用于锂离子电池单元的电解质溶液的制作方法

1.本公开涉及用于锂离子电池的锂离子电池单元的电解质。更具体地，本公开涉及用于锂离子电池单元的电解质溶液。


背景技术：

2.锂离子电池单元在从蜂窝电话到电动车辆的应用中都特别重要。然而，为了实际使用，电池单元必须在多个循环中保持性能并且必须能够在各种温度下运行。影响电池单元的性能和寿命的一个因素是电池单元中存在的电解质的分解，因为电解质与电子或电极导带反应。为了对抗此类不期望的反应，将添加剂与电解质溶液混合。这些添加剂分解以在电极上形成固体电解质中间相(sei)层。sei层基本上由添加剂分解的不溶性产物组成。sei层为电子隧穿到电解质提供了屏障，从而防止电解质分解。然而，sei层也为锂离子嵌入到电极中引入了屏障，这可增大电池单元的内电阻并对电池单元性能产生负面影响，特别是在低温下。
3.考虑到安全性，电解质组合物更为重要。在热失控的情况下，由电解质分解生成的高速率气体可在电池单元中产生高压条件。这可导致排出易燃的电解质蒸气。sei层是通过防止电解质分解来确定电池单元的功率容量、安全储存期和循环寿命的要素。
4.当前使用的添加剂在较高电压或较高温度下可能表现不佳。为了改善锂离子电池单元在这些条件下的性能和安全性，需要改善的电解质溶液。


技术实现要素：

5.在一个实施方案中，本发明提供了一种用于锂离子电池单元的电解质溶液。该电解质溶液包含至少一种有机碳酸酯溶剂、包含非配位阴离子的至少一种锂盐以及根据通式i、通式ii或通式iii的至少一种多氟化烷氧基烯烃：
6.i：rarbc＝ch-o-r，
7.ii：rarbc＝ch-o-chra′
rb′
，
8.iii：rarbc＝ch-o-r
c-o-ch＝cra′
rb′
，
9.其中ra和ra′
各自独立地为具有1或2个碳原子的氟化烷基，rb和rb′
各自独立地为f、cl、br或h，并且r为c
nhxfy
，其中n为1至6的整数，x和y各自独立地为0至13的整数，并且x y＝2n 1或x y＝2n-1，并且rc为c
kh(2k 1)
，其中k为2至4的整数。
10.在另一个实施方案中，本发明提供了一种用于锂离子电池的锂离子电池单元。该锂离子电池单元包括阴极、阳极、位于阴极与阳极之间的多孔隔板、设置在阴极与阳极之间的电解质溶液以及设置在阴极和阳极上的固体电解质中间相层，该固体电解质中间相层包含根据通式i、通式ii或通式iii的至少一种多氟化烷氧基烯烃的分解产物：
11.i：rarbc＝ch-o-r，
12.ii：rarbc＝ch-o-chra′
rb′
，
13.iii：rarbc＝ch-o-r
c-o-ch＝cra′
rb′
，
14.其中ra和ra′
各自独立地为具有1或2个碳原子的氟化烷基，rb和rb′
各自独立地为f、cl、br或h，并且r为c
nhxfy
，其中n为1至6的整数，x和y各自独立地为0至13的整数，并且x y＝2n 1或x y＝2n-1，并且rc为c
kh(2k 1)
，其中k为2至4的整数。
15.在又一个实施方案中，本发明提供了一种用于制备用于锂离子电池单元的电解质溶液的方法。该方法包括提供至少一种多氟化烷氧基烯烃并且将该至少一种多氟化烷氧基烯烃与至少一种有机碳酸酯溶剂和包含非配位阴离子的至少一种锂盐混合，其中该至少一种多氟化烷氧基烯烃是根据通式i、通式ii或通式iii的：
16.i：rarbc＝ch-o-r，
17.ii：rarbc＝ch-o-chra′
rb′
，
18.iii：rarbc＝ch-o-r
c-o-ch＝cra′
rb′
，
19.其中ra和ra′
各自独立地为具有1或2个碳原子的氟化烷基，rb和rb′
各自独立地为f、cl、br或h，并且r为c
nhxfy
，其中n为1至6的整数，x和y各自独立地为0至13的整数，并且x y＝2n 1或x y＝2n-1，并且rc为c
kh(2k 1)
，其中k为2至4的整数。
附图说明
20.图1a至图1c示出了根据本公开的锂离子电池单元。
21.图2示出了具有和不具有1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯的锂离子电池单元在25℃下的容量保留相对于循环次数的图形。
22.图3示出了具有和不具有1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯的锂离子电池单元在45℃下的容量保留相对于循环次数的图形。
23.图4示出了具有和不具有1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯的锂离子电池单元在-20℃下的放电期间的电压(mv)相对于容量保留的图形。
具体实施方式
24.本发明人已经发现，在电解质溶液中使用根据下面的式i、式ii或式iii的至少一种多氟化烷氧基烯烃作为添加剂改善了锂离子电池单元在各种条件下的性能。至少一种多氟化烷氧基烯烃在溶液中分解以在电极上形成固体电解质中间相(sei)层。此sei层相比于通过行业标准添加剂形成的sei层提供了锂离子电池单元的改善性能，特别是在较高温度和较高电压条件下。
25.在高温储存条件下，sei层可能变得过厚，从而降低锂离子电池单元的性能。本发明人已经发现，使用至少一种多氟化烷氧基烯烃作为添加剂也导致此特性的改善，使得锂离子电池单元即使在高温条件下储存之后也能表现良好。
26.至少一种多氟化烷氧基烯烃是能够与氢自由基反应以产生氟化氢并抑制火焰传播的氟化添加剂。因此，至少一种多氟化烷氧基烯烃作为添加剂提高了锂离子电池单元的安全性。
27.本公开提供了一种用于锂离子电池单元的电解质溶液。图1a是锂离子电池单元100在其第一次充电/放电循环之前的示意图。锂离子电池单元100包括阳极110、阴极120、导体130、容器140、隔板150和电解质溶液160。电解质溶液160由容器140容纳。阳极110、阴极120和隔板150至少部分地浸没在电解质溶液160中，使得电解质溶液160设置在阳极110
与阴极120之间，并且隔板150设置在阳极110与阴极120之间。例如，导体130可以是电连接阳极110和阴极120的任何导电装置，诸如导线或导电膜。
28.阳极110可以是碳、人造石墨或适用于锂离子电池单元诸如锂离子电池单元100的任何其他阳极材料。阴极120可以是锂钴氧化物(lco)、锂镍锰钴氧化物(nmc)、锂锰氧化物(lmo)、锂锰钴氧化物(lmc)、磷酸铁锂(lfp)、锂镍钴铝氧化物(nca)、钛酸锂(lto)或适用于锂离子电池单元100的任何其他材料。
29.例如，隔板150是由诸如聚丙烯、聚乙烯和聚酰亚胺等聚合物或这些材料的共聚物制成的多孔膜。例如，隔板150的孔隙率可低至约40％、约50％或约60％，或高达约70％、约80％或约90％，或在任何两个前述值之间限定的任何范围内，诸如约40％至约90％、约50％至约80％、约60％至约70％、约60％至约90％或约40％至约60％。
30.电解质溶液160包含至少一种有机碳酸酯溶剂、包含非配位阴离子的至少一种锂盐和至少一种多氟化烷氧基烯烃。例如，至少一种有机碳酸酯溶剂可包含碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯或它们的组合。至少一种有机碳酸酯溶剂可包含碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸二乙酯。至少一种有机碳酸酯溶剂可基本上由碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸二乙酯组成。至少一种有机碳酸酯溶剂可由碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸二乙酯组成。至少一种有机碳酸酯溶剂可包含碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。至少一种有机碳酸酯溶剂可基本上由碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯组成。至少一种有机碳酸酯溶剂可由碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯组成。
31.例如，具有非配位阴离子的至少一种锂盐可包含六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双(氟代磺酰)亚胺锂或它们的组合。例如，具有非配位阴离子的锂盐可以以下量存在于电解质溶液160中：低至约0.5重量百分比(重量％)、约1.0重量％、约1.5重量％、约2.0重量％或约2.5重量％，或高达约3.0重量％、约4.0重量％、约5.0重量％、约10重量％或约15重量％，或在任何两个前述值之间限定的任何范围内，诸如约0.5重量％至约15重量％、约1.0重量％至约10重量％、约1.5重量％至约5.0重量％、约2.0重量％至约4.0重量％、约2.5重量％至约3.0重量％、约0.5重量％至约3.0重量％、约2.0重量％至约5.0重量％或约1.5重量％至约2.5重量％。
32.至少一种多氟化烷氧基烯烃是根据通式i、通式ii或通式iii的：
33.i：rarbc＝ch-o-r，
34.ii：rarbc＝ch-o-chra′
rb′
，
35.iii：rarbc＝ch-o-r
c-o-ch＝cra′
rb′
，
36.其中ra和ra′
各自独立地为具有1或2个碳原子的氟化烷基，rb和rb′
各自独立地为f、cl、br或h，r为c
nhxfy
，其中n为1至6的整数，x和y各自独立地为0至13的整数，并且x y＝2n 1或x y＝2n-1，并且rc为c
kh(2k 1)
，其中k为2至4的整数。
37.例如，如果至少一种多氟化烷氧基烯烃是根据通式i的，并且ra为三氟甲基，rb为h，n＝1，x＝3，并且y＝0，则至少一种多氟化烷氧基烯烃为1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯。在另一个示例中，如果至少一种多氟化烷氧基烯烃是根据通式i的，并且ra为三氟甲基，rb为h，n＝2，x＝5，并且y＝0，则至少一种多氟化烷氧基烯烃为1-乙氧基-3，3，3-三氟丙烯。
38.例如，至少一种多氟化烷氧基烯烃可以以下量存在于电解质溶液160中：低至约0.2重量％、约0.5重量％、约1.0重量％、约2.0重量％、约3.0重量％、约4.0重量％或约5.0
重量％，或高达约6.0重量％、约7.0重量％、约8.0重量％、约9.0重量％或约10.0重量％，或在任何两个前述值之间限定的任何范围内，诸如约0.2重量％至约10.0重量％、约0.5重量％至约9.0重量％、约1.0重量％至约8.0重量％、约2.0重量％至约7.0重量％、约3.0重量％至约6.0重量％、约0.5重量％至约6.0重量％、约4.0重量％至约9.0重量％或约6.0重量％至约10.0％重量。至少一种多氟化烷氧基烯烃的所有重量百分比均为总电解质溶液160的重量百分比。
39.至少一种多氟化烷氧基烯烃作为反式-氟化异构体(反式-异构体)或顺式-氟化异构体(顺式-异构体)存在。电解质溶液160的沸点可根据电解质溶液160中两种异构体的比率而变化，其中较高沸点的溶液包含更大量的顺式-异构体。例如，如果氟化异构体为1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯，则电解质溶液160的沸点可在约60℃至约102℃的范围内。因此，根据期望的应用，可改变反式-异构体与顺式-异构体的比率以提供期望的沸点。例如，电动车辆中使用的锂离子电池单元可能需要沸点高于约80℃的混合物。
40.至少一种多氟化烷氧基烯烃可包含顺式-异构体。至少一种多氟化烷氧基烯烃可基本上由顺式-异构体组成。至少一种多氟化烷氧基烯烃可由顺式-异构体组成。至少一种多氟化烷氧基烯烃可包含反式-异构体。至少一种多氟化烷氧基烯烃可基本上由反式-异构体组成。至少一种多氟化烷氧基烯烃可由反式-异构体组成。
41.至少一种多氟化烷氧基烯烃可由反式-异构体和顺式-异构体组成。例如，反式-异构体的量按至少一种多氟化烷氧基烯烃的百分比计(或按反式异构体和顺式-异构体的总重量的百分比计)可低至约1重量％、2重量％、5重量％、10重量％、20重量％、30重量％或40重量％，或高达约50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％、95重量％、98重量％或99重量％，或在任何两个前述值之间限定的任何范围内，诸如约1重量％至约99重量％、约2重量％至约98重量％、约5重量％至约95重量％、约10重量％至约90重量％、约20重量％至约80重量％、约30重量％至约70重量％、40重量％至约60重量％、约40重量％至约50重量％、约1重量％至约60重量％、约5重量％至约40重量％或约90重量％至约99重量％。
42.除了至少一种多氟化烷氧基烯烃之外，电解质溶液160还可包含添加剂。例如，添加剂可改善电池的各种性能方面，诸如高温下的改善性能、极低温度下的改善性能、电池操作期间降低的电解质脱气和/或降低的内阻。另外的添加剂可包含碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸亚乙酯、2-丙炔基甲磺酸酯、环己基苯、叔戊基苯、己二腈或它们的任何组合。
43.电解质溶液160可通过以下方式制备：提供至少一种多氟化烷氧基烯烃并且将该至少一种多氟化烷氧基烯烃与至少一种有机碳酸酯溶剂和包含非配位阴离子的至少一种锂盐混合。至少一种多氟化烷氧基烯烃、至少一种有机碳酸酯溶剂和包含非配位阴离子的至少一种锂盐均如上所述。
44.至少一种多氟化烷氧基烯烃可以多种方式提供。例如，一种可行的合成方法是在催化剂的存在下，使氢氟烯烃(hfo)单体(例如诸如2，3，3，3-四氟丙烯、1，3，3，3-四氟丙烯、1-氯-2，3，3，3-四氟丙烯、1-溴-3，3，3-三氟丙烯或1-氯-3，3，3-三氟丙烯等)与烷烃醇(例如诸如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、氟甲醇、2，2，2-三氟乙醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇等)反应，如美国专利申请15/606,400中所详述，该专利的内容全文以引用方式并入本文。如美国专利申请号15/606,400所公开，可在反应容器中将醇和催化剂混合在一起，然后可将hfo单体添加到反应容器中的混合物中。例如，如果所选的hfo单体是1-氯-3，3，3-三氟丙烯并且所
选的醇是甲醇，则所得化合物是1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯。例如，催化剂可以是碱金属氢氧化物，诸如氢氧化钠或氢氧化钾。hfo单体与烷烃醇的摩尔比可在10∶1至1∶20的范围内。hfo单体与催化剂的摩尔比可在100∶1至1∶5的范围内。烷烃醇用作反应的溶剂。烷烃醇还用作卤素取代基。例如，如果hfo单体是1-氯-3，3，3-三氟丙烯并且烷烃醇是甲醇，则甲醇用作氯取代基，取代从1-氯-3，3，3-三氟丙烯去除的氯原子，以形成1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯的甲氧基基团。在另一个示例中，如果hfo单体是1-氯-3，3，3-三氟丙烯并且烷烃醇是乙二醇，则乙二醇用作双氯取代基，取代从1-氯-3，3，3-三氟丙烯的两个分子中的每个分子去除的氯原子，以形成连接两个单体的乙氧基基团，从而形成1，2-双(3，3，3-三氟丙烯氧基)乙烷。
45.图1b是锂离子电池单元100在其第一次充电/放电循环之后的示意图。如图1b所示，锂离子电池单元100现在包括设置在阳极110和阴极120上的固体电解质中间相间(sei)层180。图1b中的电解质溶液160
′
是上文参考图1a描述的电解质溶液160，不同的是至少一种多氟化烷氧基烯烃在电解质溶液160
′
中的量与在电解质溶液160中的量相比显著降低，因为至少一种多氟化烷氧基烯烃在第一次充电/放电循环期间分解并形成sei层180的一部分。至少一种多氟化烷氧基烯烃在电解质溶液160
′
中的量可小于电解质溶液160
′
的0.1重量％。
46.sei层180的厚度至少部分地由电解质溶液160中至少一种多氟化烷氧基烯烃的浓度确定(图1a)。据信，由至少一种多氟化烷氧基烯烃的分解产物形成的sei层180具有高浓度的锂离子通道以供锂离子通过，同时还提供良好的电子绝缘，从而阻断电子从阳极110和阴极120注入到电解质溶液160
′
中，以使电池单元能够在较高电压下良好地工作。
47.图1c是锂离子电池单元100在充电时的示意图。当锂离子电池单元100充电时，嵌入阴极120的锂离子从阴极120流出，穿过阴极120上的sei层180，进入阴极120与隔板150之间的电解质溶液160
′
，穿过隔板150的孔并进入隔板150与阳极110之间的电解质溶液160
′
，穿过阳极110上的sei层180并嵌入阳极110。
48.当锂离子电池单元100放电(未示出)以提供电力时，流动与图1c所示的流动相反，因为嵌入阳极110的锂离子从阳极110流出，经阳极110上的sei层180，进入阳极110与隔板150之间的电解质溶液160’，穿过隔板150的孔并进入隔板150与阴极120之间的电解质溶液160’，穿过阴极120上的sei层180并嵌入阴极120。
49.如本文所用，短语“在任意两个前述值之间限定的任意范围内”字面上是指任意范围可选自在此类短语之前列出的任意两个值，而无论这些值是在列表的较低部分中还是在列表的较高部分中。例如，一对值可选自两个较低值、两个较高值、或者较低值和较高值。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数，除非上下文中另外明确地指出其他情况。
50.关于不精确的术语，术语“约”和“大约”可互换使用，是指包括所述测量并且还包括合理接近所述测量的任何测量的测量。如相关领域的普通技术人员所理解和容易确定的，合理接近所述测量的测量值与所述测量值偏差相当小的量。例如，此类偏差可归因于测量误差或进行微小调整以优化性能。在确定相关领域的普通技术人员将不容易确定此类相当小的差值的值的情况下，术语“约”和“大约”可理解为是指所述值的
±
10％。
51.应当理解，上述说明仅仅是对本公开的例示。在不脱离本公开的情况下，本领域中
的技术人员可设计出各种另选方案和修改形式。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求书的范围内的所有此类另选方案、修改形式和变型。
52.实施例
53.在以下实施例1至3中，测试了两个锂离子电池单元以展示在各种条件下其性能的各方面。第一电池单元(电池单元1)为4.2v袋式电池单元，容量为1000mah。阴极由lini
0.3
co
0.3-mn
0.3
o2(nmc)制成并且阳极由人造石墨(ag)制成。电解质溶液由以下项组成：包含比率为3∶2∶5(重量：重量：重量)的碳酸亚乙酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)和碳酸甲乙酯(emc)的溶剂；1摩尔浓度的六氟磷酸锂(lipf6)；以及用于形成sei层的行业标准添加剂，该添加剂包含碳酸亚乙烯酯(vc)和lio2pf2。电解质含量为3.5g/ah。第二电池单元(电池单元2)与电池单元1相同，不同的是将行业标准添加剂替换为量为电解质溶液总重量的1％的1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯。
54.实施例1-效率、放电容量和电阻测试
55.在该实施例中，在0.2c(充电电流为工作电流的20％)下测试上述锂离子电池单元中的每个锂离子电池单元。测量电池单元的效率(存储在电池单元中的充电电流的百分比)和放电容量。该测试的结果示于表1中。
56.接着，在室温和50％充电下测量充电和放电两者期间的直流内阻(dcir)。表1中示出了两个电池单元中每个电池单元的两次运行中的每次运行的结果。
57.表1
[0058][0059]
对于电池单元中的每个电池单元，dcir测试的结果类似。然而，对于效率和放电容量两者，具有由1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯的分解产物形成的sei层的电池单元2的性能优于电池单元1。
[0060]
实施例2-变化温度下的容量保留
[0061]
在不同温度下测试每个电池单元。首先，在-20℃下以30％的充电速率测量容量保留，以指示低温(lt)放电。接着，在60℃下储存30天后测试电池单元，以测量高温(ht)储存后的性能。分别测量容量保留、容量恢复和增长阻抗，并且将每个电池单元的两次运行中的每次运行的结果示于表2中。
[0062]
最后，在室温(rt)和高温(ht)循环条件下测量每个电池单元以确定容量保留。对于rt循环，电池单元在25℃和1c下进行850个循环的充电和放电测试。对于ht循环，电池单元在45℃和1c下进行600个循环的充电和放电速率测试。结果示于表2中。
[0063][0064]
在lt放电条件下，电池单元1的性能优于电池单元2。然而，在所有其他测试条件下(ht储存、rt循环和ht循环)，具有由1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯的分解产物形成的sei层的电池单元2的性能更好，显示出其优于行业标准的改善。
[0065]
实施例3-变化温度下的充电和放电
[0066]
测试两个锂离子电池单元以展示ht、rt和lt条件下的充电和放电。电池单元为4.4v袋式电池单元，容量为1000mah。阴极为lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2(nmc)并且阳极为人造石墨(ag)。溶剂是比率为3∶2∶5(重量∶重量∶重量)的碳酸亚乙酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)和碳酸甲乙酯(emc)的混合物，具有1.0摩尔的六氟磷酸锂(lipf6)。第一电池单元(电池单元1)包含行业标准添加剂。第二电池单元(电池单元2)包含量为1％的1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯。
[0067]
首先，电池单元在rt(25℃)和1c下从3.0v至4.4v进行900个循环的充电和放电测试。结果在图2中显示为容量保留相对于循环次数的关系。接着，电池单元在ht(45℃)和1c下从3.0v至4.4v进行900个循环的充电和放电测试。结果在图3中显示为容量保留相对于循环次数的关系。在两种情况下，电池单元2(具有由1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯的分解产物形成的sei层)的性能优于电池单元1，经过更多循环次数后保持更高容量。
[0068]
接着，在lt(-20℃)和0.3c下，将电池单元从4.4v放电至3.0v。结果在图4中显示为电压(mv)相对于容量保留的关系。在这种情况下，包含1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯的电池单元的性能并不优于包含行业标准添加剂的电池单元。这些结果表明，虽然在电解质溶液中使用1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯作为添加剂并未改善锂离子电池单元在lt储存条件下的性能，但改善了其在rt和ht储存条件下的循环期间的性能。
[0069]
实施例4-1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯的制备
[0070]
在该实施例中，展示了用于制备1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯的方法。将30ml的甲醇和33.6g的固体氢氧化钾装入300ml高压釜，然后密封高压釜。通过阀将80g的1-氯-3，3，3-三氟丙烯压缩到高压釜中。将高压釜加热至70℃并在70℃下保持四小时。4小时后，冷却高压釜，然后打开。将高压釜的内容物倒入水中，然后摇动混合物。摇动后，形成下部有机层并将其与混合物分离。经氯化钙干燥下部有机层的内容物。蒸馏所得的干燥有机混合物，得到1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯。
[0071]
实施例5-1-乙氧基-3，3，3-三氟丙烯的制备
[0072]
在该实施例中，展示了用于制备1-乙氧基-3，3，3-三氟丙烯的方法。将40ml的乙醇和33.6g的固体氢氧化钾装入300ml高压釜，然后密封高压釜。通过阀将80g的1-氯-3，3，3-三氟丙烯压缩到高压釜中。将高压釜加热至70℃并在70℃下保持四小时。4小时后，冷却高压釜，然后打开。将高压釜的内容物倒入水中，然后摇动混合物。摇动后，形成下部有机层并将其与混合物分离。经氯化钙干燥下部有机层的内容物。蒸馏所得的干燥有机混合物，得到
1-乙氧基-3，3，3-三氟丙烯。
[0073]
方面
[0074]
方面1是一种用于锂离子电池单元的电解质溶液，该电解质溶液包含：至少一种有机碳酸酯溶剂；包含非配位阴离子的至少一种锂盐；以及根据通式i、通式ii或通式iii的至少一种多氟化烷氧基烯烃：
[0075]
i：rarbc＝ch-o-r，
[0076]
ii：rarbc＝ch-o-chra′
rb′
，
[0077]
iii：rarbc＝ch-o-r
c-o-ch＝cra′
rb′
，
[0078]
其中ra和ra′
各自独立地为具有1或2个碳原子的氟化烷基，rb和rb′
各自独立地为f、cl、br或h，并且r为c
nhxfy
，其中n为1至6的整数，x和y各自独立地为0至13的整数，并且x y＝2n 1或x y＝2n-1，并且rc为c
kh(2k 1)
，其中k为2至4的整数。
[0079]
方面2是根据方面1所述的电解质溶液，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃为电解质溶液总重量的0.2重量％至10重量％。
[0080]
方面3是根据方面1或方面2所述的电解质溶液，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃基本上由至少一种多氟化烷氧基烯烃的反式-异构体组成。
[0081]
方面4是根据方面1或方面2所述的电解质溶液，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃基本上由至少一种多氟化烷氧基烯烃的顺式-异构体组成。
[0082]
方面5是根据方面1或方面2所述的电解质溶液，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃包含一定量的至少一种多氟化烷氧基烯烃的反式-异构体，该量按至少一种多氟化烷氧基烯烃的百分比计为1重量％至99重量％。
[0083]
方面6是根据方面1至5中任一项所述的电解质溶液，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃包含1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯。
[0084]
方面7是根据方面1至6中任一项所述的电解质溶液，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃包含1-乙氧基-3，3，3-三氟丙烯。
[0085]
方面8是根据方面1至7中任一项所述的电解质溶液，其中至少一种有机碳酸酯溶剂包含选自以下项中的至少一者：碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。
[0086]
方面9是根据方面8所述的电解质溶液，其中至少一种有机碳酸酯溶剂包含碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸二乙酯。
[0087]
方面10是根据方面8所述的电解质溶液，其中至少一种有机碳酸酯溶剂包含碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯。
[0088]
方面11是根据方面1至10中任一项所述的电解质溶液，其中锂盐包含选自以下项中的至少一者：六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂和双(氟代磺酰)亚胺锂。
[0089]
方面12是根据方面1至11中任一项所述的电解质溶液，其中锂盐为电解质溶液总重量的0.5重量％至15重量％。
[0090]
方面13是根据方面1至12中任一项所述的电解质溶液，还包含选自以下项中的至少一种添加剂：碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸亚乙酯、2-丙炔基甲磺酸酯、环己基苯、叔戊基苯和己二腈。
[0091]
方面14是一种用于锂离子电池的锂离子电池单元，该锂离子电池单元包括：阴极；阳极；设置在阴极与阳极之间的多孔隔板；设置在阴极与阳极之间的电解质溶液；以及设置
在阴极和阳极上的固体电解质中间相层，该固体电解质中间相层包含根据通式i、通式ii或通式iii的至少一种多氟化烷氧基烯烃的分解产物：
[0092]
i：rarbc＝ch-o-r，
[0093]
ii：rarbc＝ch-o-chra′
rb′
，
[0094]
iii：rarbc＝ch-o-r
c-o-ch＝cra′
rb′
，
[0095]
其中ra和ra′
各自独立地为具有1或2个碳原子的氟化烷基，rb和rb′
各自独立地为f、cl、br或h，并且r为c
nhxfy
，其中n为1至6的整数，x和y各自独立地为0至13的整数，并且x y＝2n 1或x y＝2n-1，并且rc为c
kh(2k 1)
，其中k为2至4的整数。
[0096]
方面15是根据方面14所述的锂离子电池单元，其中电解质溶液包含至少一种有机碳酸酯溶剂和包含非配位阴离子的至少一种锂盐。
[0097]
方面16是根据方面15所述的锂离子电池单元，其中锂盐为选自以下项中的至少一者：六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂和双(氟代磺酰)亚胺锂。
[0098]
方面17是根据方面16所述的锂离子电池单元，其中锂盐包含六氟磷酸锂。
[0099]
方面18是根据方面14至17中任一项所述的锂离子电池单元，其中阴极包含锂、镍、钴、锰和氧。
[0100]
方面19是一种用于制备用于锂离子电池单元的电解质溶液的方法，该方法包括提供至少一种多氟化烷氧基烯烃并且将该至少一种多氟化烷氧基烯烃与至少一种有机碳酸酯溶剂和包含非配位阴离子的至少一种锂盐混合，其中该至少一种多氟化烷氧基烯烃是根据通式i、通式ii或通式iii的：
[0101]
i：rarbc＝ch-o-r，
[0102]
ii：rarbc＝ch-o-chra′
rb′
，
[0103]
iii：rarbc＝ch-o-r
c-o-ch＝cra′
rb′
，
[0104]
其中ra和ra′
各自独立地为具有1或2个碳原子的氟化烷基，rb和rb′
各自独立地为f、cl、br或h，并且r为c
nhxfy
，其中n为1至6的整数，x和y各自独立地为0至13的整数，并且x y＝2n 1或x y＝2n-1，并且rc为c
kh(2k 1)
，其中k为2至4的整数。
[0105]
方面20是根据方面19所述的方法，其中提供至少一种多氟化烷氧基烯烃包括：提供烷烃醇和hfo单体并且在催化剂的存在下使烷烃醇和hfo单体反应以形成至少一种多氟化烷氧基烯烃。
[0106]
方面21是根据方面20所述的方法，其中催化剂为碱金属氢氧化物。
[0107]
方面22是根据方面19至21中任一项所述的方法，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃为电解质溶液总重量的0.2重量％至10重量％。
[0108]
方面23是根据方面19至21中任一项所述的方法，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃基本上由至少一种多氟化烷氧基烯烃的反式-异构体组成。
[0109]
方面24是根据方面19至21中任一项所述的方法，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃基本上由至少一种多氟化烷氧基烯烃的顺式-异构体组成。
[0110]
方面25是根据方面19至21中任一项所述的方法，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃包含一定量的至少一种多氟化烷氧基烯烃的反式-异构体，该量按至少一种多氟化烷氧基烯烃的百分比计为1重量％至99重量％。
[0111]
方面26是根据方面19至25中任一项所述的方法，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃
包含1-甲氧基-3，3，3-三氟丙烯。
[0112]
方面27是根据方面19至25中任一项所述的方法，其中至少一种多氟化烷氧基烯烃包含1-乙氧基-3，3，3-三氟丙烯。
[0113]
方面28是根据方面19至27中任一项所述的方法，其中至少一种有机碳酸酯溶剂包含选自以下项中的至少一者：碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。
[0114]
方面29是根据方面28所述的方法，其中至少一种有机碳酸酯溶剂包含碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸二乙酯。
[0115]
方面30是根据方面28所述的方法，其中至少一种有机碳酸酯溶剂包含碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯。
[0116]
方面31是根据方面19至30中任一项所述的方法，其中锂盐包含选自以下项中的至少一者：六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂和双(氟代磺酰)亚胺锂。
[0117]
方面32是根据方面19至31中任一项所述的方法，其中锂盐为电解质溶液总重量的0.5重量％至15重量％。
[0118]
方面33是根据方面19至32中任一项所述的方法，还包含选自以下项中的至少一种添加剂：碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸亚乙酯、2-丙炔基甲磺酸酯、环己基苯、叔戊基苯和己二腈。