【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電池，涉及一種li/cfx電池的電解液及含有其的li/cfx電池。
技術介紹
1、li/cfx(鋰/氟化碳)電池是一種以金屬鋰為負極，氟化碳材料為正極的非水系一次電池。由于其具有高能量密度、長壽命、良好的儲存穩定性和寬工作溫度范圍等優點，li/cfx電池在軍事、航空航天、醫療設備以及便攜式電子設備等領域得到了廣泛的應用。
2、氟化碳材料的化學結構通常表示為cfx，其中x值通常在0.5到1.0之間。在氟化碳材料中，碳原子與氟原子之間的鍵合形式多樣，包括c-f單鍵、c-f雙鍵和c-f三鍵，這些不同的鍵合形式賦予了氟化碳材料獨特的電化學性能。然而，氟化碳材料中存在的一些不穩定的碳氟鍵，其在高溫或長期存儲過程中容易發生均裂或異裂，產生碳自由基、氟自由基或碳正離子、氟離子，這些具有高度化學活性的中間體物種會引發電解液的分解，在電池內部生成副產物，進一步導致電池容量的快速衰減，從而影響電池的整體性能。
3、例如，cn114628670a公開了一種氮摻雜-碳包覆氟化碳在鋰/氟化碳電池中應用，其采用三羥甲基氨基甲烷(tris)的水溶液作為緩沖液，通過鹽酸多巴胺自聚合反應首先得到聚多巴胺氟化碳復合材料，然后將該復合材料在惰性氣氛下進行高溫煅燒，最終獲得氮摻雜-碳包覆的氟化碳電極材料。氮摻雜-碳包覆層不僅可以有效地阻隔電解液與氟化碳材料的直接接觸，減少電池的自放電現象，還可以提高電池的高溫擱置性能。然而，氮摻雜-碳包覆氟化碳材料的制備過程相對復雜，需要經過多個步驟，包括自聚合反應、高溫煅燒等，這無疑大大增加了生
4、考慮到li/cfx電池的性能惡化，是由于氟化碳材料與電解液的反應導致的，除了對氟化碳材料自身進行包覆等改性外，針對于電解液的改善和優化，也是一種可行的研究方向。
5、例如，cn114175320a公開了一種包含鋰陽極的電化學電池的電解質組合物，其通過在電解液中添加一定比例的氟代碳酸酯，如氟代碳酸乙烯酯(fec)或氟代碳酸丙烯酯(fpc)，使得氟代碳酸酯的引入可以在金屬鋰表面形成一層致密的固體電解質界面膜(sei膜)，從而有效抑制金屬鋰與電解液的副反應，降低電池的自放電率，提高電池的存儲穩定性。此外，氟代碳酸酯還具有較高的氧化穩定性，能夠在一定程度上防止電解液在高溫下的分解，進一步提升電池的高溫性能。可見，盡管氟代碳酸酯的引入顯著改善了負極金屬鋰的穩定性，但它并不能完全解決正極氟化碳與電解液反應的問題。氟化碳材料中的不穩定碳氟鍵仍然會在高溫或長期存儲過程中與電解液發生反應，導致電池容量的衰減。因此，僅靠氟代碳酸酯的引入的改善效果有限。
6、電解液是li/cfx電池的重要組成部分，它不僅負責傳輸鋰離子，還對電池的電化學性能和安全性起著關鍵作用。目前，從電解液一側進行選擇與開發，以避免或解決與氟化碳材料的反應，進而提高電池的穩定性和延長其使用壽命，仍然具有深入研究的意義和價值。
技術實現思路
1、鑒于現有技術中存在的問題，本專利技術的目的在于提供一種li/cfx電池的電解液及含有其的li/cfx電池，所述電解液包括電解液基體及硅烷添加劑；所述硅烷添加劑含有烯基和烷氧基。通過在電解液中引入含有烯基雙鍵的硅烷和含有烷氧基的硅烷作為添加劑，對氟化碳材料自身的穩定性進行改善，進而提升li/cfx電池的長期存儲及高溫存儲的穩定性。
2、為達到此目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供了一種li/cfx電池的電解液，包括電解液基體及硅烷添加劑；所述硅烷添加劑含有烯基和烷氧基。
4、本專利技術通過引入含有烯基雙鍵的硅烷可以在氟化碳產生的碳正離子/碳自由基的作用下進行自由基聚合或離子聚合，在正極活性表面形成鈍化層阻隔電解液與氟化碳的接觸，同時其還可以在金屬鋰表面形成穩定性鈍化層，進一步抑制電解液在正負極的分解；而含有烷氧基的硅烷具有極強的除hf的能力，能有效捕獲電解液的游離氟，且所具有的烷氧基中的氧可以和活性碳氟鍵中的碳發生親核作用，有利于對不穩定性碳氟鍵的清除；因此，本專利技術通過含有烯基雙鍵的硅烷和含有烷氧基的硅烷的協同作用，從而有效提升正、負極和電解液穩定性，實現鋰氟化碳電池長期及高溫存儲穩定性的提升。
5、以下作為本專利技術優選的技術方案，但不作為本專利技術提供的技術方案的限制，通過以下技術方案，可以更好地達到和實現本專利技術的技術目的和有益效果。
6、作為本專利技術優選的技術方案，所述硅烷添加劑包括含有烯基的硅烷a與含有烷氧基的硅烷b，和/或包括同時含有烯基和烷氧基的硅烷c。
7、需要說明的是，本專利技術中所述硅烷添加劑可以使用硅烷a與硅烷b的組合，也可以是硅烷a、硅烷b及硅烷c的組合，或者僅使用硅烷c，保證硅烷添加劑中同時含有烯基與烷氧基。
8、作為本專利技術優選的技術方案，所述含有烯基的硅烷a的化學簡式包括r1bsiar22a+2-b，其中，a為1或2，b為1～6中的整數，例如1、2、3、4、5或6；2a+2-b為0～5中的整數，例如0、1、2、3、4或5；r1為c2～c4烯基，例如乙烯基、丙烯基或丁烯基中的至少一種，優選為乙烯基；r2為c1～c3烷基，例如甲基、乙基或丁基中的至少一種。
9、優選地，所述含有烯基的硅烷a包括乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三乙基硅烷、二乙烯基二甲基硅烷、二乙烯基二丙基硅烷、三乙烯基甲基硅烷、三乙烯基乙基硅烷、三乙烯基丙基硅烷、四乙烯基硅烷、四烯丙基硅烷或二乙烯基四甲基二硅烷中的至少一種；優選為二乙烯基二甲基硅烷、三乙烯基甲基硅烷、三乙烯基乙基硅烷或四乙烯基硅烷中的至少一種。
10、作為本專利技術優選的技術方案，所述含有烷氧基的硅烷b的化學簡式包括r44-csi(or3)c，其中，c為1～4中的整數，例如1、2、3或4；r3包括c1～c3烷基，例如甲基、乙基或丁基中的至少一種；r4包括c1～c20烷基或鹵代烷基，優選為甲基、鹵代甲基、乙基、鹵代乙基、丙基或鹵代丙基，或c5～c20芳基或鹵代芳基中的至少一種，優選為苯基或鹵代苯基。
11、需要說明的是，r4包括鹵代烷基或鹵代芳基時，是指r4中的氫原子被鹵素部分取代或全部取代，優選被氟原子部分取代或全部取代。
12、優選地，所述含有烷氧基的硅烷b包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、三氟丙烷三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基環己基二甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅、三乙基甲氧基硅烷或甲氧基二甲基苯硅烷中的至少一種；優選為，乙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、三氟丙烷三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷或甲氧基二甲基苯硅烷中的至少一種。
13、作為本專利技術優選的技術方案，所述同時含有烯基和烷氧基的硅烷c的化學簡式包括r5dr74-d-esi(or6)e，其中，d本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種Li/CFx電池的電解液，其特征在于，包括電解液基體及硅烷添加劑；所述硅烷添加劑含有烯基和烷氧基。
2.根據權利要求1所述的Li/CFx電池的電解液，其特征在于，所述硅烷添加劑的質量占所述Li/CFx電池的電解液的總質量的0.1％～15％，優選為0.1％～5％，進一步優選為0.1％～2％。
3.根據權利要求1或2所述的Li/CFx電池的電解液，其特征在于，所述硅烷添加劑包括含有烯基的硅烷A與含有烷氧基的硅烷B，和/或包括同時含有烯基和烷氧基的硅烷C。
4.根據權利要求3所述的Li/CFx電池的電解液，其特征在于，所述含有烯基的硅烷A的化學簡式包括R1bSiaR22a+2-b，其中，a為1或2，b為1～6中的整數，2a+2-b為0～5中的整數；R1為C2～C4烯基；R2為C1～C3烷基；
5.根據權利要求3或4所述的Li/CFx電池的電解液，其特征在于，所述含有烷氧基的硅烷B的化學簡式包括R44-cSi(OR3)c，其中，c為1～4中的整數；R3包括C1～C3烷基；R4包括C1～C20烷基或鹵代烷基，或C5～C20芳基或鹵代芳
6.根據權利要求3-5任一項所述的Li/CFx電池的電解液，其特征在于，所述同時含有烯基和烷氧基的硅烷C的化學簡式包括R5dR74-d-eSi(OR6)e，其中，d為1～3中的整數，e為1～3中的整數，4-d-e為0～2中的整數；R5包括C2～C20烯基；R6包括C1～C3烷基；R7包括C1～C20烷基或鹵代烷基，或C5～C20芳基或鹵代芳基中的至少一種；
7.根據權利要求3-6任一項所述的Li/CFx電池的電解液，其特征在于，所述含有烯基的硅烷A的質量占所述Li/CFx電池的電解液的總質量的0.1％～10％，優選為0.1％～5％，進一步優選為0.1％～2％；
8.根據權利要求3-7任一項所述的Li/CFx電池的電解液，其特征在于，所述電解液基體包括溶劑及電解質鹽；
9.一種Li/CFx電池，其特征在于，含有權利要求1-8任一項所述的Li/CFx電池的電解液。
10.根據權利要求9所述的Li/CFx電池，其特征在于，所述Li/CFx電池的電解液的注液系數為1.0～1.6g/Ah。
...【技術特征摘要】
1.一種li/cfx電池的電解液，其特征在于，包括電解液基體及硅烷添加劑；所述硅烷添加劑含有烯基和烷氧基。
2.根據權利要求1所述的li/cfx電池的電解液，其特征在于，所述硅烷添加劑的質量占所述li/cfx電池的電解液的總質量的0.1％～15％，優選為0.1％～5％，進一步優選為0.1％～2％。
3.根據權利要求1或2所述的li/cfx電池的電解液，其特征在于，所述硅烷添加劑包括含有烯基的硅烷a與含有烷氧基的硅烷b，和/或包括同時含有烯基和烷氧基的硅烷c。
4.根據權利要求3所述的li/cfx電池的電解液，其特征在于，所述含有烯基的硅烷a的化學簡式包括r1bsiar22a+2-b，其中，a為1或2，b為1～6中的整數，2a+2-b為0～5中的整數；r1為c2～c4烯基；r2為c1～c3烷基；
5.根據權利要求3或4所述的li/cfx電池的電解液，其特征在于，所述含有烷氧基的硅烷b的化學簡式包括r44-csi(or3)c，其中，c為1～4中的整數；r3包括c1～c3烷基；r4包括c1～c20烷基或鹵代烷基，或c5～c20...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李治國，賴彩婷，趙瑞瑞，
申請(專利權)人：惠州億緯鋰能股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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