电解液及二次电池的制作方法

本申请涉及电池领域，尤其涉及一种电解液及二次电池。

背景技术：

1、金属锂具有超高的理论比容量（3860 mah/g）和极低的电化学电位（3.04v vs.she），以锂金属为负极的锂金属二次电池被认为是锂离子电池升级换代的新一代高能量密度电能存储装置。

2、目前，现有的电解液用于锂金属二次电池时，存在以下问题：（1）电解液在锂金属表面形成的sei膜（界面膜）容易破裂, 导致sei膜持续重组，消耗电解液和活性锂，还导致导电率降低，循环效率降低；（2）锂金属电池在循环过程中容易产生锂枝晶，锂枝晶容易刺穿电池的隔离膜，导致电池易出现短路等。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种电解液及锂金属电池，旨在改善以上至少一个技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种电解液，用于二次电池，所述电解液包括添加剂，所述添加剂包括式1所示的苯并恶二唑类化合物，

3、式1；

4、其中，r1、r2、r3、r4各自独立地选自氢、卤素、硝基、腈基、取代或未取代的c1至c10烷基、取代或未取代的c1至c10烷氧基、取代或未取代的c6至c20芳基、取代或未取代的c2至c6烯基、取代或未取代的c3至c20杂环基、取代或者未取代的二甲基磺酰胺基、取代或者未取代的三甲基硅基。

5、在本申请一些实施例中，所述r1、r2、r3、r4各自独立地选自氢、卤素、硝基、腈基、取代或未取代的c1至c6烷基、取代或未取代的c1至c6烷氧基、取代或未取代的c6至c12芳基、取代或未取代的c2至c6烯基、取代或未取代的c3至c10杂环基、取代或者未取代的二甲基磺酰胺基、取代或者未取代的三甲基硅基。

6、在本申请一些实施例中，r1、r4各自独立地选自氢、氟、硝基、取代或者未取代的二甲基磺酰胺基、取代或未取代的c1至c6烷基。

7、在本申请一些实施例中，所述r1、r2、r3、r4中至少一个含有f原子。

8、在本申请一些实施例中，取代基选自卤素、腈基、c1至c6烷基、c2至c6烯基、c1至c6烷氧基、c1至c6烷基取代或者未取代的二甲基磺酰胺基、烷基取代或者未取代的三甲基硅基、硝基中的至少一种。

9、在本申请一些实施例中，所述添加剂选自以下结构式所示的化合物中的至少一种：

10、、、。

11、在本申请一些实施例中，所述添加剂占所述电解液的质量比为0.01 wt %至3 wt%。

12、在本申请一些实施例中，所述电解液还包括锂盐和有机溶剂，所述锂盐在所述电解液中的摩尔浓度为0.2 mo1 / l 至 5 mo1 / l。

13、在本申请一些实施例中，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双二氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、(氟磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲基磺酸锂中的至少一种；和/或

14、所述有机溶剂包括碳酸酯类溶剂，所述碳酸酯类溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,4-丁丙酯中的至少一种；和/或

15、所述有机溶剂包括醚类溶剂，所述醚类溶剂包括乙二醇二甲醚、1,2-二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、二甲氧基甲烷、四乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚和二乙二醇二乙醚中的至少一种；和/或

16、所述锂盐包括双三氟甲基磺酰亚胺锂，所述有机溶剂包括乙二醇二甲醚和1,3-二氧环戊烷，所述乙二醇二甲醚和所述1,3-二氧环戊烷的体积比为1:1。

17、本申请第二方面提供一种二次电池，所述二次电池包括负极、正极以及所述的电解液，所述负极包括锂金属。

18、相对于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：

19、本申请提供一种电解液，该电解液用于锂金属二次电池时，添加剂可以在锂金属表面被还原成富含li3n的无机成分，能够生成稳定致密的sei，有效抑制电解液与锂金属之间的反应，有效抑制锂枝晶的形成或生长，有利于提高锂金属二次电池的寿命。此外，富含li3n的无机成分可以增加sei层的离子导电能力，有利于提高锂金属二次电池的电性能。

技术特征：

1.一种电解液，其特征在于，用于二次电池，所述电解液包括添加剂，所述添加剂包括式1所示的苯并恶二唑类化合物，

2.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述r1、r2、r3、r4各自独立地选自氢、卤素、硝基、腈基、取代或未取代的c1至c6烷基、取代或未取代的c1至c6烷氧基、取代或未取代的c6至c12芳基、取代或未取代的c2至c6烯基、取代或未取代的c3至c10杂环基、取代或者未取代的二甲基磺酰胺基、取代或者未取代的三甲基硅基。

3.如权利要求2所述的电解液，其特征在于，r1、r4各自独立地选自氢、氟、硝基、取代或者未取代的二甲基磺酰胺基、取代或未取代的c1至c6烷基。

4.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述r1、r2、r3、r4中至少一个含有f原子。

5.如权利要求1至4任一项所述的电解液，其特征在于，取代基选自卤素、腈基、c1至c6烷基、c2至c6烯基、c1至c6烷氧基、c1至c6烷基取代或者未取代的二甲基磺酰胺基、烷基取代或者未取代的三甲基硅基、硝基中的至少一种。

6.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂选自以下结构式所示的化合物中的至少一种：

7.如权利要求1至4任一项所述的电解液，其特征在于，所述添加剂占所述电解液的质量比为0.01 wt %至 3 wt %。

8.如权利要求7所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括锂盐和有机溶剂，所述锂盐在所述电解液中的摩尔浓度为0.2 mo1 / l 至 5 mo1 / l。

9.如权利要求8所述的电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双二氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、(氟磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲基磺酸锂中的至少一种；和/或

10.一种二次电池，其特征在于，所述二次电池包括负极、正极以及权利要求1至9任一项所述的电解液，所述负极包括锂金属。

技术总结本申请公开了一种电解液和二次电池，所述添加剂包括式1所示的苯并恶二唑类化合物，式1。本申请提供一种电解液，该电解液用于锂金属二次电池时，有利于提高锂金属二次电池的寿命和电性能。技术研发人员：陈霖,王楷受保护的技术使用者：深圳欣界能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29