[发明专利]一种阻燃电解液及其应用

说明书

本发明提供了一种阻燃电解液及其应用；包括：锂盐、添加剂A、非水有机溶剂和其他添加剂。本发明还涉及前述阻燃电解液的应用。本发明所用原料添加剂A在受热气化时能释放出含磷自由基，可与电解液中的氢自由基结合，可有效地阻止有机溶剂的燃烧或爆炸，极大提升锂离子电池的安全性；其次，其结构中包含大量氟元素，故能提升电解液的闪点，进而提升电解液的阻燃效果。由于本发明提供的由添加剂A和其他组分组成的电解液，用于制备离子电池时能在电极表面形成稳定致密的保护膜，阻止高温下电极材料和电解液溶剂的副反应，避免电池热失控的发生。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域；尤其涉及一种阻燃电解液及其应用。

背景技术

锂离子电池凭借其高性能、低成本、高功率、清洁环保等诸多优点，已然成为人们在新能源方向的首选，其在移动电源、储能、消费电子、动力电池等领域都有很好的发展。随着锂离子电池在各个领域的不断普及，其本身暴露出的安全性问题也越来越多，诸如冒烟、起火甚至爆炸等情况也屡见不鲜。尤其是近几年电动汽车和储能行业的快速发展，锂离子电池的安全事故频频爆出，这引起了人们对锂电池安全性的广泛关注。

锂离子电池热失控很大程度上是因为在高温或者高倍率充放电条件下，电极材料和电解液溶剂温度进一步升高，导致电极表面固体电解质界面层溶解，溶剂直接暴露于电极表面并和电极材料反应而放出大量的热，最终引发电池的起火、爆炸等问题。而且锂离子电池电解液溶剂大多具有低沸点、易燃易爆的性质，致使电解液本身也具备易燃易爆特点。因此开发一款锂离子电池阻燃电解液显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供了一种阻燃电解液及其应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种阻燃电解液，包括以下重量百分比的各组分：

优选地，所述添加剂A的结构通式为：

其中，式中R₁、R₂、R₃、R₄分别为氰基、碳原子数为1-6的烷基、三甲基硅基中的至少一种。

优选地，所述烷基和三甲基硅基中的一个或多个氢原子为以下取代基所取代：氟、三氟甲基、氟磺酰基、三氟甲磺酰基、磺酸锂基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酰基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酰基、氟苯基、三氟甲基苯基、氟磺酰基苯基、三氟甲磺酰基苯基、磺酸锂基苯基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酰基苯基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酰基苯基。

优选地，所述锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三氟甲磺酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、(氟磺酰)三氟甲基磺酰亚胺锂、四氯铝酸锂、六氟砷酸锂中的至少一种。

优选地，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、γ-丁内酯、二氧五环、四氢呋喃、二甲基三氟乙酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。

优选地，所述其他添加剂为双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟二草酸硼酸锂、四氟草酸磷酸锂、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、1,4-丁烷磺酸内酯中的至少一种。

本发明还涉及前述的阻燃电解液的应用，用于锂离子电池的制备，锂电池包括正极、负极、隔膜和所述电解液。

本发明具有以下优点：