[发明专利]应用于碱金属电池的电解液及其碱金属电池

说明书

本发明提供了一种应用于碱金属电池的电解液及其碱金属电池，其中，电解液包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂。添加剂包括如结构式I所示的含氮硼杂环化合物，其中，n为2、3或4，R₁为C₁～C₁₀的烃基或‑OR₃，含氮硼杂环化合物中的R₁相同或不完全相同，且至少一个R₁为‑OR₃，R₃如结构式Ⅱ、结构式Ⅲ、结构式Ⅲ或结构式Ⅴ所示，R₄～R₆各自独立为氢、C₁～C₅的烃基或R₇，R₇如结构式Ⅵ所示，含氮硼杂环化合物中的R₂相同或不完全相同，且R₂为氢、芳烃基或C₁～C₁₀的烃。本发明的碱金属电池具有较佳的循环性能，还能发挥出碱金属负极的高能量密度优势。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种电解液，更加涉及一种应用于碱金属电池的电解液及其碱金属电池。

背景技术

目前，锂离子电池已广泛应用于汽车、手机等技术产品。商业化的锂离子电池主要以石墨为负极材料，其容量发挥已经接近石墨理论值(372mAh/g)，很难通过对石墨进行处理而高幅度地提升锂离子电池的容量。难以满足持久、高能量密度的可充放电池的需求。

锂金属负极具有极高的理论容量和最负的平衡电极电势，被称为可充放电池中的“圣杯”电极。但锂的储量很低，锂电市场的消耗巨大，导致其价格昂贵。与之相比，钠和钾金属具有储量丰富、价格低廉的优势，也成为下一代负极材料的研究热门。但三种碱金属负极都存在枝晶生长的共性问题，导致电池的安全性能差，能量密度低，循环寿命短等问题，严重阻碍了碱金属负极在实际电池中的应用。

因此，如何有效改善金属锂电极表面性质、抑制锂枝晶的生成是进一步发展碱金属电池需要解决的重点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种应用于碱金属电池的电解液及其碱金属电池，其中添加剂可有效抑制枝晶的生长，提高碱金属电池的循环性能。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种应用于碱金属电池的电解液，包括碱金属盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括如结构式I所示的含氮硼杂环化合物，

其中，n为2、3或4，R₁为C₁～C₁₀的烃基或-OR₃，所述含氮硼杂环化合物中的R₁相同或不完全相同，且至少一个R₁为-OR₃，R₃如结构式Ⅱ、结构式Ⅲ、结构式Ⅲ或结构式Ⅴ所示，R₄～R₆各自独立为氢、C₁～C₅的烃基或R₇，R₇如结构式Ⅵ所示，m为1、2或3，R₈和R₁₀各自独立为氢、芳烃基或C₁～C₁₀的烃基，R₉为C₁～C₁₀的烃基，所述含氮硼杂环化合物中的R₂相同或不完全相同，且R₂为氢、芳烃基或C₁～C₁₀的烃，