(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111524431.4 (22)申请日 2021.12.14 (71)申请人 苏州大学 地址 215137 江苏省苏州市相城区济学路8 号 (72)发明人 严锋　马欣雨　于江涛　 (74)专利代理 机构 苏州根号专利代理事务所 (普通合伙) 32276 代理人 仇波 (51)Int.Cl. H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/0566(2010.01) (54)发明名称 用于吸附锂电池电解液中水并消除氢氟酸 的离子液体、 锂电池电解质和锂电池 (57)摘要 本发明提供了用于吸附锂电池电解液中水 并清除氢氟酸的离子液体， 离子液体的阳离子包 括吡咯烷类、 吡啶类、 咪唑类和季铵盐类， 阴离子 为醋酸根。 离子液体中的阳离子可与水分子产生 静电库仑力， 阴离子可与水分子之间形成强的分 子间作用力从而将水分子聚集在离子液体的周 围降低水分子与LiPF6的反应活性； 醋酸根阴离 子吸水能力强， 醋酸根中羰基的O原子与水分子 中的H原子形成氢键等分子间作用力， 将水分子 吸附在醋酸根的周围； 此外根据强酸制弱酸的原 理， HF的酸性比醋酸的强， 从而醋酸根离子会与 HF发生反应以消除H F； 该类离子 液体可以有效防 止电解液中的HF对锂电池中阳极和阴极的破坏， 提高电极材料的稳定性， 从而有效提高电池性 能， 延长电池 寿命。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 114221023 A 2022.03.22 CN 114221023 A 1.一种用于吸附锂电池电解液中水并消除氢氟酸的离子液体， 所述离子液体由阳离子 和阴离子组成， 其特征在于， 所述阳离子包括吡 咯烷类、 吡啶类、 咪唑类和季铵盐类， 所述阴 离子为醋酸根； 所述离子液体能够吸 附所述锂电池电解液中的水分、 且与电解液中的氢氟 酸反应， 从而吸附锂电池电解液中水并清除氢氟酸。 2.根据权利要求1所述离子液体， 其特征在于： 锂电池的充电截止电压大于4V， 所述阳 离子包括 其中R1、 R2均为烷基链。 3.根据权利要求2所述离子液体， 其特征在于： 所述R1的碳原子数为1 ‑6个， R2的碳原子 数为3‑12个； 优选地， 所述R1的碳原子数为1 ‑3个， R2的碳原子数为3 ‑8个。 4.根据权利要求1所述离子液体， 其特征在于： 锂电池的充电截止电压小于4V， 所述阳 离子包括包括 其中R1、 R2、 R3、 R4均为烷基链。 5.根据权利要求4所述离子液体， 其特征在于： 吡咯烷类、 吡啶类、 咪唑类阳离子中的R1 的碳原子数为1 ‑6个， R2的碳原子数为3 ‑12个； 季铵盐类阳离子中的R1、 R2、 R3、 R4的碳原子数 为3‑10个； 优选地， 吡咯烷类、 吡啶类、 咪唑类阳离子中的R1的碳原子数为1 ‑3个， R2的碳原子数为 3‑8个； 季铵盐类阳离 子中的R1、 R2、 R3、 R4的碳原子数为3 ‑6个。 6.一种锂电池电解质， 其特征在于： 包括锂盐和如权利要求1 ‑5中任一所述离子液体， 所述锂盐为六氟磷酸锂。 7.根据权利要求6所述锂电池电解质， 其特征在于： 所述六氟磷酸锂遇水产生HF， 所述 离子液体能够与HF反应从而消除HF。 8.根据权利要求6所述锂电池电解质， 其特征在于： 以锂电池电解质的质量为100％计 算， 每2500ppm水所需的最少的离 子液体的质量分数为0.5wt％。 9.一种锂电池， 其特 征在于： 包括如权利要求6 ‑8中任一所述锂电池电解质。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114221023 A 2用于吸附锂电池电解液中水 并消除氢氟酸 的离子液体、 锂电 池电解质和锂电池 技术领域 [0001]本发明涉及 一种锂电池领域， 具体涉及一种用于吸附锂电池电解液中水并消除氢 氟酸的离 子液体、 锂电池电解质和锂电池。 背景技术 [0002]随着当代电动汽车和便携式电子设备的不断更新， 人们对高能量密度电池的需求 越来越迫切。 其中， 锂电池因其具有更高的能量密度， 使它在人们日常生活中广泛使用。 但 是锂电池对电解质中存在的水分十分敏感， 在电池循环过程中， 电解液中的水分会促使电 解液盐的分解， 从而 恶化电池性能， 造成能量密度下降， 使用寿命降低等问题。 [0003]此外， 六氟磷 酸锂(LiPF6)具有高离子电导率和优异的电化学稳定性， 因此以LiPF6 为电解质盐的电解质已被广泛应用于商用锂电池。 但是由于LiP F6中P‑F键的不稳定性会造 成对于水分和热量的稳定性较差， 这些会引起电池中许多问题的出现， 如： 在电池循环过程 中， 电解液 中的水分会与LiP F6进行反应， 会产生HF。 特别使在高温和高电压下循环时， 水解 反应加剧， 产生的HF会腐 蚀电极材料， 破坏阳极电解质界面(SEI)和阴极电解质界面(CEI) 层的结构， 造成锂电池容 量的下降和使用寿命的缩短。 [0004]针对以上问题， 我们亟需要研究出一种用于吸附锂电池电解液中水并清除氢氟酸 的离子液体、 锂电池电解质和锂电池。 发明内容 [0005]鉴于此， 本发明提供了一种用于吸附锂电池电解液中水并清除氢氟酸的离子液 体、 锂电池电解质和锂电池。 [0006]本发明的第一个目的在于提供一种用于吸附锂电池电解液中水并清除氢氟酸的 离子液体， 所述离子液体由阳离子和阴离子组成， 所述阳离子包括吡咯烷类、 吡啶类、 咪唑 类和季铵盐类， 所述阴离子为醋酸根； 所述离子液体能够吸附所述锂电池电解液中的水分、 与电解液中的氢氟酸反应， 从而吸附锂电池电解液中水并清除氢氟酸。 [0007]具体地， 锂电池的充电截止电压大于4V， 所述阳离子包括 其 中R1、 R2均为烷基链。 [0008]优选地， 所述R1的碳原子数为1 ‑6个， R2的碳原子数为3 ‑12个； [0009]进一步优选地， 所述R1的碳原子数为1 ‑3个， R2的碳原子数为3 ‑8个。说　明　书 1/6 页 3 CN 114221023 A 3