本發(fā)明涉及一種鋰二次電池用新型溶劑。具體地涉及以一種含有醚鏈的硼酸酯類化合物為溶劑的電解液，屬于電化學和化學電源產品的技術領域。

背景技術：
鋰離子電池具有高比能量、長壽命和綠色環(huán)保的優(yōu)點，作為儲能體系在緩解能源問題和環(huán)境問題中起到非常重要的作用。目前,鋰離子電池主要采用液體電解液作為電解質。其中，溶劑是電解液的重要組成部分。溶劑主要采用低熔點、低粘度的鏈狀碳酸酯（碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯）和高介電常數的環(huán)狀碳酸酯（碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯）的混合溶劑。碳酸酯電解液有較寬的工作溫度范圍、高的電導率和對電極材料的優(yōu)異電化學兼容性。但是，有機碳酸酯類溶劑閃點低，存在極易燃燒的安全性問題，限制著鋰離子電池的大規(guī)模應用。因此，尋找安全性電解液是發(fā)展鋰離子電池的重要方向。硼酸酯類化合物具有自身消除水分的特性，可以減少水分對電池性能的影響；并且硼酸酯類化合物燃燒后的產物三氧化二硼可以附著在電極材料表面，隔離與空氣的接觸，具有固態(tài)阻燃的能力。因此，硼酸酯類化合物作為電解液的溶劑在一定程度上可以提高電解液的安全性。

技術實現要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種新型的鋰二次電池用溶劑。本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現：一種鋰二次電池用溶劑，其為含有醚鏈的硼酸酯類化合物,結構式為：式中R1、R2和R3可以是單醚鏈取代，也可以是雙或三醚鏈取代的。其中，取代基R1、R2或R3的醚鏈中可含芳基、鹵代烷基、鹵代芳基，其中：鹵素為F、Cl或Br，鹵代為部分或全部取代。本發(fā)明的溶劑形態(tài)為液體。將本發(fā)明上述的含有醚鏈的硼酸酯類化合物單獨或混合用作鋰離子二次電池電解液中的溶劑。如果混合使用則電解液中其他溶劑可選用鏈狀碳酸酯（碳酸二甲酯DMC、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲乙酯EMC等）及環(huán)狀碳酸酯（碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、γ-丁內酯GBL等）中的一種或幾種。溶劑還可以擴展至醚類溶劑如乙二醇二甲醚DME、1,3-二氧五環(huán)DOL及四氫呋喃THF等?？蛇x用的鋰鹽為LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAsF6、LiBOB及LiTFSI中的至少一種，鋰鹽的濃度為0.5-2M。本發(fā)明對鋰二次電池充放電性能的評價：使用如上所述溶劑配制的電解液分別組裝2016扣式電池：MCMB/Li,LiFePO4/Li，LiMn2O4/Li。本發(fā)明的有益效果在于：含有本發(fā)明的溶劑的電解液具有自身除水的性質，減少水分對電池性能的影響；另外，燃燒的產物三氧化二硼可以附著在電極表面，具有固態(tài)阻燃的能力；并且該溶劑對鋰離子電池的性能如比容量、循環(huán)性等影響較小。附圖說明附圖1：本發(fā)明所用硼酸酯類化合物的結構圖。附圖2：本發(fā)明實施例2-4及對比實施例1——使用含所述三（乙氧基乙撐）硼酸酯溶劑的電解液及空白電解液組裝的扣式電池的充放電循環(huán)性能圖。附圖3：本發(fā)明實施例2——MCMB電極在含有成膜添加劑的三（乙氧基乙撐）硼酸酯溶劑的電解液中的循環(huán)伏安曲線。具體實施方式下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步的描述，但這些實施例不構成對本發(fā)明的任何限制。實施例1在充滿氬氣的手套箱中使用本發(fā)明所述的硼酸酯類溶劑配制電解液,所使用的鋰鹽為LiTFSI,LiTFSI在電解液中的濃度為1M,所使用的硼酸酯類化合物為三（乙氧基乙撐）硼酸酯,具體結構如下所示：實施例2在充滿氬氣的手套箱中組裝MCMB/Li2016扣式電池，使用實施例1所述新型溶劑配制的電解液，充放電電壓區(qū)間為0～3V，電流密度為40mA/g。測試結果由附圖2可見，對于MCMB負極，首周充電比容量為296mAh/g（首周庫侖效率為63%）,循環(huán)100周后充電比容量為181mAh/g，容量保持率為61%。MCMB電極在所使用的新型溶劑配制的電解液同在對比實施例1的空白電解液中的性能相比，相差較大，說明使用所述新型溶劑的電解液對負極的兼容性較差。但從附圖3可以看到，MCMB電極在含有成膜添加劑的所述硼酸酯電解液中的循環(huán)伏安穩(wěn)定性較好，說明MCMB電極在所述的新型溶劑電解液中的性能有很大的改善空間。實施例3在充滿氬氣的手套箱中組裝LiFePO4/Li2016扣式電池，使用實施例1所述新型溶劑配制的電解液，充放電電壓區(qū)間為3～4V，電流密度為40mA/g。測試結果由附圖3可見，對于LiFePO4正極，首周放電比容量為103mAh/g（首周庫侖效率為74%）,循環(huán)100周后放電比容量為107mAh/g，容量基本沒有衰減，但容量相對偏低，說明使用所述新型溶劑配制的電解液對LiFePO4正極的性能有一定的影響。實施例4在充滿氬氣的手套箱中組裝LiMn2O4/Li2016扣式電池，使用實施例1所述新型溶劑配制的電解液，充放電電壓區(qū)間為3～4.3V，電流密度為40mA/g。從圖2可見，對于LiMn2O4正極，首周放電比容量為109mAh/g（首周庫侖效率為95%）,循環(huán)100周后容量保持率為86%，說明使用所述新型溶劑配制的電解液對LiMn2O4正極的性能影響較小。實施例5所選用的新型溶劑為附圖1所示的結構中R1、R2和R3均為乙氧基乙撐基（EtOCH2CH2-）取代的硼酸酯化合物，即三（乙氧基乙撐）硼酸酯,如下所示：三（乙氧基乙撐）硼酸酯的合成路線如下：采用經典的硼酸酯制備的方法，硼酸與相應的醇反應，以甲苯為溶劑共沸除去反應過程中生成的水，反應程度高。實驗步驟：在250mL單口燒瓶中加入24.7g(0.4mol)硼酸、126g(1.4mol)乙二醇單乙醚及150mL甲苯，置于油浴鍋中，依次安裝油水分離器，油水分離器上安裝球型冷凝管及油鼓泡器，油水分離器中倒入部分甲苯。加熱至120℃回流至油水分離器中不再有水珠滴下時停止反應，蒸出甲苯，剩余液體油泵減壓蒸餾得到74-80℃(<3.5mmHg)餾分93.9g，收率為84.4%。產品經1HNMR核磁鑒定。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ/ppm:3.94(t,6H,-OCH2CH2O-),3.49-3.55(m,12H,-CH2OCH2-),1.20(t,9H,-CH2CH3)。對比實施例1在充滿氬氣的手套箱中組裝MCMB/Li2016扣式電池，使用1mol/LLiPF6DMC/EC/EMC1:1:1（體積比）為空白電解液，充放電電壓區(qū)間為0～3V，電流密度為40mA/g。