[发明专利]一种电池的电解液

说明书

本发明提供一种电解液，包括有机物或该有机物可作为纯溶剂、共溶剂或添加剂；该电解液还有锂盐和其他溶剂、添加剂，可用于电池体系，提高电池的放电电压平台(平均放电电压)，特别是以氟化碳或金属氟化物为正极的电池。

技术领域

本发明提供一种电解液，及含有该电解液的电池，特别是以氟化碳或金属氟化物为正极的电池。

背景技术

随着科技的发展和人民生活水平的提高，对能源的需求也在与日俱增，研究和开发具有高能量密度的电池体系，是当今社会的迫切要求。与其他一次电池相比，锂-氟化碳一次电池的理论比容量高达2180Wh kg^-1(锂-氯化亚砜电池，590Wh h kg^-1；锂-二氧化锰电池， 230Wh h kg^-1；锂-二氧化硫电池，260Wh h kg^-1)，具有极低的自放电速率，保存期可达10 年以上，是一种优秀的储能器件，被广泛应用于电子设备、医疗器械和军事领域，受到研究者们的密切关注。氟化碳一次电池的反应方程式如下所示：CF_n+n Li·S+ne^-→n LiF+C+n S，S为锂离子的溶剂化结构，由于反应物中C-F键的稳定性和反应产物中LiF的难溶性，氟化碳在放电过程中会受到很大的阻力，放电平台(平均放电电压)也严重降低。

基于此，我们开发了一种功能性电解液溶剂或添加剂，该电解液溶剂或添加剂含有— NCON—结构，该结构能够参与锂离子的溶剂化，能够调控上述反应式中的溶剂化结构S，有利于降低电池中电化学反应的能垒，从而能够显著提高电池的放电电压平台，进而提高电池的放电能量密度。

申请日前与本申请相关的参考资料：1.Energy Technol.2021,9,2000605；2.Nanotechnol. Rev.2019,8,573–586

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于氟化碳一次电池和金属氟化物二次电池的电解液，该电解液能够显著提高电池的放电电压，从而提升电池的放电能量。

在一些实施例中，本发明提供了一种电解液，包括以下有机物：

和或

该有机物具有独立的4个位点，可连接不同的结构，具体可包括但不限于式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ；

在式Ⅰ中，可结合R₁、R₂、R₃、R₄，R₁、R₂、R₃、R₄包括氢原子、卤素原子、含氧原子的官能团，也包括亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、环烃基，也包括被卤素原子部分或全部取代的烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、环烃基：

式Ⅰ表述的电解液成分包括但不限于式Ⅰ-1至式Ⅰ-25中的至少一种：