【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解液，特别是涉及一种锂离子电解液及锂离子电池。
技术介绍
1、因为钴酸锂正极材料的高电压稳定性较好，从而可以提高钴酸锂离子电池的循环性能，所以目前钴酸锂正极材料仍是商业数码电子产品电池正极材料的主要选择。但是随着电子设备对高能量密度的需求不断提升，对钴酸锂离子电池的电压提出了更高的要求。然而，由于电压的提高(>4.45v)，一方面会造成钴酸锂正极材料出现不稳定的现象，从而造成钴酸锂正极材料发生不可逆相变现象，严重时甚至会导致钴离子出现溶出的现象，从而降低钴酸锂离子电池的容量保持率；另一方面由于电压的提高也会增大电解液与钴酸锂正极材料的副反应以造成钴酸锂离子电池的阻抗增大，从而弱化了钴酸锂离子电池的性能，严重时甚至生成气体以导致钴酸锂离子电池出现胀气的现象，进而提高了钴酸锂离子电池使用过程的安全隐患，尤其是在高温循环过程中，上述的问题会恶化的更为明显，从而使得高温高电压环境下锂离子电池的循环存在着容量保持率衰减过快的问题。
2、目前，可以通过优化电解液来改善上述的技术问题。电解液改善的主流的技术路线是通过改善电解液的添加剂的使用量或种类，以确保电解液能够在正极与负极之间形成稳定的电解液界面膜，从而使得电解液界面膜能阻止电解液与钴酸锂正极材料的直接接触，进而有效地减少电解液与钴酸锂正极材料的副反应及钴离子的溶出。
3、电解液的添加剂包括腈类添加剂和碳酸酯类添加剂等。其中，腈类添加剂被作为一种高效的正极保护添加剂而广泛使用。然而，在实际的应用中，由于腈类添加剂具有较高的还原势，从而导致腈类
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种可以调节电解液溶剂化结构、且减少腈类添加剂在负极的副反应，以及成膜减少活性锂的消耗量以改善高温高电压环境下锂离子电池的容量衰减过快的现象的锂离子电解液及锂离子电池。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、一种锂离子电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括腈类添加剂，所述添加剂还包括氟代线性酸酐a添加剂，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基亚胺锂和六氟磷酸锂中的至少两种。
4、在其中一个实施例中，所述氟代线性酸酐a添加剂为氟代线性对称酸酐a添加剂。
5、在其中一个实施例中，所述氟代线性酸酐a添加剂具有如下式(i)所示结构：
6、
7、其中，所述式(i)中r1、r2各独立选自碳原子1～2单氟代或多氟代烷基。
8、在其中一个实施例中，所述氟代线性酸酐a添加剂的使用量占所述电解液的总质量的0.5％～3％。
9、在其中一个实施例中，所述腈类添加剂为己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三甲腈、反式己烯二腈、反丁烯二腈、1,2-二(氰乙氧基)乙烷和1,2,3-三(氰乙氧基)丙烷的一种或多种。
10、在其中一个实施例中，所述腈类添加剂的使用量占所述电解液的总质量的1％～6％。
11、在其中一个实施例中，所述电解液还包括氟代碳酸乙烯酯，其中，所述氟代碳酸乙烯酯的使用量占所述电解液总质量的5％～10％。
12、在其中一个实施例中，所述锂盐使用量占所述电解液总质量的10％～20％。
13、在其中一个实施例中，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃、二甲基亚砜、二氟乙酸乙酯和二氯乙酸乙酯中的至少两种。
14、一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜以及上述任一实施例所述的锂离子电解液。
15、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
16、1、上述的锂离子电解液，由于本专利技术的氟代线性酸酐a添加剂可以调节锂离子溶剂化结构，相比传统单纯的腈类添加剂来说，氟代线性酸酐a添加剂与锂离子有更强的配位能力，可以占据更多配位数，从而能减少腈类添加剂和溶剂参与锂离子溶剂化结构的概率，进而有效减少腈类添加剂与溶剂在化成阶段随锂离子迁移至负极被还原消耗的量，进而保证有更多的腈类添加剂与正极材料的反应位点结合以减少电解液在正极的副反应；进一步地，在化成阶段时，氟代线性酸酐a添加剂被还原形成低阻抗且稳定的sei膜，不仅可以保护负极，还可以进一步减少电解液中溶剂在后续循环的消耗量，从而提升锂离子电池循环寿命，进而改善了高温高电压环境下锂离子电池循环时容量保持率衰减过快的现象。
17、2、上述的锂离子电解液，加入的双磺酰亚胺锂((lifsi)或双三氟甲基亚胺锂(litfsi)或六氟磷酸锂(lipf6)可以调节锂离子溶剂化结构，且fsi-与锂离子成键时占据更多配位数，从而可以减少溶剂分子和腈类添加剂参与溶剂化的概率，并且在负极优先成膜进而减少溶剂分子和腈类添加剂在化成阶段容易被负极消耗量，以确保有更多的腈类添加剂与正极材料的反应位点结合以减少电解液在正极的副反应，从而降低了正极材料的过渡金属(如钴)的溶出，进而提高了锂离子电池的高温循环性能；进一步地，由于lifsi、litfsi均具有高电导率，可以提升电解液的倍率性能，且有助于在负极形成低阻抗高电导率的sei成分，从而减少了负极的阻抗，进而减少锂离子电池极化的现象，更好地改善了高温高电压环境下锂离子电池循环时的容量保持率衰减过快的现象。
18、3、上述的锂离子电解液，本专利技术的主溶剂碳酸二乙酯(dec)具有低粘度，低熔点，高沸点的优异物理性质，有助于锂离子电池在温差较大的条件下都具有良好电化学性能，且确保锂盐阴离子(pf6-、fsi-，tfsi-)在该溶剂环境下参与溶剂化结构的能量最低，更容易随锂离子迁移至负极以形成稳定的sei膜，从而可以快速地在负极上形成稳定的sei膜，进而减少后续循环电解液在负极的消耗，更好地提升锂离子电芯的循环性能，进而更好地提高了锂离子电池高温高电压的循环性能，尤其适用于钴酸锂离子电池的高温高压条件下的循环应用。
19、4、上述的锂离子电解液，本专利技术中的氟代碳酸乙烯酯(fec)有助于在负极形成稳定且低阻抗的sei膜，从而有效减少腈类添加剂的消耗，进而提高了锂离子电池高温高电压的循环性能。
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1.一种锂离子电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括腈类添加剂，其特征在于，所述添加剂还包括氟代线性酸酐A添加剂，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基亚胺锂和六氟磷酸锂中的至少两种。
2.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述氟代线性酸酐A添加剂为氟代线性对称酸酐A添加剂。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电解液，其特征在于，所述氟代线性酸酐A添加剂具有如下式(I)所示结构：
4.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述氟代线性酸酐A添加剂的使用量占所述电解液的总质量的0.5％～3％。
5.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述腈类添加剂为己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三甲腈、反式己烯二腈、反丁烯二腈、1,2-二(氰乙氧基)乙烷和1,2,3-三(氰乙氧基)丙烷的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述腈类添加剂的使用量占所述电解液的总质量的1％～6％。
7.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述电解液还包括氟代碳酸乙烯
8.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述锂盐使用量占所述电解液总质量的10％～20％。
9.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃、二甲基亚砜、二氟乙酸乙酯和二氯乙酸乙酯中的至少两种。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片、隔膜以及如权利要求1～9中任意一项所述的锂离子电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括腈类添加剂，其特征在于，所述添加剂还包括氟代线性酸酐a添加剂，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基亚胺锂和六氟磷酸锂中的至少两种。
2.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述氟代线性酸酐a添加剂为氟代线性对称酸酐a添加剂。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电解液，其特征在于，所述氟代线性酸酐a添加剂具有如下式(i)所示结构：
4.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述氟代线性酸酐a添加剂的使用量占所述电解液的总质量的0.5％～3％。
5.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述腈类添加剂为己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三甲腈、反式己烯二腈、反丁烯二腈、1,2-二(氰乙氧基)乙烷和1,2,3-三(氰乙氧基)丙...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖阳，段凯嘉，李枫，张昌明，胡大林，廖兴群，
申请(专利权)人：广东省豪鹏新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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