本申请属于锂离子电池安全，更具体地，涉及一种具备快离子输运能力的非可燃磷酸酯基电解液及应用。
背景技术：
1、锂离子电池广泛应用于3c电子产品、电动汽车和储能等领域，然而近年来锂离子电池事故频发，造成了严重的经济损失和不良的社会影响。研究表明，电池内高度易燃和易挥发的碳酸酯电解液是导致电池起火爆炸的根源，因此发展不可燃电解液进而降低电池的燃爆风险能够为锂离子电池应用保驾护航。
2、不可燃电解液的开发主要是借助阻燃溶剂来实现，现阶段被开发的阻燃溶剂主要包括两类：一类是疏锂型阻燃溶剂，即不与锂离子作用或者弱相互作用的溶剂，如专利文献cn116344935a提供了一种包含磷腈磷酸酯电解液添加剂的电解液，这类溶剂成本高，商业化大批量使用难，且溶剂自身的溶解度差，需要添加大量的有机助溶剂提升其溶解度；一类是磷酸酯类亲锂型阻燃溶剂，这类溶剂具有低成本优势、可规模化应用，但其与锂离子作用较强，导致此类溶剂进入锂的第一溶剂化壳层中发生分解，且上述溶剂自身的分解产物屏蔽电子能力差，无法阻止后续溶剂的分解，此类电解液与石墨负极不兼容，导致石墨电极失效。
3、专利文献cn108539274a、cn109216763a和cn114171794a通过增加盐浓度设计的高浓度和局部高浓度磷酸酯电解液成功解决了磷酸酯导致的石墨失效难题，但这类高锂盐浓度(＞2mol/l)电解液成本高，且离子电导率低(＜2ms/cm)，难以商业化。专利文献cn116706242a通过与碳酸酯复配提高了磷酸酯基电解液的离子电导率，室温下可以达到商业电解液的水平(离子导电率＞9ms/cm)，然而该电解液的锂离子迁移数低(＜0.3)、石墨负极的倍率性能差，仍难以满足商业化电极的使用需求。
4、因此，基于当前挑战，发展高离子电导率和高锂离子迁移数的非可燃磷酸酯基电解液是推动低成本磷酸酯阻燃溶剂应用的关键，也是提升电池安全性的重要支撑。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本申请的目的在于提供了一种具备快离子输运能力的非可燃磷酸酯基电解液及应用，以解决现有的电解液不能兼顾高离子电导率和高锂离子迁移数，将其组装得到的电池的石墨负极的倍率性能差，难以满足商业化电极的使用需求等技术问题。
2、为实现上述目的，本申请提供了一种具备快离子输运能力的非可燃磷酸酯基电解液，包括锂盐、有机不燃磷酸酯溶剂、第一有机碳酸酯、第二有机碳酸酯、第一有机添加剂和第二有机添加剂；
3、其中，上述第一有机碳酸酯用于解离上述锂盐，上述第二有机碳酸酯用于降低上述非可燃磷酸酯基电解液的粘度，上述第一有机添加剂用于参与形成上述非可燃磷酸酯基电解液的离子传输通道，上述第二有机添加剂用于提高上述非可燃磷酸酯基电解液的成膜性；
4、上述非可燃磷酸酯基电解液的离子电导率大于9ms/cm，锂离子迁移数大于0.5。
5、优选地，上述非可燃磷酸酯基电解液中锂盐的浓度为0.8～1.5mol/l；和/或，
6、上述非可燃磷酸酯基电解液中，上述锂盐、有机不燃磷酸酯溶剂、第一有机碳酸酯、第二有机碳酸酯、第一有机添加剂和第二有机添加剂的摩尔比为1:(2～2.5):(0.5～3):(1～4):(1～3):(0.1～3)。
7、优选地，上述锂盐选自六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。
8、优选地，上述有机不燃磷酸酯溶剂的结构通式为
9、
10、其中，r1和r2各自独立地为碳数为1～10的烷基和含碳数为1～10的卤代烷基中的一种，r3为碳数为1～10的烷基或碳数为1～10的烷氧基。
11、进一步优选地，上述有机不燃磷酸酯溶剂选自磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、甲基膦酸二甲酯和磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯中的一种或多种。
12、优选地，上述第一有机碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。
13、优选地，上述第二有机碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、甲基三氟乙基碳酸酯和二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯中的一种或多种。
14、优选地，上述第一有机添加剂选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、环戊基甲醚、四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃中的一种或多种。
15、优选地，上述第二有机添加剂选自碳酸亚乙酯、硫酸乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂和二氟二氧磷锂中的一种或多种。
16、本申请还提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和电解液，其中，电解液为上述非可燃磷酸酯基电解液。
17、优选地，上述负极为石墨。
18、总体而言，通过本申请所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
19、(1)本申请提供的非可燃磷酸酯基电解液以低成本的第一有机碳酸酯为核心主干溶剂，通过将第一有机添加剂与锂盐、有机不燃磷酸酯阻燃溶剂、第一有机碳酸酯、第二有机碳酸酯和第二有机添加剂进行复配并将各组分之间的摩尔比控制在合适范围内，进而调控电解液中的离子传输通道，制得的电解液兼顾高离子电导率和高锂离子迁移数，使得锂离子实现快速输运。
20、(2)本申请提供的非可燃磷酸酯基电解液利用第一有机碳酸酯溶解解离锂盐并将其浓度控制在合适的范围内，保证电解液的高离子电导率，同时电解液中的第一有机添加剂能够削弱第一有机碳酸酯与锂离子之间的相互作用，并起到连接各个溶剂化结构的作用，从而形成离子传输通道，实现锂离子快速输运。此外，上述第一有机碳酸酯和第一有机添加剂协同有机不燃磷酸酯阻燃溶剂、第二有机碳酸酯、第二有机添加剂，实现电解液的非可燃特性，同时调控非可燃磷酸酯基电解液的粘度，提高成膜性，使得非可燃磷酸酯基电解液与石墨负极相兼容。通过各组分间的协同作用，实现非可燃磷酸酯基电解液在常规锂盐浓度下，能够兼顾高离子电导率和高锂离子迁移数，具有优异的快离子运输能力、浸润性好且不可燃。
21、(3)本申请提供的非可燃磷酸酯基电解液的离子电导率大于9ms/cm，锂离子迁移数大于0.5。将上述非可燃磷酸酯基电解液组装得到的电池，在常规电解液浓度下(～1mol/l左右)能够实现磷酸酯基非可燃电解液与石墨负极的兼容性，且高离子电导率和高锂离子迁移数使得电池石墨负极实现快速充放电，首次将石墨负极的倍率性能提升到商业化碳酸酯电解液水平，设计打破了非可燃基磷酸酯电解液的锂离子迁移数低的设计瓶颈，具有优异的实用化前景。
1.一种具备快离子输运能力的非可燃磷酸酯基电解液，，其特征在于，包括锂盐、有机不燃磷酸酯溶剂、第一有机碳酸酯、第二有机碳酸酯、第一有机添加剂和第二有机添加剂；
2.根据权利要求1所述的非可燃磷酸酯基电解液，其特征在于，所述非可燃磷酸酯基电解液中锂盐的浓度为0.8mol/l～1.5mol/l；和/或，
3.根据权利要求1或2所述的非可燃磷酸酯基电解液，，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的非可燃磷酸酯基电解液，其特征在于，所述有机不燃磷酸酯溶剂的结构通式为
5.根据权利要求1所述的非可燃磷酸酯基电解液，其特征在于，所述第一有机碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的非可燃磷酸酯基电解液，其特征在于，所述第二有机碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、甲基三氟乙基碳酸酯和二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的非可燃磷酸酯基电解液，其特征在于，所述第一有机添加剂选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、环戊基甲醚、四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的非可燃磷酸酯基电解液，其特征在于，所述第二有机添加剂选自碳酸亚乙酯、硫酸乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂和二氟二氧磷锂中的一种或多种。
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极和电解液，所述电解液为权利要求1至8任一项所述的非可燃磷酸酯基电解液。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极为石墨。
