CN105655638A - 锂金属电池及其电解液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂金属电池及其电解液。所述锂金属电池的电解液包括：非水溶剂；锂盐；以及添加剂。所述添加剂为硼烷类化合物和/或环硼烷类化合物，其中，R1、R2、R3和R4各自独立地选自F原子、含1-8个碳原子的烷烃基、芳香烃基、羧酸酯基、磷酸酯基、磺酸酯基、氟取代芳香烃基以及氟取代含1-8个碳原子的烷烃基中的一种，R5选自含1-8个碳原子的环烷基。所述锂金属电池包括前述锂金属电池的电解液。本发明的锂金属电池的电解液可有效抑制负极表面的锂枝晶生长，同时提高锂金属电池的循环性能和安全性能。硼烷类化合物的结构式为：，环硼烷类化合物的结构式为：
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂金属电池及其电解液。
背景技术
目前，商业化的锂离子电池的负极活性材料主要是石墨，但是石墨的质量比容量有限，体积比容量提高的空间也非常小，严重限制了锂离子电池的重量能量密度和体积能量密度的进一步提升。随着目前消费电子产品和电动汽车技术的发展，开发具有更高能量密度的电池体系成为当务之急。
锂金属具有很高的质量能量密度(3860Ah/kg)和体积能量密度(2050Ah/L)，因此常用作锂金属电池的负极。然而由于锂金属在反复充电过程中会产生不均匀沉积，导致生长的锂枝晶会不断破坏锂金属表面的SEI膜，进而导致负极界面副反应持续进行。而且锂金属在充电过程中的不均匀沉积产生的锂枝晶还会形成泡沫状锂，并最终因与负极脱离电接触而失效。这两方面的因素会大大降低锂金属电池的循环性能。此外，锂枝晶的不断生长有可能最终到达正极，还会给锂金属电池带来内短路的风险。
根据Chazalviel模型，充电过程中锂金属附近的离子分布显著影响锂沉积形貌。对于同时存在锂离子和对应阴离子的电解质体系，充电过程中锂枝晶开始生长时间与阴离子迁移数的倒数平方成正比。
为解决锂金属表面的锂枝晶问题，一个思路是降低电解液体系中的阴离子迁移数，从而使得锂枝晶开始生长时间长于电池充电时间。2012年10月3日公布的中国专利申请号为CN102702657A的专利文献和2013年1月31日公布的国际专利申请公布号为WO2013015747A1的专利文献通过将阴离子固定在聚合物上制备可传导锂离子的聚合物电解质，理论上电解质中阴离子迁移数为0，可有效避免锂枝晶的生长。然而由于这类电解质的阴阳离子间存在强烈的离子键，难以离解而导致电池的电导率很低，无法满足电池的需求。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂金属电池及其电解液，所述锂金属电池的电解液可有效抑制负极表面的锂枝晶生长，同时提高锂金属电池的循环性能和安全性能。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种锂金属电池的电解液，其包括：非水溶剂；锂盐；以及添加剂。所述添加剂为硼烷类化合物和/或环硼烷类化合物，
硼烷类化合物的结构式为：
环硼烷类化合物的结构式为：
其中，R1、R2、R3和R4各自独立地选自F原子、含1-8个碳原子的烷烃基、芳香烃基、羧酸酯基、磷酸酯基、磺酸酯基、氟取代芳香烃基以及氟取代含1-8个碳原子的烷烃基中的一种，R5选自含1-8个碳原子的环烷基。
在本发明的第二方面，本发明提供了一种锂金属电池，其包括：负极片，所述负极片为金属锂；正极片，包括正极集流体和涂布于正极集流体上的包括正极活性材料、正极导电剂、正极粘结剂的正极膜片；隔离膜，间隔于负极片和正极片之间；以及电解液。其中，所述电解液为根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液。
本发明的有益效果如下：
本发明的锂金属电池的电解液中的添加剂可与锂盐中的阴离子产生强烈的络合作用，这样不仅能通过路易斯酸碱作用有效离解锂盐中的阴离子和阳离子，还能减缓阴离子在电解液中的迁移速度，从而抑制充电过程中电解液中的浓差极化，进而抑制锂金属电池的负极片(即锂金属)表面的锂枝晶生长，提高锂金属电池的循环性能和安全性能。
具体实施方式
下面详细说明根据本发明的锂金属电池及其电解液以及实施例、对比例和测试结果。
首先说明根据本发明第一方面的锂金属电池的电解液。
根据本发明第一方面的锂金属电池的电解液，包括：非水溶剂；锂盐；以及添加剂。所述添加剂为硼烷类化合物和/或环硼烷类化合物，
硼烷类化合物的结构式为：
环硼烷类化合物的结构式为：
其中，R1、R2、R3和R4各自独立地选自F原子、含1-8个碳原子的烷烃基、芳香烃基、羧酸酯基、磷酸酯基、磺酸酯基、氟取代芳香烃基以及氟取代含1-8个碳原子的烷烃基中的一种，R5选自含1-8个碳原子的环烷基。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，锂金属电池的电解液中的添加剂可与锂盐中的阴离子产生强烈的络合作用，这样不仅能通过路易斯酸碱作用有效离解锂盐中的阴离子和阳离子，还能减缓阴离子在电解液中的迁移速度，从而抑制充电过程中电解液中的浓差极化，进而抑制锂金属电池的负极片(即锂金属)表面的锂枝晶生长，提高锂金属电池的循环性能和安全性能。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，所述添加剂的质量可为所述锂金属电池的电解液的质量的0.1％～10％，优选可为1％～5％。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，所述硼烷类化合物可选自三氟化硼、二(五氟苯基)二甲基磷酸硼、三(五氟苯基)硼、二(全氟辛基)乙酸硼以及三氟甲磺酸二丁基硼中的一种。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，所述环硼烷类化合物可选自9-硼双环(3,3,1)-壬烷(9-BBN)。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，所述非水溶剂可选自碳酸酯类有机溶剂、磷酸酯类有机溶剂以及离子液体类有机溶剂中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，所述碳酸酯类有机溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以及碳酸甲乙酯中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，所述磷酸酯类有机溶剂可选自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯以及乙基膦酸二甲酯中的一种或几种。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，所述离子液体类有机溶剂中的阳离子可选自季铵型阳离子、季膦型阳离子、咪唑型阳离子以及吡啶型阳离子中的一种。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，所述离子液体类有机溶剂中的阴离子可选自含氟的无机阴离子或含氟的有机阴离子。所述含氟的无机阴离子可选自BF4-、PF6-以及双氟磺酰亚胺离子(FSI-)中的一种；所述含氟的有机阴离子可选自三氟甲基磺酸离子或双三氟甲基磺酰亚胺离子(TFSI-)。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，所述离子液体类有机溶剂可选自甲基丙基哌啶双氟磺酰亚胺盐(PP13-FSI)、甲基丙基哌啶双三氟甲基磺酰亚胺盐(PP13-TFSI)以及甲基丁基吡咯双三氟甲基磺酰亚胺盐(P14-TFSI)中的一种。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，当R1、R2、R3和R4各自独立地选自F原子、羧酸酯基、磷酸酯基、磺酸酯基、氟取代芳香烃基以及氟取代含1-8个碳原子的烷烃基中的一种，所述锂盐可选自LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiAlCl4、LiSbF6、LiN(CF3SO2)2(LiTFSI)、LiN(FSO2)2(LiFSI)、LiN(C4F9SO2)2、Li2B12F12以及LiB(C2O4)2(LiBOB)中的一种或几种。这是由于这些锂盐含有电荷较分散的阴离子，因此添加剂更倾向于选择具有吸电子能力较强的基团，以更好地降低硼原子上的电子云密度，以保证添加剂具有更强的路易斯酸性，从而与锂盐中的阴离子络合。
在根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液中，当R1、R2、R3和R4各自独立地选自含1-8个碳原子的烷烃基或芳香烃基，所述锂盐可选自LiSCN、LiCl、LiCF3SO3、LiCF3CO2中的一种或几种。这是由于这些锂盐含有电荷较集中的阴离子，因此添加剂更倾向于选择具有吸电子能力稍弱的基团，以保证添加剂具有稍弱的路易斯酸性，进而以避免其与锂盐中的阴离子之间的作用力过强而影响锂金属电池的电解液的电导率。
其次说明根据本发明第二方面的锂金属电池。
根据本发明第二方面的锂金属电池，包括：负极片，所述负极片为金属锂；正极片，包括正极集流体和涂布于正极集流体上的包括正极活性材料、正极导电剂、正极粘结剂的正极膜片；隔离膜，间隔于负极片和正极片之间；以及电解液。其中，所述电解液为根据本发明第一方面所述的锂金属电池的电解液。
在根据本发明第二方面所述的锂金属电池中，所述正极集流体可选自不锈钢、镍、铝、钛、碳、导电树脂、涂布有镍或钛的铝片、以及涂布有镍或钛的不锈钢片中的一种。
在根据本发明第二方面所述的锂金属电池中，所述正极活性材料可选自含锂的层状金属氧化物、不含锂的金属氧化物、尖晶石结构的锂金属氧化物、锂金属磷酸盐、锂金属氟化硫酸盐以及锂金属钒酸盐中的一种或几种。
在根据本发明第二方面所述的锂金属电池中，所述含锂的层状金属氧化物可包括层状锂金属氧化物，所述层状锂金属氧化物可选自钴酸锂(LCO)、镍钴锰三元材料(NMC)以及镍钴铝酸锂(NCA)中的一种或几种；所述不含锂的金属氧化物可选自V2O5、MnO2中的一种或几种；所述尖晶石结构的锂金属氧化物可选自锰酸锂(LiMn2O4)；所述锂金属磷酸盐可选自磷酸铁锂(LFP)；所述锂金属氟化硫酸盐可选自氟化硫酸钴锂(LiCoFSO4)；所述锂金属钒酸盐可选自钒酸镍锂(LiNiVO4)。
在根据本发明第二方面所述的锂金属电池中，所述正极导电剂可选自石墨、乙炔黑、导电纤维、金属粉末、有机导电聚合物中的一种或几种。
在根据本发明第二方面所述的锂金属电池中，所述石墨可选自天然石墨或人造石墨；所述乙炔黑可选自科琴黑；所述导电纤维可选自碳纤维或金属纤维；所述金属粉末可选自铜粉或镍粉；所述有机导电聚合物可选自聚亚苯基衍生物。
接下来说明根据本发明的锂金属电池及其电解液的实施例和对比例。
实施例1
(1)锂金属电池的正极片的制备
将聚偏氟乙烯(PVDF)溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入用作正极活性材料的钴酸锂(LCO)和用作正极导电剂的乙炔黑并充分混合制备得到正极浆料，其中PVDF的量是每100重量份LCO为5重量份，乙炔黑的量是每100重量份LCO为2重量份；之后将正极浆料施加至12μm厚的正极集流体铝箔的两侧，并于85℃下鼓风干燥20h，卷起以制备得到锂金属电池的正极片。
(2)锂金属电池的电解液的制备
向碳酸亚乙酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)(EC:PC＝1:1)的LiPF6(浓度1mol/L)溶液中加入质量比为0.1％的三氟化硼，配制成锂金属电池的电解液。
(3)锂金属电池的制备
使用上述制备正极片、电解液、金属锂箔(用作负极片)和PE隔离膜组装得到锂金属电池。
实施例2
依照实施例1的方法组装锂金属电池，不同的是使用的电解液中三氟化硼的质量百分含量为1％。
实施例3
依照实施例1的方法组装锂金属电池，不同的是使用的电解液中三氟化硼的质量百分含量为5％。
实施例4
依照实施例1的方法组装锂金属电池，不同的是使用的电解液中三氟化硼的质量百分含量为10％。
实施例5
(1)锂金属电池的正极片的制备
将聚偏氟乙烯(PVDF)溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入用作正极活性材料的钴酸锂(LCO)和用作正极导电剂的乙炔黑并充分混合制备得到正极浆料，其中PVDF的量是每100重量份LCO为5重量份，乙炔黑的量是每100重量份LCO为5重量份；之后将正极浆料施加至12μm厚的正极集流体铝箔的两侧，并于85℃下鼓风干燥20h，卷起以制备得到锂金属电池的正极片。
(2)锂金属电池的电解液的制备
向甲基丙基哌啶双氟磺酰亚胺盐(PP13-FSI)的LiFSI(浓度1mol/L)溶液中加入质量比为3％的二(五氟苯基)二甲基磷酸硼，配制成锂金属电池的电解液。
(3)锂金属电池的制备
使用上述制备正极片、电解液、金属锂箔(用作负极片)和PE隔离膜组装得到锂金属电池。
实施例6
(1)锂金属电池的正极片的制备
将聚偏氟乙烯(PVDF)溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入用作正极活性材料的镍锰钴酸锂(NMC)和用作正极导电剂的乙炔黑并充分混合制备得到正极浆料，其中PVDF的量是每100重量份NMC为5重量份，乙炔黑的量是每100重量份NMC为5重量份；之后将正极浆料施加至12μm厚的正极集流体铝箔的两侧，并于85℃下鼓风干燥20h，卷起以制备得到锂金属电池的正极片。
(2)锂金属电池的电解液的制备
向磷酸三甲酯的LiPF6(浓度1mol/L)溶液中加入质量比为2％的三(五氟苯基)硼，配制成锂金属电池的电解液。
(3)锂金属电池的制备
使用上述制备正极片、电解液、金属锂箔(用作负极片)和PE隔离膜组装得到锂金属电池。
实施例7
(1)锂金属电池的正极片的制备
将聚偏氟乙烯(PVDF)溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入用作正极活性材料的锰酸锂(LiMn2O4)和用作正极导电剂的乙炔黑并充分混合制备得到正极浆料，其中PVDF的量是每100重量份LMO为5重量份，乙炔黑的量是每100重量份LMO为5重量份；之后将正极浆料施加至12μm厚的正极集流体铝箔的两侧，并于85℃下鼓风干燥20h，卷起以制备得到锂金属电池的正极片。
(2)锂金属电池的电解液的制备
向乙基膦酸二甲酯的LiPF6(浓度1mol/L)溶液中加入质量比为3.5％的9-硼双环(3,3,1)-壬烷(9-BBN)，配制成锂金属电池的电解液。
(3)锂金属电池的电池的制备
使用上述制备正极片、电解液、金属锂箔(用作负极片)和PE隔离膜组装得到锂金属电池。
实施例8
(1)锂金属电池的正极片的制备
将聚偏氟乙烯(PVDF)溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入用作正极活性材料的镍钴铝酸锂(NCA)和用作正极导电剂的乙炔黑并充分混合制备得到正极浆料，其中PVDF的量是每100重量份NCA为5重量份，乙炔黑的量是每100重量份NCA为5重量份；之后将正极浆料施加至12μm厚的正极集流体铝箔的两侧，并于85℃下鼓风干燥20h，卷起以制备得到锂金属电池的正极片。
(2)锂金属电池的电解液的制备
向甲基丙基哌啶双三氟甲基磺酰亚胺盐(PP13-TFSI)的LiPF6(浓度1mol/L)溶液中加入质量比为4％的二(全氟辛基)乙酸硼，配制成电解液用于下述电池制作。
(3)锂金属电池的制备
使用上述制备正极极片，电解液，金属锂箔负极和PE隔离膜组装得到二次锂金属电池。
实施例9
正极极片制作
将聚偏氟乙烯(PVDF)溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入用作正极活性材料的磷酸铁锂(LFP)和用作正极导电剂的乙炔黑并充分混合制备得到正极浆料，其中PVDF的量是每100重量份LFP为5重量份，乙炔黑的量是每100重量份LFP为5重量份；之后将正极浆料施加至12μm厚的正极集流体铝箔的两侧，并于85℃下鼓风干燥20h，卷起以制备得到锂金属电池的正极片。
(2)锂金属电池的电解液配制
向甲基丁基吡咯双三氟甲基磺酰亚胺盐(P14-TFSI)的LiPF6(浓度1mol/L)溶液中加入质量比为2％的三氟甲磺酸二丁基硼，配制成锂金属电池的电解液。
(3)锂金属电池的制备
使用上述制备正极片、电解液、金属锂箔(用作负极片)和PE隔离膜组装得到锂金属电池。
对比例1
依照实施例1的方法组装锂金属电池，不同的是电解液中不加入三氟化硼。
对比例2
依照实施例5的方法组装锂金属电池，不同的是电解液中不加入二(五氟苯基)二甲基磷酸硼。
对比例3
依照实施例6的方法组装锂金属电池，不同的是电解液中不加入三(五氟苯基)硼。
对比例4
依照实施例7的方法组装锂金属电池，不同的是电解液中不加入9-BBN。
对比例5
依照实施例8的方法组装锂金属电池，不同的是电解液中不加入二(全氟辛基)乙酸硼。
对比例6
依照实施例9的方法组装锂金属电池，不同的是电解液中不加入三氟甲磺酸二丁基硼。
接下来说明锂金属电池的测试过程以及测试结果。
每组均取4个锂金属电池，测量其厚度并取平均值记为D0。之后在25℃下以0.5C恒流充电至充电截止电压，之后恒压充电至电流小于0.05C，静置半个小时，再以0.7C恒流放电至放电截止电压，再静置半个小时，此为一个循环充放电过程。其中，实施例7和对比例4的充电截止电压为3.5V，放电截止电压为5V；实施例9和对比例6的充电截止电压为2.5V，放电截止电压为3.75V；其余的实施例和对比例的充电截止电压为3V，放电截止电压为4.2V。循环10次后测量的各组锂金属电池的平均厚度记为D10。
锂金属电池循环N次的容量保持率(％)＝第N次的放电容量/第一次的放电容量×100％。
锂金属电池循环10次的厚度增加率(％)＝(D10-D0)/D0×100％。
表1给出实施例1-9和对比例1-6的性能测试结果。
表1实施例1-9和对比例1-6的性能测试结果
从表1中可以看出，本发明的实施例1-9的锂金属电池多次循环后仍保持较高的容量保持率，而对比例1-6的锂金属电池发生不同程度的失效；本发明的实施例1-9的锂金属电池循环10次的厚度膨胀率明显小于对比例1-6的锂金属电池循环10次的厚度膨胀率。将循环后锂金属电池拆开后观察发现，在对比例1-6的金属锂箔的表面观察到大量的泡沫状锂枝晶，而实施例1-9的金属锂箔的表面的锂枝晶面积及数量明显相对较少，由此说明锂枝晶的生长是导致锂金属电池厚度增加的主要原因，而本发明的锂金属电池的电解液中的添加剂可与锂盐中的阴离子产生强烈的络合作用，这样不仅能通过路易斯酸碱作用有效离解锂盐中的阴离子和阳离子，还能减缓阴离子在电解液中的迁移速度，从而抑制充电过程中电解液中的浓差极化，进而能明显抑制锂金属电池循环过程中的锂枝晶生长，提高锂金属电池的循环性能和安全性能。
实施例1的锂金属电池经历500次循环后失效，这是由于当添加剂中R1、R2和R3均为氟(即添加剂为三氟化硼)时，三氟化硼的路易斯酸性较强，与锂盐中的阴离子能起到较好的络合作用，从而具有较好的抑制锂枝晶效果，但是由于三氟化硼本身对于金属锂箔不稳定，因此其提高锂金属电池的循环寿命的效果并不明显。
从实施例1-4的测试结果中可以看出，本发明的锂金属电池的电解液中的添加剂在锂金属电池的电解液中存在最优比例。
Claims (10)
1.一种锂金属电池的电解液，包括：
非水溶剂；
锂盐；以及
添加剂；
其特征在于，
所述添加剂为硼烷类化合物和/或环硼烷类化合物，
硼烷类化合物的结构式为：
环硼烷类化合物的结构式为：
其中，R1、R2、R3和R4各自独立地选自F原子、含1-8个碳原子的烷烃基、芳香烃基、羧酸酯基、磷酸酯基、磺酸酯基、氟取代芳香烃基以及氟取代含1-8个碳原子的烷烃基中的一种，R5选自含1-8个碳原子的环烷基。
2.根据权利要求1所述的锂金属电池的电解液，其特征在于，所述添加剂的质量为所述锂金属电池的电解液的质量的0.1％～10％，优选为1％～5％。
3.根据权利要求1所述的锂金属电池的电解液，其特征在于，
所述硼烷类化合物选自三氟化硼、二(五氟苯基)二甲基磷酸硼、三(五氟苯基)硼、二(全氟辛基)乙酸硼以及三氟甲磺酸二丁基硼中的一种；
所述环硼烷类化合物选自9-硼双环(3,3,1)-壬烷(9-BBN)。
4.根据权利要求1所述的锂金属电池的电解液，其特征在于，所述非水溶剂选自碳酸酯类有机溶剂、磷酸酯类有机溶剂以及离子液体类有机溶剂中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的锂金属电池的电解液，其特征在于，
所述碳酸酯类有机溶剂选自碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以及碳酸甲乙酯中的一种或几种；
所述磷酸酯类有机溶剂选自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯以及乙基膦酸二甲酯中的一种或几种；
所述离子液体类有机溶剂中的阳离子选自季铵型阳离子、季膦型阳离子、咪唑型阳离子以及吡啶型阳离子中的一种；
所述离子液体类有机溶剂中的阴离子选自含氟的无机阴离子或含氟的有机阴离子。
6.根据权利要求5所述的锂金属电池的电解液，其特征在于，
所述含氟的无机阴离子选自BF4-、PF6-以及双氟磺酰亚胺离子(FSI-)中的一种；
所述含氟的有机阴离子选自三氟甲基磺酸离子或双三氟甲基磺酰亚胺离子(TFSI-)。
7.根据权利要求5所述的锂金属电池的电解液，其特征在于，
所述离子液体类有机溶剂选自甲基丙基哌啶双氟磺酰亚胺盐(PP13-FSI)、甲基丙基哌啶双三氟甲基磺酰亚胺盐(PP13-TFSI)以及甲基丁基吡咯双三氟甲基磺酰亚胺盐(P14-TFSI)中的一种。
8.根据权利要求1所述的锂金属电池的电解液，其特征在于，当R1、R2、R3和R4各自独立地选自F原子、羧酸酯基、磷酸酯基、磺酸酯基、氟取代芳香烃基以及氟取代含1-8个碳原子的烷烃基中的一种，所述锂盐选自LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiAlCl4、LiSbF6、LiN(CF3SO2)2(LiTFSI)、LiN(FSO2)2(LiFSI)、LiN(C4F9SO2)2、Li2B12F12以及LiB(C2O4)2(LiBOB)中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的锂金属电池的电解液，其特征在于，当R1、R2、R3和R4各自独立地选自含1-8个碳原子的烷烃基或芳香烃基，所述锂盐选自LiSCN、LiCl、LiCF3SO3、LiCF3CO2中的一种或几种。
10.一种锂金属电池，包括：
负极片，所述负极片为金属锂；
正极片，包括正极集流体和涂布于正极集流体上的包括正极活性材料、正极导电剂、正极粘结剂的正极膜片；
隔离膜，间隔于负极片和正极片之间；以及
电解液；
其特征在于，所述电解液为根据权利要求1-9中任一项所述的锂金属电池的电解液。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109980278A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司 | 一种电解液及二次锂电池 |
| CN110890592A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-03-17 | 华中科技大学 | 一种含芳香类化合物作为稀释剂的锂金属电池电解液 |
| CN111033864A (zh) * | 2017-10-17 | 2020-04-17 | 株式会社Lg化学 | 锂金属电池用电解质和包含其的锂金属电池 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0903798A1 (en) * | 1997-09-18 | 1999-03-24 | Moli Energy (1990) Limited | Boron trifluoride as an electrolyte additive for improving cycle life of non-aqueous rechargeable lithium batteries |
| CN101667661A (zh) * | 2008-09-01 | 2010-03-10 | 北京创亚恒业新材料科技有限公司 | 一种匹配锂离子二次电池天然石墨负极的电解液 |
| CN104078706A (zh) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | 丰田自动车株式会社 | 用于锂金属电池的电解质溶液和锂金属电池 |
-
2014
- 2014-11-14 CN CN201410650161.5A patent/CN105655638B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0903798A1 (en) * | 1997-09-18 | 1999-03-24 | Moli Energy (1990) Limited | Boron trifluoride as an electrolyte additive for improving cycle life of non-aqueous rechargeable lithium batteries |
| CN101667661A (zh) * | 2008-09-01 | 2010-03-10 | 北京创亚恒业新材料科技有限公司 | 一种匹配锂离子二次电池天然石墨负极的电解液 |
| CN104078706A (zh) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | 丰田自动车株式会社 | 用于锂金属电池的电解质溶液和锂金属电池 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李凯等: ""锂离子电池非水电解液导电添加剂"", 《漳州师范学院学报（自然科学版）》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111033864A (zh) * | 2017-10-17 | 2020-04-17 | 株式会社Lg化学 | 锂金属电池用电解质和包含其的锂金属电池 |
| US11495824B2 (en) | 2017-10-17 | 2022-11-08 | Lg Energy Solution, Ltd. | Electrolyte for lithium metal battery and lithium metal battery comprising same |
| CN109980278A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司 | 一种电解液及二次锂电池 |
| CN110890592A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-03-17 | 华中科技大学 | 一种含芳香类化合物作为稀释剂的锂金属电池电解液 |
| CN110890592B (zh) * | 2019-11-28 | 2021-03-26 | 华中科技大学 | 一种含芳香类化合物作为稀释剂的锂金属电池电解液 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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