CN117650279A - 一种非水电解液和锂金属电池 - Google Patents

一种非水电解液和锂金属电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种非水电解液和锂金属电池。所述非水电解液包括锂盐、溶剂、助溶剂、稀释剂和添加剂；所述添加剂包括硝酸酯类化合物，所述硝酸酯类化合物的结构中含有至少两个硝酸酯基团。本发明提供了一种兼具高电压和良好阻燃性能的非水电解液，其能够在锂金属负极表面形成双层的固态电解质膜(简称为SEI膜，其中靠近锂金属负极一侧的是无机组分层，设置在无机组分层另一侧的是有机组分层)，上述双层固态电解质膜不仅提高了锂离子沉积的均匀性，降低了活性锂和电解质的消耗率，而且提高了电解液的抗氧化性能和阻燃性能。

Description

一种非水电解液和锂金属电池
技术领域
本发明属于电解液材料技术领域，具体涉及一种非水电解液和锂金属电池。
背景技术
根据锂电池内锂的存在形态不同，锂电池分为锂离子电池和锂金属电池。锂电池被广泛应用于各个领域，例如便携式电子仪器、电动汽车以及各种储能***等。锂金属阳极因其具有高理论容量(高达3860mAh g-1)和低工作电位(-3.04V)的优点，而被认为是最有应用前景的阳极材料之一，但锂金属电池在应用过程中仍存在一些问题，如下所述：
首先，锂金属的高反应活性和锂枝晶生长造成了诸多严重的安全问题，同时锂枝晶可能会形成“死锂”或刺穿隔膜，造成电池的库仑效率较低、短路等各种危害。
其次，一方面，商业化锂离子电池中大都使用碳酸盐基电解质，因为碳酸盐可以在石墨阳极上形成稳定的固体电解质界面层(SEI膜)，以防止电解质发生进一步分解。可是，锂金属阳极与碳酸盐基电解质之间的相容性较差，致使锂枝晶的形成，并且造成电池的库仑效率较低，且循环寿命有限。另一方面，虽然醚类电解质能够改善与金属锂阳极之间的相容性，从而可以调节金属锂的沉积，减少高锂枝晶的形成，并提高电池的库仑效率，但是由于醚基电解液的氧化稳定性较差，氧化电压一般低于4V，同时大多数醚基电解质具有高度可燃性，可能会造成严重的安全问题。此外，研究人员采用诸多手段来提高醚基电解质的氧化稳定性，但是拓宽醚基电解液的电化学窗口却是一个重大难题。
最后，SEI膜是影响锂金属电池性能的重要因素之一，形成分布不均匀的SEI膜会导致锂离子的分散运输，从而导致SEI膜的不断断裂以及重建，造成活性锂的损失和电解质迅速耗尽，最终使锂金属电池的循环性能恶化。
近年来，磷酸盐基电解质、固体电解质和离子液体等不可燃属性的电解质得到了广泛的研究，其中有机磷酸盐，尤其是低分子量磷酸盐，具有粘度低、不易燃以及电位窗口宽等优点，有望成为安全的电解质溶剂，但是磷酸盐无法在负极表面建立稳定的固体电解质界面(SEI膜)，导致电池的电化学性能较差，故限制了其商业化应用。
因此，在本领域中，亟需开发一种电解液体系，以此提高锂金属电池的综合性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种非水电解液和锂金属电池。本发明提供了一种兼具高电压和良好阻燃性能的非水电解液，其能够在锂金属负极表面形成双层的固态电解质膜(简称为SEI膜，其中靠近锂金属负极一侧的是无机组分层，设置在无机组分层另一侧的是有机组分层)，上述双层固态电解质膜不仅提高了锂离子沉积的均匀性，降低了活性锂和电解质的消耗率，而且提高了电解液的抗氧化性能和阻燃性能。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种非水电解液，所述非水电解液包括锂盐、溶剂、助溶剂、稀释剂和添加剂；
所述添加剂包括硝酸酯类化合物，所述硝酸酯类化合物的结构中含有至少两个硝酸酯基团。
首先，本发明通过添加硝酸酯类化合物，其能够在锂金属负极表面形成双层的固态电解质膜(简称为SEI膜，其中靠近锂金属负极一侧的是富含LiNxOy的无机组分层，设置在无机组分层另一侧的是有机组分层)，双层SEI膜显著提高了锂离子沉积的均匀性，降低了活性锂和电解质的消耗率。其次，本发明采用具有良好氧化稳定性的稀释剂，有利于形成厚度较薄，且无机物含量较高的SEI膜；同时，稀释剂与溶剂化壳(指的是电池中正负极材料表面存在一层溶剂分子的壳层)之间的作用相对较弱，能够增强与锂离子的配位效果，从而提高了电解液的抗氧化性能。此外，本发明采用助溶剂、稀释剂与溶剂进行配合使用，制备得到电化学窗口较宽以及高离子电导率的非水电解液，具体能够使电解液的电化学窗口提高至4.0V以上。
在本发明中，通过调控硝酸酯类化合物中硝酸酯基团的数量，提高硝酸酯基团的数量有助于提高去溶剂化的能力，因为硝酸根离子能够进入了锂和阴离子结合内层，在充电过程中，阴离子更容易去溶剂化，在锂表面更容易成膜。
优选地，所述硝酸酯类化合物包括硝酸异山梨酯、甘油1,3-二硝酸酯、丙二醇二硝酸酯、二甘醇二硝酸酯、乙二醇二硝酸酯、[13C6]-异山梨醇二硝酸酯或3-(2-甲氧基苯氧基)丙烷-1,2-二硝酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述硝酸酯类化合物包括3-(2-甲氧基苯氧基)丙烷-1,2-二硝酸酯、[13C6]-异山梨醇二硝酸酯、乙二醇二硝酸酯或二甘醇二硝酸酯中的任意一种。
优选地，所述硝酸酯类化合物包括3-(2-甲氧基苯氧基)丙烷-1,2-二硝酸酯和甘油1,3-二硝酸酯的组合、3-(2-甲氧基苯氧基)丙烷-1,2-二硝酸酯和[13C6]-异山梨醇二硝酸酯的组合。
优选地，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述添加剂的质量百分含量为0.1～10wt.％，优选为0.5～7.5wt％，例如可以为0.1wt.％、0.2wt.％、0.5wt.％、0.8wt.％、1wt.％、1.5wt.％、2wt.％、2.5wt.％、3wt.％、3.5wt.％、4wt.％、4.5wt.％、5wt.％、5.5wt.％、6wt.％、6.5wt.％、7wt.％、7.5wt.％、8wt.％、8.5wt.％、9wt.％、9.5wt.％、10wt.％等。
在本发明中，通过调控添加剂的质量百分含量，进一步调控其进入锂和阴离子结合层的数量，以此能够调控溶剂化能力，含量过低会无法提高溶剂化能力，使得锂与阴离子溶剂化能力过强，在电池充电过程中，锂与阴离子到达负极表面，会影响电池极化，导致电池的发挥容量随之降低，严重时锂会直接沉积在表面，导致锂枝晶的形成，如果锂去溶剂化过程不够彻底，则会带有一个溶剂分子进入负极，进而破坏负极的结构，导致锂的快速衰减，进而影响电池寿命。反之则会使得溶剂化能力不足，溶剂化能力并不是越低越好，溶剂化不足会导致离子聚集，离子运动差，盐的溶解度降低，导致极化变大，最终导致电池的性能快速衰减。
优选地，所述稀释剂包括全氟烷烃类化合物。
在本发明中，全氟烷烃类化合物作为稀释剂，具有如下优点：①对Li+的阴离子诱导溶剂化结构的协调作用较小，有利于抑制醚/锂盐阴离子的脱配，以及提高电解液的抗氧化能力；②全氟烷烃类化合物比常规的氢氟酸类稀释剂具有更好的氧化稳定性；③F/C比例较高，有利于形成较薄，且无机物含量较高的SEI膜；④其与溶剂化壳的作用相对弱，以此增强锂离子配位，从而提高电解液的抗氧化性能。
优选地，所述全氟烷烃类化合物包括C5-18-全氟烷、全氟烷混合物FC-40、全氟辛烷、全氟壬烷、全氟己烷、全氟癸烷、全氟丁烷、全氟正戊烷、全氟十六烷、全氟环戊烷、全氟十四烷、全氟十二烷、全氟正庚烷、全氟十五烷、全氟环己烷、全氟十三烷、全氟二十四烷、全氟丁基乙烷、全氟二十碳烷、全氟己基乙烷、全氟(甲基环己烷)、全氟己基辛烷、全氟丁基环己烷、全氟甲基环戊烷、全氟二甲基环丁烷、、全氟-2,7-二甲基辛烷、全氟代-1,2-二甲基环己烷、全氟-2,2,3,3-四甲基丁烷、全氟-2-甲基-2,3-环氧戊烷或全氟1,3,5-三甲基环己烷中的任意一种或至少两种的组合，优选为全氟(甲基环己烷)、全氟二甲基环丁烷或全氟1,3,5-三甲基环己烷中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述助溶剂包括环磷腈类溶剂。
在本发明中，使用环磷腈类溶剂作为醚基础电解液的助溶剂，其结构中含有的F、N和P元素，故具有阻燃效果，而且在锂金属表面能够形成富含LiF、Li3N的SEI膜；且将其体积比控制在20％以内，不会影响非水电解液整体的电导率。
优选地，所述环磷腈类溶剂包括六氟环三磷腈、乙氧基(五氟)环三磷腈、苯氧基环磷腈、五氟(苯氧基)环三磷腈、六(1,1,5-氢全氟戊氧基)环三磷腈、3,3-二氟环丁烷甲腈、2-(3,3-二氟环丁基)乙腈、六(1H,1H-全氟丙氧基)磷腈、六(1H,1H-九氟戊氧基)磷腈、六(1H,1H-全氟己氧基)磷腈、六(1H,1H,7H-全氟庚氧基)磷腈、六(1H,1H,3H-全氟丙氧基)磷腈或六(4-'羧基苯氧基')环三磷腈中的任意一种或至少两种的组合，优选为五氟(苯氧基)环三磷腈、六(1,1,5-氢全氟戊氧基)环三磷腈、2-(3,3-二氟环丁基)乙腈、六(1H,1H,7H-全氟庚氧基)磷腈或六(1H,1H,3H-全氟丙氧基)磷腈中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂盐或双三氟甲烷磺酰亚胺锂。
优选地，所述锂盐的浓度为1～3.5mol/L，例如可以为1mol/L、1.2mol/L、1.5mol/L、1.8mol/L、2mol/L、2.2mol/L、2.5mol/L、2.8mol/L、3mol/L、3.2mol/L、3.5mol/L等。
在本发明中，通过调控锂盐的浓度，使得锂盐在溶剂和助溶剂中充分溶解，并且所配置的电解液澄清透明，且完全解离。
优选地，所述溶剂包括醚类溶剂。
优选地，所述醚类溶剂包括乙烯基乙二醇醚、四乙烯二乙醇醚、三丙烯乙二醇醚、三乙二醇醚二丁酯、乙烯基二乙二醇醚、四乙二醇二丁醚、四乙二醇二已醚、四乙二醇二***、四乙二醇二戊醚；二乙二醇二丁醚、二乙二醇二已醚、二乙二醇二***、二乙二醇二戊醚、三乙二醇二丁醚、三乙二醇二已醚、三乙二醇二***或三乙二醇二戊醚中的任意一种或至少两种的组合，优选为四乙二醇二***和/或三乙二醇二已醚。
优选地，所述溶剂、助溶剂与稀释剂的体积比为(0.5～4):(0.1～2):(5～9)，优选为(1～3):(0.5～1.5):(5.5～8.5)，例如可以为0.5:0.1:5、0.8:0.2:5.5、1:0.5:5.8、1.5:0.8:6、2:1:6.5、2.5:1.5:7、3:1.8:7.5、3.5:2:8、4:2:9等。
在本发明中，通过调控溶剂、助溶剂与稀释剂的体积比，使得电解液的电导率不低于4.5ms×cm-1，体积比过低会锂盐无法完全溶解，可能会析出，反之则会影响电解液的粘度、电导率等参数。
第二方面，本发明提供了一种锂金属电池，所述锂金属电池包括正极、负极和电解液，所述电解液包括根据第一方面所述的非水电解液。
优选地，所述负极的材料包括锂金属。
在本发明中，正极的材料示例性的包括三元正极材料、全氟二十碳烷富锂锰基正极材料或硫正极材料。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种非水电解液，首先，通过添加硝酸酯类化合物，其能够在锂金属负极表面形成双层的固态电解质膜(简称为SEI膜，其中靠近锂金属负极一侧的是富含LiNxOy的无机组分层，设置在无机组分层另一侧的是有机组分层)，双层SEI膜显著提高了锂离子沉积的均匀性，降低了活性锂和电解质的消耗率。其次，本发明采用具有良好氧化稳定性的稀释剂，有利于形成厚度较薄，且无机物含量较高的SEI膜；同时，稀释剂与溶剂化壳(指的是电池中正负极材料表面存在一层溶剂分子的壳层)之间的作用相对较弱，能够增强与锂离子的配位效果，从而提高了电解液的抗氧化性能。此外，本发明采用助溶剂、稀释剂与溶剂进行配合使用，制备得到电化学窗口较宽以及高离子电导率的非水电解液，具体能够使电解液的电化学窗口提高至4.0V以上。
在本发明中，通过调控硝酸酯类化合物中硝酸酯基团的数量，提高硝酸酯基团的数量有助于提高去溶剂化的能力，因为硝酸根离子能够进入了锂和阴离子结合内层，在充电过程中，阴离子更容易去溶剂化，在锂表面更容易成膜。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种非水电解液，非水电解液包括双(氟磺酰)亚胺锂、三乙二醇二已醚溶剂、苯氧基环磷腈助溶剂、全氟二十碳烷稀释剂和乙二醇二硝酸酯添加剂。
其中，以非水电解液的总质量为100％计，乙二醇二硝酸酯添加剂的质量百分含量为5wt.％，双(氟磺酰)亚胺锂的浓度为1mol/L，三乙二醇二已醚、苯氧基环磷腈与全氟二十碳烷的体积比等于1:2:7。
本实施例还提供了上述非水电解液的制备方法，其包括以下步骤：
在氧含量＜5ppm和水含量＜2ppm的情况下，将上述组分按照配方量进行混合，搅拌均匀后得到所述非水电解液。
实施例2
本实施例提供了一种非水电解液，非水电解液包括双(氟磺酰)亚胺锂、三乙二醇二已醚溶剂、苯氧基环磷腈助溶剂、全氟二十碳烷稀释剂和乙二醇二硝酸酯添加剂。
其中，以非水电解液的总质量为100％计，乙二醇二硝酸酯添加剂的质量百分含量为5wt.％，双(氟磺酰)亚胺锂的浓度为1.3mol/L，三乙二醇二已醚、苯氧基环磷腈与全氟二十碳烷的体积比等于1:2:7。
本实施例还提供了上述非水电解液的制备方法，其包括以下步骤：
在氧含量＜5ppm和水含量＜2ppm的情况下，将上述组分按照配方量进行混合，搅拌均匀后得到所述非水电解液。
实施例3
本实施例提供了一种非水电解液，非水电解液包括双三氟甲烷磺酰亚胺锂、四乙二醇二已醚溶剂、五氟(苯氧基)环三磷腈助溶剂、全氟正庚烷稀释剂和硝酸异山梨酯添加剂。
其中，以非水电解液的总质量为100％计，硝酸异山梨酯添加剂的质量百分含量为2.5wt.％，双三氟甲烷磺酰亚胺锂的浓度为2mol/L，四乙二醇二已醚、五氟(苯氧基)环三磷腈和全氟正庚烷的体积比等于3:1:6。
本实施例还提供了上述非水电解液的制备方法，其包括以下步骤：
在氧含量＜5ppm和水含量＜2ppm的情况下，将上述组分按照配方量进行混合，搅拌均匀后得到所述非水电解液。
实施例4
本实施例与实施例1的区别之处在于，将乙二醇二硝酸酯添加剂替换为等含量的硝酸异山梨酯添加剂，其他均与实施例1相同。
实施例5
本实施例与实施例1的区别之处在于，将苯氧基环磷腈替换为等含量的己腈助溶剂，其他均与实施例1相同。
实施例6
本实施例与实施例1的区别之处在于，将全氟二十碳烷稀释剂替换为等含量的氢氟酸稀释剂，其他均与实施例1相同。
实施例7
本实施例与实施例1的区别之处在于，三乙二醇二已醚、苯氧基环磷腈与全氟二十碳烷的体积比等于0.1:0.05:1，其他均与实施例1相同。
实施例8
本实施例与实施例1的区别之处在于，三乙二醇二已醚、苯氧基环磷腈与全氟二十碳烷的体积比等于8:5:15，其他均与实施例1相同。
实施例9
本实施例与实施例1的区别之处在于，将乙二醇二硝酸酯添加剂替换为等含量的2-硝酸异山梨酯添加剂，其他均与实施例1相同。
实施例10
本实施例与实施例1的区别之处在于，将双(氟磺酰)亚胺锂替换为等浓度的六氟磷酸锂，其他均与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处在于，将苯氧基环磷腈助溶剂替换为等含量的三乙二醇二已醚溶剂，其他均与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处在于，将全氟二十碳烷稀释剂替换为等含量的三乙二醇二已醚溶剂，其他均与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别之处在于，将乙二醇二硝酸酯添加剂替换为等含量的硝酸锂添加剂，其他均与实施例1相同。
应用例1至应用例10以及对比应用例1至对比应用例3
将实施例1至实施例10以及对比例1至对比例3提供的非水电解液制备得到锂离子电池，制备方法如下：
正极片的制作：将镍钴锰酸锂三元材料LiNi9Co1Mn1O2、导电剂SuperP、粘接剂PVDF和碳纳米管按质量比96.0:2.5:1.0:0.5混合均匀制成一定粘度的锂离子电池正极浆料，涂布在集流体用铝箔上，在85℃下烘干后进行冷压；然后进行切边、裁片和分切后在真空条件下85℃烘干8h，制成满足要求的锂金属电池正极片；
负极采用市场上购买的6μm厚的铜箔，双面覆锂(锂的厚度为20μm)的铜锂复合带；经过切边、裁片、分切制成满足要求的锂金属电池负极片；
锂金属软包电池的制备：将根据上述工艺制备的正极片、负极片和隔膜经叠片工艺制作成三正四负的锂金属电池，容量为1700mAh，注入上述电解液，完成电池制作。
测试条件
将应用例1至应用例10以及对比应用例1至对比应用例3提供的锂离子电池进行测试，测试方法如下：
常温化成测试：在25℃以0.01C恒流充电至3.7V，0.05C恒流充电至4.35V，恒压4.35V充电至截止电流0.05C，然后以0.05C恒流对电池进行放电至3.0V；
常温循环测试：在25℃以0.33C恒流充电至4.4V，恒压4.35V充电至截止电流0.05C，然后以0.33C恒流对电池进行放电至3.0V；放电容量记为C1，重复充放电工步300周，获得第N周放电容量CN，容量保持率＝(CN/C1)×100％。
测试结果如表1所示：
表1
注：软包锂金属电池的循环测试容量保持率低于85％，库伦效率低于98％，电池停止测试。
由表1可以看出，本发明提供的电解液具有良好的抗氧化、电化学窗口范围宽以及电化学性能。如应用例1-3所示，应用例1-3提供的电池具有高首次库伦效率、良好的循环稳定性、宽电化学窗口以及高电导率。
与应用例1相比，应用例4采用硝酸异山梨酯添加剂，其效果不如乙二醇二硝酸酯添加剂；应用例5-6表明替换为常规的助溶剂以及稀释剂种类，无法达到本发明能够实现的全部技术效果。
与应用例1相比，应用例7和应用例8表明通过调控三乙二醇二已醚、苯氧基环磷腈与全氟二十碳烷的体积比，以此平衡电化学窗口以及电导率。应用例8表明助溶剂的含量比较多，助溶剂的抗氧化能力偏高，所以LSV数值较高，但是电导率会很低，而应用例7则是相反。
与应用例1相比，应用例9表明通过调控硝酸酯的数量以此实现具有较优的技术效果。
对比应用例1-3表明不添加稀释剂、助溶剂以及替换为硝酸锂常规添加剂，均无法提高电池的综合性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种非水电解液，其特征在于，所述非水电解液包括锂盐、溶剂、助溶剂、稀释剂和添加剂；
所述添加剂包括硝酸酯类化合物，所述硝酸酯类化合物的结构中含有至少两个硝酸酯基团。
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述硝酸酯类化合物包括硝酸异山梨酯、甘油1,3-二硝酸酯、丙二醇二硝酸酯、二甘醇二硝酸酯、乙二醇二硝酸酯、[13C6]-异山梨醇二硝酸酯或3-(2-甲氧基苯氧基)丙烷-1,2-二硝酸酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述硝酸酯类化合物包括3-(2-甲氧基苯氧基)丙烷-1,2-二硝酸酯、[13C6]-异山梨醇二硝酸酯、乙二醇二硝酸酯或二甘醇二硝酸酯中的任意一种；
优选地，所述硝酸酯类化合物包括3-(2-甲氧基苯氧基)丙烷-1,2-二硝酸酯和甘油1,3-二硝酸酯的组合、3-(2-甲氧基苯氧基)丙烷-1,2-二硝酸酯和[13C6]-异山梨醇二硝酸酯的组合。
3.根据权利要求1或2所述的非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述添加剂的质量百分含量为0.1～10wt.％，优选为0.5～7.5wt％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述稀释剂包括全氟烷烃类化合物；
优选地，所述全氟烷烃类化合物包括C5-18-全氟烷、全氟烷混合物FC-40、全氟辛烷、全氟壬烷、全氟己烷、全氟癸烷、全氟丁烷、全氟正戊烷、全氟十六烷、全氟环戊烷、全氟十四烷、全氟十二烷、全氟正庚烷、全氟十五烷、全氟环己烷、全氟十三烷、全氟二十四烷、全氟丁基乙烷、全氟二十碳烷、全氟己基乙烷、全氟(甲基环己烷)、全氟己基辛烷、全氟丁基环己烷、全氟甲基环戊烷、全氟二甲基环丁烷、、全氟-2,7-二甲基辛烷、全氟代-1,2-二甲基环己烷、全氟-2,2,3,3-四甲基丁烷、全氟-2-甲基-2,3-环氧戊烷或全氟1,3,5-三甲基环己烷中的任意一种或至少两种的组合，优选为全氟(甲基环己烷)、全氟二甲基环丁烷、或全氟1,3,5-三甲基环己烷中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述助溶剂包括环磷腈类溶剂；
优选地，所述环磷腈类溶剂包括六氟环三磷腈、乙氧基(五氟)环三磷腈、苯氧基环磷腈、五氟(苯氧基)环三磷腈、六(1,1,5-氢全氟戊氧基)环三磷腈、3,3-二氟环丁烷甲腈、2-(3,3-二氟环丁基)乙腈、六(1H,1H-全氟丙氧基)磷腈、六(1H,1H-九氟戊氧基)磷腈、六(1H,1H-全氟己氧基)磷腈、六(1H,1H,7H-全氟庚氧基)磷腈、六(1H,1H,3H-全氟丙氧基)磷腈或六(4-'羧基苯氧基')环三磷腈中的任意一种或至少两种的组合，优选为五氟(苯氧基)环三磷腈、六(1,1,5-氢全氟戊氧基)环三磷腈、2-(3,3-二氟环丁基)乙腈、六(1H,1H,7H-全氟庚氧基)磷腈或六(1H,1H,3H-全氟丙氧基)磷腈中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂盐或双三氟甲烷磺酰亚胺锂；
优选地，所述锂盐的浓度为1～3.5mol/L。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述溶剂包括醚类溶剂；
优选地，所述醚类溶剂包括乙烯基乙二醇醚、四乙烯二乙醇醚、三丙烯乙二醇醚、三乙二醇醚二丁酯、乙烯基二乙二醇醚、四乙二醇二丁醚、四乙二醇二已醚、四乙二醇二***、四乙二醇二戊醚；二乙二醇二丁醚、二乙二醇二已醚、二乙二醇二***、二乙二醇二戊醚、三乙二醇二丁醚、三乙二醇二已醚、三乙二醇二***或三乙二醇二戊醚中的任意一种或至少两种的组合，优选为四乙二醇二***和/或三乙二醇二已醚。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述溶剂、助溶剂与稀释剂的体积比为(0.5～4):(0.1～2):(5～9)，优选为(1～3):(0.5～1.5):(5.5～8.5)。
9.一种锂金属电池，其特征在于，所述锂金属电池包括正极、负极和电解液，所述电解液包括根据权利要求1-8中任一项所述的非水电解液。
10.根据权利要求9所述的锂金属电池，其特征在于，所述负极的材料包括锂金属。
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