电解液及其制备方法、应用与流程

本技术涉及电池领域，尤其涉及一种电解液及其制备方法、应用。

背景技术：

1、随着当代社会发展，人们对锂离子电池这种二次电池使用频率越来越高，需求推动锂离子电池逐步向高能量密度方向发展。从正负极材料角度讨论，通常通过提高三元材料(ncm)中镍含量进一步提升正极材料克容量，在保证电芯容量不变的前提下，一定程度降低正极活性物质用量，从而提升电芯整体能量密度。而在负极侧，逐步由石墨材料向克容量更高的硅氧、硅碳材料等演变。其中，由于金属锂理论容量约为传统石墨材料的十倍(锂负极3860mah/gvs石墨负极372mah/g)直接使用金属锂作为负极在能量密度提升方面优势明显。

2、锂离子电池通常包括正极、负极、隔膜和电解液，其中，正极、负极和隔膜都浸泡在电解液中，在充放电过程中，电解液作为锂离子的传输媒介，一方面提供部分活性锂离子，作为导电离子使用，另一方面提供离子通道，帮助锂离子在其中自由移动。电解液对电池的能量密度、功率密度、循环寿命、安全性能、宽温应用等起着关键性作用。

3、现有电解液一般包括锂盐和溶剂，通常还会使用添加剂以改善电解液的性能，但锂盐和添加剂难以完全在溶剂中均匀溶解，电解液浑浊，难以发挥有益效果。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种电解液及其制备方法、应用。

2、本技术实施例是这样实现的，一种电解液，包括锂盐和溶剂，所述锂盐包括第一锂盐和第二锂盐，所述第一锂盐在所述溶剂中的溶解度大于所述第二锂盐在所述溶剂中的溶解度，所述溶剂包括环状醚类化合物和线状醚类化合物。

3、可选地，在本技术的一些实施例中，所述电解液中：

4、所述锂盐的摩尔浓度为1.5mol/l～2.5mol/l；和/或

5、所述第一锂盐的质量分数为25wt％～35wt％；和/或

6、所述第二锂盐的质量分数为0.5wt％～8wt％；和/或

7、所述环状醚类化合物的质量分数为10wt％～60wt％；和/或

8、所述线状醚类化合物的质量分数为10wt％～60wt％。

9、可选地，在本技术的一些实施例中，所述第一锂盐包括含氟锂盐，所述含氟锂盐包括六氟磷酸锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、六氟砷酸锂中的一种或几种；和/或

10、所述第二锂盐包括含硼锂盐、含氮锂盐、含氯锂盐中的一种或几种；所述含硼锂盐包括二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、四氟硼酸锂中的一种或几种；所述含氮锂盐包括硝酸锂；所述含氯锂盐包括高氯酸锂；和/或

11、所述环状醚类化合物为环原子数为3～20的环状醚类化合物，所述环原子数为3～20的环状醚类化合物包括一氧三环类化合物、二氧五环类化合物、二氧六环类化合物、呋喃类化合物、吡喃类化合物、冠醚类化合物中的一种或几种；所述一氧三环类化合物包括环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、1,2-环氧丁烷中的一种或几种；所述二氧五环类化合物包括1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环中的一种或几种；所述二氧六环类化合物包括1,4-二氧六环；所述呋喃类化合物包括四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、2-甲基呋喃、3-甲基呋喃、2,5-二甲基呋喃中的一种或几种；所述吡喃类化合物包括四氢吡喃、3,6-二氢吡喃中的一种或几种；所述冠醚类化合物包括15-冠醚-5、18-冠醚-6、二环己烷并-18-冠醚-6中的一种或几种；和/或

12、所述线状醚类化合物为主链碳原子数为3～15的线状醚类化合物，所述主链碳原子数为3～15的线状醚类化合物包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、二甘醇二丁醚、四甘醇二甲醚、甘油醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、甲醚、乙醚、丙醚、异丙醚、甲基丙基醚、甲基正丁基醚、丁醚、正戊醚、异戊醚、正己醚、乙基叔丁基醚、甲基叔丁基醚、乙基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、丁基苯基醚、邻甲氧基甲苯、间甲氧基甲苯、对甲基苯甲醚、苄基甲基醚、邻二甲氧基苯中的一种或几种。

13、可选地，在本技术的一些实施例中，所述电解液由所述第一锂盐、所述第二锂盐、所述环状醚类化合物以及所述线状醚类化合物组成。

14、相应地，本技术实施例还提供一种电解液的制备方法，包括如下步骤：

15、提供锂盐和溶剂，所述锂盐包括第一锂盐和第二锂盐，所述第一锂盐在所述溶剂中的溶解度大于所述第二锂盐在所述溶剂中的溶解度，所述溶剂包括环状醚类化合物和线状醚类化合物；

16、将所述锂盐和所述溶剂混合，得到电解液。

17、可选地，在本技术的一些实施例中，所述电解液中：

18、所述第一锂盐的质量分数为25wt％～35wt％；和/或

19、所述第二锂盐的质量分数为0.5wt％～8wt％；和/或

20、所述环状醚类化合物的质量分数为10wt％～60wt％；和/或

21、所述线状醚类化合物的质量分数为10wt％～60wt％。

22、可选地，在本技术的一些实施例中，包括：

23、所述第一锂盐包括含氟锂盐，所述含氟锂盐包括六氟磷酸锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、六氟砷酸锂中的一种或几种；和/或

24、所述第二锂盐包括含硼锂盐、含氮锂盐、含氯锂盐中的一种或几种；所述含硼锂盐包括二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、四氟硼酸锂中的一种或几种；所述含氮锂盐包括硝酸锂；所述含氯锂盐包括高氯酸锂；和/或

25、所述环状醚类化合物为环原子数为3～20的环状醚类化合物，所述环原子数为3～20的环状醚类化合物包括一氧三环类化合物、二氧五环类化合物、二氧六环类化合物、呋喃类化合物、吡喃类化合物、冠醚类化合物中的一种或几种；所述一氧三环类化合物包括环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、1,2-环氧丁烷中的一种或几种；所述二氧五环类化合物包括1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环中的一种或几种；所述二氧六环类化合物包括1,4-二氧六环；所述呋喃类化合物包括四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、2-甲基呋喃、3-甲基呋喃、2,5-二甲基呋喃中的一种或几种；所述吡喃类化合物包括四氢吡喃、3,6-二氢吡喃中的一种或几种；所述冠醚类化合物包括15-冠醚-5、18-冠醚-6、二环己烷并-18-冠醚-6中的一种或几种；和/或

26、所述线状醚类化合物为主链碳原子数为3～15的线状醚类化合物，所述主链碳原子数为3～15的线状醚类化合物包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、二甘醇二丁醚、四甘醇二甲醚、甘油醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、甲醚、乙醚、丙醚、异丙醚、甲基丙基醚、甲基正丁基醚、丁醚、正戊醚、异戊醚、正己醚、乙基叔丁基醚、甲基叔丁基醚、乙基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、丁基苯基醚、邻甲氧基甲苯、间甲氧基甲苯、对甲基苯甲醚、苄基甲基醚、邻二甲氧基苯中的一种或几种。

27、可选地，在本技术的一些实施例中，所述将所述锂盐和所述溶剂混合包括：将所述第一锂盐、所述第二锂盐和所述溶剂同时混合。

28、可选地，在本技术的一些实施例中，所述锂盐和所述溶剂混合后还包括搅拌；所述搅拌的温度为23℃～27℃；所述搅拌的时间大于等于3h。

29、相应地，本技术实施例还提供一种电池，包括正极极片、负极极片、隔膜以及上述电解液，或上述制备方法制备得到的电解液。

30、相应地，本技术实施例还提供一种电化学装置，包括上述电解液，或上述制备方法制备得到的电解液。

31、本技术提供的电解液，第一锂盐可确保电解液的高离子电导率，第二锂盐可提高电解液的导电性、sei膜的成膜性；环状醚类化合物和线状醚类化合物的组合搭配溶剂可减弱溶剂分子对第一锂盐和第二锂盐中的阴离子的屏蔽作用，使第一锂盐和第二锂盐中的阴离子倾向于通过li+-阴离子(离子-离子)相互作用进入溶剂化鞘，促进锂盐与溶剂之间形成稳定的溶剂化结构，使第一锂盐和第二锂盐在溶剂中均充分均匀溶解，提高电解液的澄清透明度以及导电性；另外，溶剂采用醚类化合物可提高电解液应用于电池时与电池负极的稳定性和相容性，避免锂负极与电解液反应降低电池的性能；本技术提供的电解液电压窗口较高，可制备高能量密度的电池。