C12的直链或支链烷基、C1~C12的直链或支链含氟 烷基。
[0076]最优选的,所述腈类化合物选自:
中的一种或多种。
[0078]所述离子液体中的阳离子选自含氮的阳离子。优选的,所述含氮的阳离子选自式X 所示化合物、式XI所示化合物和式XII所示化合物中的一种或多种;
[0080] 其中,1?21、1?22、1?23、1?24、1?25和1?26独立的选自氢原子、卤素、烷基、含氣烷基、烷氧基、 含氟烷氧基、芳香基或含氟芳香基。
[0081] 更优选的,所述含氮的阳离子选自:
中的一种或多种。
[0083] 所述离子液体中阴离子选自四氟硼酸阴离子、六氟磷酸阴离子、高氯酸阴离子、三 氟甲基磺酰亚胺阴离子、二(三氟甲基磺酰)亚胺阴离子、三氟甲基磺酰酸阴离子、双氟磺酰 亚胺阴离子中的一种,优选为六氟磷酸阴离子。
[0084] 在本发明中,所述非水电解液还包括锂盐,所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸 锂、高氯酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂与双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种,优选为六氟磷 酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂。在所述非水电解液中,所述锂盐的浓度为O.lmol/L~ 3111〇1/]^,优选为0.51]1〇1/]^~2.51]1〇1/]^,更优选为1.01]1〇1/]^~2.01]1〇1/匕
[0085] 本发明提供的非水电解液还包括添加剂,在本发明中,所述添加剂在所述非水电 解液中的质量百分数为0.005%~10%,优选为0.01 %~8%,更优选为0.1 %~5%。
[0086] 在本发明中,所述添加剂选自第一添加剂和/或第二添加剂;
[0087] 所述第一添加剂选自亚硝酸锂、硝酸锂、氯化锂、氟化锂、溴化锂、碘化锂、磷酸锂、 一氟磷酸锂、二氟磷酸锂、三氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三草酸磷酸锂、二 氟二草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂的一种或几种,优选为硝酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼 酸锂。
[0088] 所述第二添加剂选自含氟碳酸酯、不饱和碳酸酯、磺酸内酯、含氟羧酸酯、含氟醚 中的一种或几种;
[0089] 所述含氟碳酸酯选自式XIII所示结构的含氟环状碳酸酯或式XIV所示结构的含氟 链状碳酸酯中的一种或几种;
[0091] 其中,R27、R28、R29和R3Q独立的选自氢、氟、C1~C6的直链或支链烷基、C1~C6的直链 或支链含氟烷基,且R27和R28其中之一为含氟基团,R29和R3Q其中之一为含氟基团。
[0092]更优选的,所述含氟碳酸酯选自氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、二氟甲基碳 酸乙烯酯和三氟甲基乙基碳酸酯中的一种或几种。
[0093]所述不饱和碳酸酯选自含双键的不饱和碳酸酯,优选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯 亚乙烯酯、碳酸丙烯亚乙烯酯中的一种或几种;
[0094]所述磺酸内酯选自式XV所示结构的环状磺酸内酯;
[0096] 其中,r为1~3的整数,R31独立的选自氢、氟、C1~C6的直链或支链烷基、C1~C6的 直链或支链含氟烷基。
[0097] 所述磺酸内酯优选为1,3_丙烷磺酸内酯、1,4_ 丁烷磺酸内酯和1-氟-1,3_丙烷磺 酸内酯中的一种或几种。
[0098]所述含氟羧酸酯选自式XVI所示结构中的一种或几种;
[0100] 其中,R32和R33独立的选自C1~C6的直链或支链烷基、C1~C6的直链或支链含氟烷 基,且R32和R33其中之一为含氟基团。
[0101]所述含氟羧酸酯优选为三氟丙酸甲酯、三氟丙酸乙酯、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙 酯、五氟丙酸甲酯和五氟丙酸乙酯中的一种或几种
[0102 ]所述含氟醚选自式XVII所示结构中一种或几种;
[0104] 其中,R34和R35独立的选自C1~C6的直链或支链烷基、C1~C6的直链或支链含氟烷 基,且R34和R35其中之一为含氟基团。
[0105] 优选的,所述含氟醚选自一端为甲基,另一端为C1~C6的直链或支链含氟烷基的 含氟醚,更优选为九氟正丁基甲基醚、九氟异丁基甲基醚、七氟正丙基甲基醚、七氟异丙基 甲基醚和六氟异丙基甲基醚中的一种或几种。
[0106] 在本发明的一些实施例中,当所述非水电解液中的添加剂为第一添加剂时,上述 非水电解液尤其适用于富锂锰基正极与非碳系材料负极匹配的电池体系以及锂空电池、锂 硫电池体系。
[0107] 在本发明的另一些实施例中,所述非水电解液中的添加剂为第二添加剂,或所述 非水电解液中的添加剂为第一添加剂与第二添加剂的复合添加剂,上述非水电解液不仅适 用于富锂锰基正极与非碳系材料负极匹配的电池体系、锂空电池、锂硫电池体系,而且也适 用于传统的锂离子电池正极材料(如层状氧化物材料、尖晶石正极材料、聚阴离子类化合 物)与碳系负极(如石墨类碳材料、硬碳、软碳)匹配的电池体系。
[0108] 当所述非水电解液中的添加剂为第一添加剂与第二添加剂的复合添加剂时,所述 第一添加剂和第二添加剂的质量比为1:20~20:1,优选的质量比为1:1
[0109] 本发明还提供了一种非水电解液的制备方法,包括以下步骤:
[0110] 将有机溶剂和锂盐混合,得到非水电解液,所述有机溶剂选自非碳酸酯溶剂。
[0111] 优选的,在将有机溶剂和锂盐混合时,还可以加入添加剂,所述添加剂优选为上文 所述的第一添加剂和/或第二添加剂。
[0112]本发明还提供了一种锂离子电池,包括正极、隔膜、负极、电解液和电池外壳,所述 电解液为上述非水电解液。
[0113]本发明对所述锂离子电池正极的材料并没有特殊限制,优选为S、02、层状氧化物 材料、尖晶石正极材料、聚阴离子类化合物、富锂锰基氧化物正极材料中的一种。
[0114]所述层状氧化物材料优选为LiCo〇2,LiNi〇2,LiMn〇2或LiMnxCoyNh-x- y〇2,在 LiMnxCoyNii-x-y〇2 中,x = 0~1,y = 0~1 〇
[0115] 所述尖晶石正极材料优选为LiMn2〇4或LiNio.5Mm.5O4。
[0116]所述聚阴离子类化合物优选为橄榄石结构电极材料或NASI C0N结构电极材料,更 优选为 LiFePCk 或 Li3V2(P〇4)3。
[0117] 所述富锂猛基氧化物正极材料优选为xLi2Mn〇3. (l-x)LiM〇2,其中,M选自Ni,Co, Mn,Fe或Cr中的一种,x = 0~1。
[0118] 更优选的,所述正极材料选自S、02和富锂锰基氧化物正极材料中的一种。
[0119] 本发明对所述隔膜的种类并没有特殊限制,优选为聚烯烃类、聚酰胺类、聚砜类、 聚磷腈类、聚醚砜类、聚醚醚酮类、聚醚酰胺类和聚丙烯腈类中的一种。
[0120] 本发明对所述负极材料并没有特殊限制,优选为金属锂、碳系负极材料和非碳系 负极材料中的一种。更优选的,所述的碳系负极材料包括石墨类碳材料、硬碳、软碳的一种; 所述的非碳系负极材料包括硅基、锡基、锑基、铝基和过渡金属化合物的一种。
[0121] 本发明提供的非水电解液具有较好的抗亲核攻击能力,高活性的自由基离子02〃 较难与这些溶剂发生亲核反应,从而有效抑制了材料中Li 20流失,稳定了富锂正极材料的 结构,有效缓解了材料电压滞后现象的发生。同时本发明提供的非水电解液具有抗氧化性 好且不燃的特性,因此本发明提供的非水电解液制备的富锂电池具有较好的循环性能和较 高的安全性。
[0122] 结果表明,本发明提供的非水电解液制备的富锂锂离子电池在25°C充放电循环 100周,电池的容量保持率为88.9 %~94.1 %,电压滞后仅为0.05~0.20V,而在现有碳酸酯 电解液中电池的容量保持率为71.2%~88.7%,电压滞后为0.3~0.6V。本发明提供的非水 电解液制备的富锂锂离子电池具有较好的循环性能。
[0123] 此外,本发明提供的非水电解液的具有耐燃性,因此本发明提供的非水电解液制 备得到的富锂锂离子电池具有较高的安全性。
[0124] 为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的非水电解液和锂离子电 池进行说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0125] 以下实施例所用的非碳酸酯溶剂的种类有:
[0128] 本发明以下实施例所用到的试剂均为市售商品。
[0129] 实施例1~9表1
[0130]有机溶剂选自式1~3所示结构的含磷化合物,正极选自富锂锰基正极材料,负极 选自硅基负极材料,得到锂离子电池,测定其性能,结果见表1,表1为锂离子电池中电解液 配方以及性能测试结果。
[0131] 表1锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果
[0134] 实施例10~18表2
[0135] 有机溶剂选自式4~6所示结构的醚类化合物,正极选自富锂锰基正极材料,负极 选自硅基负极材料。得到锂离子电池,测定其性能,结果见表2,表2为锂离子电池中电解液 配方以及性能测试结果。
[0136] 表2锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果
[0139] 实施例19~27表3
[0140] 有机溶剂选自式7~9所示结构的砜类化合物,正极选自富锂锰基正极材料,负极 选自硅基负极材料。得到锂离子电池,测定其性能,结果见表3,表3为锂离子电池中电解液 配方以及性能测试结果。
[0141] 表3锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果
[0143] 实施例28-39表4
[0144] 有机溶剂选自式10、式11所示结构的腈类化合物和式12、式13所示结构的离子液