【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及鋰二次電池電解液領域，具體而言，涉及一種電解液及包含該電解液的鋰二次電池。
技術介紹
1、目前金屬鋰電解液配方設計基本摒棄了碳酸酯類溶劑的使用，以配位型醚類和非配位性稀釋劑搭配是目前較為優(yōu)選的組合。但這種電解液體系前期能夠?qū)崿F(xiàn)較好的循環(huán)，循環(huán)至上百周時，開始大量消耗電解液，最后電解液干涸導致跳水。
2、比如，在申請?zhí)枮椤?02311849057?.4”的中國專利中，公開了一種電解液及包含該電解液的鋰電池，具體公開了：電解液中包括含氟醚類溶劑、助溶劑和稀釋劑，該含氟醚類溶劑具有乙醚主鏈以及在乙醚主鏈兩端分別引入-f、-ch2f、-chf2或者-cf3，可以提高最高占據(jù)分子軌道highest?occupied?molecularorbital，簡稱homo)水平，最終提高電解液的氧化能力；助溶劑為dn值為10-13kcal/mol的腈類溶劑、砜類溶劑或者苯醚；稀釋劑為dn值小于10kcal/mol的芳香族或者鹵代化合物；溶劑、助溶劑和稀釋劑的相對介電常數(shù)均>3.6。該專利通過采用鋰鹽、含氟醚類溶劑、dn值為10-13kcal/mol的腈類溶劑作為助溶劑和dn值小于10kcal/mol的芳香族或者鹵代化合物作為稀釋劑并限定三種試劑的相對介電常數(shù)同時在特定范圍內(nèi)能夠顯著提高電解液整體的耐高溫、耐高電壓性能，即使在小于等于1m的鋰鹽濃度下，電解液中接觸離子對(cip)和聚集體(agg)配位的比例較高，這促進了陰離子衍生的sei/cei物質(zhì)的產(chǎn)生，且不影響鋰鹽的溶解，促進溶劑化li+的解離，極大提高了電池的循環(huán)穩(wěn)
3、其中電解液的溶液結(jié)構與所引入稀釋劑的dn值密切相關，當引入溶劑的dn值小于10時，即可獲得局域高濃度電解液（lhce），與電解液的鋰鹽和配位溶劑的類型無關。申請?zhí)枮椤?02311849057?.4”的中國專利中，采用的稀釋劑為dn值小于10kcal/mol的芳香族或者鹵代化合物，因此，這種局域高濃度電解液體系前期能夠?qū)崿F(xiàn)較好的循環(huán)，但循環(huán)至上百周時，會開始大量消耗電解液，最后電解液干涸導致跳水；并且，其所應用的稀釋劑氟苯類在鋰電池的循環(huán)過程中易導致電芯產(chǎn)氣從而使電芯失效。
技術實現(xiàn)思路
1、本申請實施例的目的在于提供一種電解液及制備方法和包含該電解液的鋰二次電池，用以解決現(xiàn)有技術中的電解液在循環(huán)至上百周時，開始大量消耗電解液，最后電解液干涸導致跳水的技術問題。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N電解液，包括鋰鹽、有機溶劑，所述有機溶劑包括由下述式（ⅰ）表示的環(huán)狀非配位溶劑，
3、（ⅰ）；
4、式（ⅰ）中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10各自獨立選自氫原子、氯原子、溴原子、氟原子、c1～c3的烷基、c1～c3的烷氧基、氟取代的c1～c3烷基或氟取代的c1～c3烷氧基。
5、進一步的，式（ⅰ）中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10各自獨立選自氫原子、氯原子或氟原子。
6、進一步的，所述環(huán)狀非配位溶劑選自化合物1-化合物11中的至少一種：
7、
8、。
9、進一步的，所述有機溶劑還包括直鏈式非配位溶劑，所述直鏈式非配位溶劑包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚、1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、2-甲基-1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、雙(2,2,2-三氟乙基)醚、三(三氟乙氧基)甲烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、2,2,2-三氟乙基-1,1,2,3,3,3-六氟丙基醚、二氯甲烷、六氟異丙基甲基醚、正己烷、2h，3h-十氟戊烷和甲基九氟丁基醚中的任意一種或任意多種；
10、和/或，所述有機溶劑還包括配位型溶劑，所述配位型溶劑包括乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,2-二乙氧基乙烷、乙腈、磷酸三甲酯、環(huán)丁砜、四氫呋喃、1,4-二氧六環(huán)、1，3-二氧五環(huán)、亞硫酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、氟代碳酸乙烯酯和碳酸甲丙酯中的任意一種或任意多種；
11、和/或，所述鋰鹽包括雙(氟磺酰)亞胺鋰、雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰、雙(五氟乙基磺酰基)亞胺鋰、六氟磷酸鋰、六氟砷酸鋰、六氟鋁酸鋰、四氟硼酸鋰、氟磺酸鋰、硝酸鋰、三氟甲磺酸鋰和高氯酸鋰中的任意一種或任意多種；
12、和/或，所述電解液還包括添加劑，所述添加劑包括碳酸亞乙烯酯、1,3-丙烷磺酸內(nèi)脂、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯亞乙酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亞甲酯、碳酸乙烯亞乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯和三(三甲基硅烷)硼酸酯中的任意一種或任意多種。
13、進一步的，所述直鏈式非配位溶劑包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚中的任意一種或任意兩種；
14、和/或，所述配位型溶劑包括乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚中的任意一種或任意兩種；
15、和/或，所述鋰鹽包括雙(氟磺酰)亞胺鋰、雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰、六氟磷酸鋰和四氟硼酸鋰中的任意一種或任意多種；
16、和/或，所述添加劑包括碳酸亞乙烯酯、1,3-丙烷磺酸內(nèi)脂中的任意一種；
17、進一步的，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述直鏈式非配位溶劑和環(huán)狀非配位溶劑的質(zhì)量百分比之和為35.5%-84.9%。
18、進一步的，所述直鏈式非配位溶劑和環(huán)狀非配位溶劑的摩爾比為（1-3）：（1-2）。
19、進一步的，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述配位型溶劑的質(zhì)量百分比為10%-25%；
20、和/或，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述鋰鹽的質(zhì)量百分比為5%-35%；
21、和/或，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述添加劑的質(zhì)量百分比為0.1%-4.5%。
22、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N電解液的制備方法，包括下述步驟：
23、s1、在惰性氣體保護下，向配置容器中加入配位型溶劑，然后向配置容器中加入鋰鹽并混合均勻；
24、s2、向配置容器中加入直鏈式非配位溶劑及環(huán)狀非配位溶劑并混合均勻；
25、s3、向配置容器中加入添加劑并混合均勻，得到電解液。
26、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N鋰二次電池，包含上述的電解液；或者，包含上述制備方法制備的電解液。
27、本申請中的鋰二次電池，可以是鋰金屬負極電池或無負極鋰金屬電池，由于包含本申請中電解液，在直鏈式非配位型溶劑以及環(huán)狀非配位溶劑的協(xié)同作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的可逆脫嵌，抑制鋰枝晶的生長，減少鋰枝晶的沉積，可以顯著提升電池的循環(huán)穩(wěn)定性、安全性以及循環(huán)壽命；同時，可以有效抑制配位型溶劑的分解，實現(xiàn)金屬鋰枝晶均勻沉積，從而提高電解液的穩(wěn)定性；并且，高溫存儲產(chǎn)氣抑制效果明顯，同溫本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種電解液，包括鋰鹽、有機溶劑，其特征在于，所述有機溶劑包括由下述式（Ⅰ）表示的環(huán)狀非配位溶劑，
2.根據(jù)權利要求1所述的電解液，其特征在于，式（Ⅰ）中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自獨立選自氫原子、氯原子或氟原子。
3.根據(jù)權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述環(huán)狀非配位溶劑選自下述化合物1-化合物11中的至少一種：
4.根據(jù)權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述有機溶劑還包括直鏈式非配位溶劑，所述直鏈式非配位溶劑包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚、1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、2-甲基-1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、雙(2,2,2-三氟乙基)醚、三(三氟乙氧基)甲烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、2,2,2-三氟乙基-1,1,2,3,3,3-六氟丙基醚、二氯甲烷、六氟異丙基甲基醚、正己烷、2H，3H-十氟戊烷和甲基九氟丁基醚中的任意一種或任意多種；>
5.根據(jù)權利要求4所述的電解液，其特征在于，所述直鏈式非配位溶劑包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚中的任意一種或任意兩種；
6.根據(jù)權利要求4所述的電解液，其特征在于，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述直鏈式非配位溶劑和環(huán)狀非配位溶劑的質(zhì)量百分比之和為35.5%-84.9%。
7.根據(jù)權利要求6所述的電解液，其特征在于，所述直鏈式非配位溶劑和環(huán)狀非配位溶劑的摩爾比為（1-3）：（1-2）。
8.根據(jù)權利要求4所述的電解液，其特征在于，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述配位型溶劑的質(zhì)量百分比為10%-25%；
9.根據(jù)權利要求1-8中任意一項所述的電解液的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：
10.一種鋰二次電池，其特征在于，包含權利要求1-8中任意一項所述的電解液；或者，包含所述權利要求9中的制備方法制備的電解液。
...【技術特征摘要】
1.一種電解液，包括鋰鹽、有機溶劑，其特征在于，所述有機溶劑包括由下述式（ⅰ）表示的環(huán)狀非配位溶劑，
2.根據(jù)權利要求1所述的電解液，其特征在于，式（ⅰ）中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10各自獨立選自氫原子、氯原子或氟原子。
3.根據(jù)權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述環(huán)狀非配位溶劑選自下述化合物1-化合物11中的至少一種：
4.根據(jù)權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述有機溶劑還包括直鏈式非配位溶劑，所述直鏈式非配位溶劑包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚、1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、2-甲基-1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、雙(2,2,2-三氟乙基)醚、三(三氟乙氧基)甲烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、2,2,2-三氟乙基-1,1,2,3,3,3-六氟丙基醚、二氯甲烷、六氟異丙基甲基醚、正己烷...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳霖，白逢偉，
申請(專利權)人：深圳欣界能源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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