重要障碍，缩短充电时间能够更好的提升电动汽车的使用体验，对于推广电动汽车具有重要意义。

但是当电池负极表面由于电流过大或温度过低时会出现较大的极化，当负极表面的极化电位低于金属Li时，Li⁺会以金属Li的形式在负极表面析出，析锂后不仅影响电池的可逆容量，而且会带来安全隐患。故析锂现象成为了快充电池发展的重要瓶颈。析锂现象发生的根源在于以下三个过程之一受到阻碍：1)锂离子在电解液中的传输，2)锂离子在石墨负极表面的电化学反应，3)锂离子在石墨颗粒内部的固相扩散。

现有技术虽然从一定程度上减轻了析锂现象，但是不能从根本上解决析锂问题，且不能及时检测析锂的发生，所以电池在快充过程中仍存在严重的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能析锂阻断电解液及其制备方法，以及锂离子电池。本发明提供的电解液有效提升锂离子在电解液及界面层的迁移速率，减小负极表面的极化，减少析锂，从而提升电池的电化学性能；同时，还能智能阻断，一旦有锂析出并达到一定程度，会阻断电流，消除安全隐患。

本发明提供了一种智能析锂阻断电解液，包括锂盐和有机溶剂；

所述有机溶剂包括主溶剂和共溶剂；

所述共溶剂为氟代羧酸酯；

所述氟代羧酸酯的碳原子个数为4～7，氟代位置处于酯基中远离碳氧单键的一侧。

优选的，所述氟代羧酸酯选自式1～式2中的一种或两种；

优选的，所述碳酸酯类溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和氟代碳酸乙烯酯中的一种或几种。

优选的，所述主溶剂为碳酸酯类溶剂。

优选的，所述碳酸酯类溶剂为碳酸二甲酯和碳酸乙烯酯，或为碳酸二甲酯和氟代碳酸乙烯酯。

优选的，所述碳酸酯类溶剂为碳酸二甲酯和碳酸乙烯酯，且所述碳酸二甲酯与碳酸乙烯酯的体积比为(5～7)∶2；

或

所述碳酸酯类溶剂为碳酸二甲酯和氟代碳酸乙烯酯，且所述碳酸二甲酯和氟代碳酸乙烯酯的体积比为(5～7)∶2。

优选的，所述锂盐为LiPF₆和/或LiDFOB；

所述有机溶剂中，主溶剂和共溶剂的体积比为(2.3～9)∶1。

优选的，所述电解液中，LiPF₆的浓度为0.8～1.2M，LiDFOB的浓度为0.1～0.4M。

本发明还提供了一种上述技术方案中所述的智能析锂阻断电解液的制备方法，包括：

将锂盐溶解于有机溶剂中，得到电解液。