本申请涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池，其中所述电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括添加剂A和氟代碳酸乙烯酯，其中，添加剂A为三乙烯基异三聚氰酸酯和/或三烯丙基异三聚氰酸酯。由于本申请提供的电解液能够持续高效修复在循环过程中位于硅基负极的表面不断破损的SEI膜，有效抑制硅基负极与电解液之间副反应的发生，提高了锂离子电池，尤其是提高了硅基负极锂离子电池的循环性能。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂离子电池领域，特别的，涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离 子电池及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、宽工作温度范围以及绿色环保等优异 的特点，已使其成为目前移动电子设备的主要能源。但是，近几年来移动电子设备，例如智 能手机，尤其是更轻、更薄的手机的飞速发展，也对锂离子电池的能量密度提出了更高的需 求。 为了提高锂离子电池的能量密度，目前常用的两种方法分别是提高正极材料的工 作电压和使用具有更尚放电容量的负极材料。其中，娃基负极材料因为其具有远尚于石墨 负极材料的理论比容量使得其成为提高锂离子电池能量密度的一个重要发展方向。然而与 石墨负极相比，硅基负极在循环过程中存在巨大的体积效应，使得硅基负极表面的固态电 解质界面（简称SEI)膜在电池循环过程中发生破裂，导致电解液发生还原分解，生成大量 的副产物，从而恶化循环性能。同时，由于副反应的反生，在锂离子电池充放电过程中，会产 生大量的还原性气体，破坏电池内部的物理接触，急剧恶化循环性能，并且当电池内部的还 原性气体积累到一定程度可能会使电池爆炸，还会带来安全隐患。 有鉴于此，确有必要提供一种电解液，尤其是适合硅基负极的锂离子电池的电解 液，该电解液可改善锂离子电池的循环性能。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请人进行了锐意研究，结果发现：将包含有添加剂A和氟 代碳酸乙烯酯的电解液，其中添加剂A为三乙烯基异三聚氰酸酯和/或三烯丙基异三聚氰 酸酯，应用到锂离子电池中后，能够提高锂离子电池，尤其是提高硅基负极锂离子电池的循 环性能，从而完成本申请。 本申请的目的在于提供一种电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包 括添加剂A和氟代碳酸乙烯酯，其中，添加剂A为三乙烯基异三聚氰酸酯和/或三烯丙基异 三聚氰酸酯。 本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池，包括含有正极活性材料的正极片、 含有负极活性材料的负极片、锂电池隔膜和本申请所提供的电解液。 本申请提供的电解液能够持续高效修复位于负极表面的不断破损的SEI膜，尤其 是持续高效修复在循环过程中位于硅基负极的表面的不断破损的SEI膜，有效抑制负极与 电解液之间副反应的发生，提高了锂离子电池，尤其是提高了硅基负极锂离子电池的循环 性能。【具体实施方式】 下面通过对本申请进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更 为清楚、明确。 本申请的目的在于提供一种电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包 括添加剂A和氟代碳酸乙烯酯，其中，添加剂A为三乙烯基异三聚氰酸酯和/或三烯丙基异 三聚氰酸酯。 在上述电解液中，所述三乙烯基异三聚氰酸酯如下式（I)所示。 在上述电解液中，所述三烯丙基异三聚氰酸酯如下式（II)所示。 在上述电解液中，所述氟代碳酸乙烯酯如下式（III)所示。 在上述电解液中，优选地，所述氟代碳酸乙烯酯的含量为电解液的总重量的 10%~40%，进一步优选地，所述氟代碳酸乙烯酯的含量为电解液的总重量的20~40%。 当电解液中的氟代碳酸乙烯酯的含量过低时，会导致负极的活性界面，特别是硅基负极的 活性界面无法得到有效保护而发生大量的副反应导致电池循环性能急剧恶化，因此并不能 有效的提高锂离子电池的循环性能，尤其是不能有效提高硅基负极锂离子电池的循环性 能；当电解液中的氟代碳酸乙烯酯的含量过高时，尤其是在高温条件下，使得电解液与正极 材料发生副反应，对正极活性材料造成破坏，也会造成电池的循环性能的恶化。 在上述电解液中，优选地，所述添加剂A的含量为电解液的总重量的0. 05%~ 3%，进一步优选地，所述添加剂A的含量为电解液的总重的0. 1%~2%，其中，"所述添加 剂A的含量为电解液的总重量的0. 05%~3% "应当理解为"当添加剂A为三乙烯基异三 聚氰酸酯时，所述三乙烯基异三聚氰酸酯的含量为电解液的总重量的〇. 05%~3%，当添 加剂A为三烯丙基异三聚氰酸酯时，所述三烯丙基异三聚氰酸酯的含量为电解液的总重量 的0. 05%~3%，当添加剂A为三乙烯基异三聚氰酸酯和三烯丙基异三聚氰酸酯的混合物 时，所述三乙烯基异三聚氰酸酯和所述三烯丙基异三聚氰酸酯的总含量为电解液的总重量 的 0· 05%~3%〇" 经研究发现，若电解液中的所述添加剂A的含量过低时，电解液无法形成致密的 SEI膜，对循环性能的改善作用并不明显；若电解液中的所述添加剂A的含量过高时，则会 因为显著增加负极表面的界面阻抗，尤其是硅基负极表面的界面阻抗，同样的，也会恶化电 池的循环性能。 在上述电解液中，由于电解液中同时包括氟代碳酸乙烯酯和添加剂A，由于上述二 者的协同作用，电解液可以在电池的负极的表面，尤其是在电池的硅基负极的表面形成致 密均匀的SEI膜，且形成的SEI膜的柔韧性好以及成膜效率高，同时在电池充放电过程中， 锂离子可以顺畅的穿过SEI膜，有效减小电池的极化，此外形成的SEI膜的界面阻抗较小； 另外，包含上述二者的电解液可以消耗电解液中微量的氢氟酸（HF)，避免了 HF与硅基负极 表面SEI膜的反应，有效减少副反应的发生，并且该电解液可以持续高效修复硅基负极的 表面不断破损的SEI膜，从而有效抑制硅基负极与电解液之间副反应的发生；由此可以得 知，本申请的电解液可以提高锂离子电池的循环性能，尤其是提高硅基负极锂离子电池循 环性能。 在本申请中，所述"硅基负极"应当理解为锂离子电池的负极中包含有硅基材料， 其中所提到的硅基材料的种类很多，例如硅材料、硅的氧化物、硅碳复合材料以及硅合金材 料等均可作为硅基材料。 在上述电解液中，所述有机溶剂中可以包括碳酸乙烯酯，也可以不包括碳酸乙烯 酯，其中，所述碳酸乙烯酯如下式（IV)所示。 当包括碳酸乙烯酯时，所述碳酸乙烯酯的含量优选为有机溶剂的总重量的0~ 10%，其中，在所述0~10%的数值范围中不包括0,所述碳酸乙烯酯的含量优选为有机溶 剂的总重量的优选为1.5~5%。优选地，所述有机溶剂中不含有碳酸乙烯酯。当电解液中 的有机溶剂中不包含所述碳酸乙烯酯时，能够进一步减小SEI膜的界面阻抗，提高锂离子 电池，尤其是硅基负极锂离子电池的循环性能。 现有常规的电解液所选用的有机溶剂中一般含有碳酸乙烯酯，可以提高电解液的 电导率。 在上述电解液中，优选地，所述有机溶剂中还包括碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸 甲乙酯中的至少一种。进一步优选地，所述有机溶剂为碳酸丙烯酯和/或碳酸二乙酯。 在上述电解液中，可根据实际需求选择所需锂盐，例如有机锂盐、无机锂盐中均 可。 优选地，所述锂盐中含有氟元素、硼元素、磷元素中的至少一种。优选地，所述锂 盐选自六氟磷酸锂LiPF6、四氟硼酸锂LiBF4、双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiN(CF 3S02)2(简写为 LiTFSI)、双草酸硼酸锂LiB(C204)2 (简写为LiBOB)以及二氟草酸硼酸锂LiBF2(C204)(简写 为LiDFOB)中的至少一种。优选地，所述有机电解液中锂盐的浓度为0.9mol/L~1.2mol/ L〇 本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池，包括含有正极活性材料的正极片、 含有负极活性材料的负极片、锂电池隔膜和本申请所提供的电解液。 在上述锂离子电池中，优选地本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电解液，其特征在于，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括添加剂A和氟代碳酸乙烯酯，其中，添加剂A为三乙烯基异三聚氰酸酯和/或三烯丙基异三聚氰酸酯。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张明，付成华，许寒雪，黄起森，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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