本发明专利技术公开了一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，按在锂离子电池电解液中的质量百分含量，所述添加剂组成为：芳基含硫酯类化合物0.1‑5％，硼锂盐0.2‑5％。本发明专利技术还公开了包括正极、负极、隔膜和该锂离子电池电解液的锂离子电池。本发明专利技术有效解决了锂离子二次电池的循环寿命和安全性较差，以及高电压下的容量衰减问题。
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池
本专利技术涉及电池
，具体涉及一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。
技术介绍
面对日益突出的能源危机和环境污染,锂离子电池作为一种新型高能绿色储能装置广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和规模化储能等重要产业领域,其当前发展的主要目标是提高能量密度及降低成本。正极材料是锂离子电池重要的组成部分,其成本约占电池成本的30％～40％,且目前整个电池的比能量主要受限于正极材料的比容量,因此急需开发高比能量、低成本、长寿命且安全的新型正极材料。高镍三元材料是一种极具发展前景的材料,与传统的LiCO2相比具有成本低、高容量、低毒性等优点。NCA正极材料(LiNi0.80Co0.15Al0.05O2)是研究颇为广泛的一种高镍三元材料，由于其高容量(～200mAh·g-1)和相对较好的热稳定性而备受关注,然而这类高镍材料的首次库仑效率较低,材料的循环性能有待改进以及材料的热稳定性有待进一步提高。再者，高镍材料制备过程中对环境和工艺要求很高，电池体系中的微量水分难以去除，降低了电池的循环寿命，尤其是搭配容易发生体积膨胀的硅碳负极后，高低温性能和循环寿命很难兼顾。随着纯电动汽车(EVs)及混合电动汽车(HEVs)的快速发展,人们对LIBs的能量密度、循环寿命以及安全性要求不断提高.然而,在传统电解液体系中,三元正极材料在高电压、高温下会发生剧烈的结构变化和界面副反应，给实际应用带来巨大挑战,尤其是高镍三元材料的循环寿命和安全性。其中，开发适配的电解液添加剂是提高锂离子电池电化学性能最经济有效的方法之一。如中国专利公开号CN109888386A公开了一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。该专利技术所述锂离子电池电解液包含锂盐、有机溶剂和添加剂，其中，添加剂中包含含硫化合物M和N作为添加剂。所述化合物M为链状含硫酯类结构。所述添加剂M在正负极界面均能参与钝化膜的形成，提升高温性能并抑制电池产气，添加剂N对提升电池循环性能和调节阻抗有较好的效果，通过化合物M和N的联合使用可以优化电池体系的循环性能和储存性能，并且使电池体系具有较低的阻抗，达到电池高低温性能兼顾的综合效果。不足之处是含硫化物N化学性质不稳定，对存储和使用环境要求很高，且酸度和色度表现差。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。本专利技术有效解决了锂离子二次电池的循环寿命和安全性较差，以及高电压下的容量衰减问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，按在锂离子电池电解液中的质量百分含量，所述添加剂组成为：芳基含硫酯类化合物0.1-5％含硼锂盐0.5-5％作为本专利技术的优选实施方式，所述芳基含硫酯类化合物结构式如下所示：其中R1，R2分别独立地选自氢原子、氧原子、氟原子、1-4个碳的烷基、烯基、炔基、腈基、氟代烷基、氧烷基，且R1，R2中至少有一个芳基。所述芳基含硫酯类化合物更优选以下结构式所示化合物中的至少一种：作为本专利技术的优选实施方式，所述含硼锂盐添加剂选自LiBOB(双草酸硼酸锂)、LiDFOB(二氟草酸硼酸锂)、LiBF4(四氟硼酸锂)、LiBF2(CF3)2、LiBF2(C2F5)2中的一种或多种。作为本专利技术的优选实施方式，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、三草酸磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂、四氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂中的一种或多种。作为本专利技术的优选实施方式，所述电解质锂盐在锂离子电池电解液中的质量百分含量为8-20％。作为本专利技术的优选实施方式，所述有机溶剂溶剂选自环状碳酸脂、链状碳酸酯、羧酸酯、氟代溶剂中的一种或多种的混合物。所述环状碳酸脂优选为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)中的一种或几种；所述链状碳酸脂优选为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)中的一种或几种；所述羧酸酯优选为甲酸乙酯(MA)、甲酸丙酯(MP)、乙酸甲酯(MP)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸乙酯(PE)、丙酸丙酯(PP)、正丁酸乙酯(EB)中的一种或几种；所述氟代溶剂优选为氟代碳酸乙烯酯(FEC)、二氟代碳酸乙烯酯(DFEC)、氟代碳酸二甲酯(FDMC)、氟代碳酸甲乙酯(FEMC)氟代碳酸丙烯酯(FPC)、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(D2)、氟代甲酸乙酯(FMA)、氟代乙酸乙酯(FEA)氟代甲酸丙酯(FMP)中的一种或几种。所述有机溶剂更优选为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)的混合物。本专利技术还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极、负极、隔膜和所述的锂离子电池电解液。本专利技术的锂离子电池的正极极片包括正极集流体和正极集流体表面的正极膜片，所述正极膜片包括正极活性物质、导电剂和粘结剂；优选地，所述正极活性物质为LiNi1-x-y-zCoxMnyAlzO2、镍锰酸锂、钴酸锂、富锂锰基固溶体或锰酸锂，其中：0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1且0≤x+y+z≤1；更优选地，所述正极材料为高镍材料。本专利技术的锂离子电池的负极活性物质可选自人造石墨、包覆型天然石墨、硅碳负极、硅负极；优选地，所述电池的形态为圆柱、铝壳、塑壳或软包壳体。优选地，本专利技术的锂离子电池的上限截止电压为4.2-5V。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术的电解液中，芳基含硫酯类添加剂在较低电位下已氧化分解，在正极表面形成钝化膜，此钝化膜均一致密，可抑制正极高镍材料金属离子的溶出，进而减弱金属离子对溶剂的催化氧化，同时抑制析氧反应，抑制产气，提高电池的安全性能；2、本专利技术的电解液中，含硼锂盐添加剂的LUMO能量低，在首次充放电过程中可优先于有机溶剂组分在负极表面发生还原反应参与有保护作用的SEI膜形成，抑制有机溶剂的继续分解，稳定石墨负极/电解液表面，提高循环可逆容量；3、本专利技术的电解液中，通过第一类芳基含硫酯类添加剂和第二类含硼锂盐联合作用，综合调节正负极表面SEI膜的成分，形成的CEI膜导锂性能良好，膜阻抗随循环的影响变化不大，保证循环稳定性和电池体系长循环的使用需求。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，应当理解，以下描述仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例和对比例中的芳基含硫类化合物结构式表征如下：化合物1结构式如下：化合物2结构式如下：化合物3结构式如下：化合物4结构式如下：化合物5结构式如下：化合物6结构式如下：化合物7结构式如下：化合物8结构式如下：...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，其特征在于，按在锂离子电池电解液中的质量百分含量，所述添加剂组成为：/n芳基含硫酯类化合物 0.1-5％/n含硼锂盐 0.2-5％/n
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，其特征在于，按在锂离子电池电解液中的质量百分含量，所述添加剂组成为：
芳基含硫酯类化合物0.1-5％
含硼锂盐0.2-5％
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述芳基含硫酯类化合物结构式如下所示：
其中R1，R2分别独立地选自氢原子、氧原子、氟原子、1-4个碳的烷基、烯基、炔基、腈基、氟代烷基、氧烷基，且R1，R2中至少有一个芳基。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述芳基含硫酯类化合物选自以下结构式所示化合物中的至少一种：
4.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述含硼锂盐添加剂选自LiBOB、LiDFOB、LiBF4、LiBF2(CF3)2、LiBF2(C2F5)2中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、三草酸磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂、四氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂中的一种或多种。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建斌，杨艳茹，黄慧聪，朱学全，郭力，
申请(专利权)人：东莞市杉杉电池材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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