【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，尤其涉及一种锂离子电池及用电装置。
技术介绍
1、锂离子电池具有高电压、高安全性、循环寿命长的特点，在人们的生活中具有重要的作用。锂离子电池也在朝着高能量密度方向发展，对正负极活性材料的克容量要求越来越高。提升正极材料的克容量，主要可通过提高电压来实现，目前licoo2正极活性材料的电压已经普遍提升至4.48v，4.53v及4.55v材料也已经在开发中。高电压带来高克容量的同时，也会带来正极材料及电解液稳定性降低、循环寿命恶化的问题。石墨作为目前主流的负极活性材料，其克容量已提高至360~365mah/g，基本已接近理论克容量（372mah/g），很难再有提升，因此目前最行之有效的方法便是开发新的负极活性材料。现阶段处于开发阶段的负极活性材料主要有锡基材料、硅基材料、钛酸锂lto等，其中最具有应用前景的便是硅基负极材料。硅基负极材料具有4200mah/g的理论克容量，远高于石墨材料，且原料来源丰富，大规模量产后成本可降至极低的水平，各大锂电池厂商均在开发硅基负极电池，或未来有开发计划。但目前硅基负极也具有一些显著的缺点，如充放电过程中巨大的体积变化（150~300%），首效低等，且电解液中的hf也会对硅颗粒造成腐蚀。传统电解液稳定性较差，已不适用于新的正负极体系。
2、申请号202310606579.5一种电解液和锂离子电池，公开了一种电解液，其中添加剂x中含有羟基和腈基，在高电压工作条件下，羟基会发生氧化脱氢反应产生氢自由基，氢自由基会捕捉结合相变过程中产生的氧自由基；添加剂x具有较好的耐
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的不足之处，提供了一种锂离子电池，解决上述技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种锂离子电池，其包括正极、负极以及电解液，所述负极的负极活性物质包括硅负极材料，所述硅负极材料的含量为所述负极活性物质总重量的10～30wt%；所述电解液包括锂盐、有机溶剂和第一添加剂，所述第一添加剂包括具有式i结构的添加剂a和具有式ii结构的添加剂b；
4、
5、(i)
6、
7、(ii)
8、其中，r1～r6均各自独立地选自取代或未取代的c1～c10的碳原子、亚烷基或次烷基；所述添加剂a的含量占电解液总量的0.05～5wt%，添加剂b的含量占电解液总量的0.03～8wt%。
9、优选地，有机溶剂包括碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)和丙酸丙酯(pp)中的至少一种。
10、优选地，所述添加剂a的含量占电解液总量的0.1～3wt%，添加剂b的含量占电解液总量的0.1～5wt%。
11、优选地，添加剂a如式(ⅲ)所示的结构：
12、
13、(ⅲ)
14、优选地，添加剂b如式(ⅳ)和式（ⅴ）所示的结构中至少一种：
15、
16、(ⅴ)
17、优选地，锂盐选自六氟磷酸锂（lipf6）、二氟磷酸锂（lidfp）、二氟双草酸磷酸锂（liodfp）、四氟草酸磷酸锂（liotfp）、双草酸硼酸锂（libob）、二氟草酸硼酸锂（liodfb）、四氟硼酸锂（libf4）、双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐（litfsi）和双氟磺酰亚胺锂（lifsi）中的一种或几种。
18、优选地，锂盐类化合物含量占电解液总质量的0.1～25wt%。
19、优选地，还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括1,3,6-己烷三腈（htcn）、己二腈（adn）、1,3-丙磺酸内酯（ps）、硫酸乙烯酯（dtd）、氟代碳酸乙烯酯（fec）、三（三甲基硅烷）硼酸酯（tmsb）、三（三甲基硅烷）磷酸酯（tmsp）中的一种或几种。
20、优选地，所述第二添加剂的质量占电解液总质量的0.1～20wt%。
21、本专利技术还有一个目的在于提供了利用以上锂离子电池制成的用电装置。
22、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
23、通过电解液中引入四醚腈类添加剂，与二异氰酸酯添加剂进行组合，在确保提高正负极表面稳定性的前提下，利用四醚腈类化合物具有的醚键结构，在放电时传递li+，达到提高倍率放电及低温放电的性能。正极在电压高于4.45v后，通常会出现过渡金属离子溶出的现象，随着电压的升高，过渡金属离子溶出的情况会加剧。理论上电解液所用的非质子溶剂在高于6v以上的电压才会发生氧化，但在溶剂纯度较低以及过渡金属离子的催化作用影响下，电解液溶剂一般在电压高于4.45v时就会发生氧化，电压越高，电解液溶剂氧化越严重。而腈类化合物的氧化电位高达6.7v，加入腈类化合物作为电解液添加剂，可有效减少高电压下电解液的氧化，有效改善电池在高电压下的循环性能。且腈类化合物具有的氰基（-cn）可有效与co离子进行络合，有效减少其对电解液造成的负反应。而四醚腈化合物可利用其自身结构中含有的醚键传输li+，放电性能明显优于脂肪腈类。而异氰酸酯类可在正负极表面高效成膜，其形成的聚合物sei可有效保护正负极活性材料，在循环过程中保持高稳定性，减少因体积变化及li+脱嵌造成的sei破裂。同时异氰酸酯具有的-nco基团可与电解液中的h2o及hf反应，减少两者造成的锂盐分解及正极过渡金属离子溶出，同时可抑制hf对负极硅材料的腐蚀，延长电池的循环寿命。在高温环境及长时间循环条件下，电解液的h2o会与lipf6反应导致后者分解，产生hf及pf5，而pf作为lewis酸，又会催化lipf6继续分解，形成链式反应，恶化循环性能，增加阻抗，具体反应如下所示：
24、
25、因此，通过加入异氰酸酯可阻断此链式反应，阻止的lipf6水解，可有效延长锂离子电池的循环寿命。
26、适用于本方案的掺硅量为10-30 wt%，即只有当硅负极材料的含量为负极活性物质总重量的10～30wt%时，添加剂a与添加剂b才可发挥作用，共同改善硅负极体系的循环性能及其他关键性能。当掺硅量低于10 wt%时，负极体系与普通石墨体系相比无明显差异，该添加剂组合对体系的改善作用较小。而当掺硅量高于30 wt%时，硅负极充放电过程中的体积变化过大，sei稳定性严重恶化，该添加剂组合同样无法提高sei的稳定性。
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1.一种锂离子电池，其包括正极、负极以及电解液，其特征在于，所述负极的负极活性物质包括硅负极材料，所述硅负极材料的含量为所述负极活性物质总重量的10～30wt%；
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)和丙酸丙酯(PP)中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂A的含量占电解液总量的0.1～3wt%，所述添加剂B的含量占电解液总量的0.1～5wt%。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂A如式(Ⅲ)所示的结构：
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂B如式(Ⅳ)和式（Ⅴ）所示的结构中的至少一种：
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂（LiPF6）、二氟磷酸锂（LiDFP）、二氟双草酸磷酸锂（LiODFP）、四氟草酸磷酸锂（LiOTFP）、双草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟草酸硼酸锂（LiODFB）、四氟硼酸锂（LiBF4）、双三氟甲
7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐的含量占电解液总量的0.1～25.0wt%。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括1,3,6-己烷三腈（HTCN）、己二腈（ADN）、1,3-丙磺酸内酯（PS）、硫酸乙烯酯（DTD）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、三（三甲基硅烷）硼酸酯（TMSB）、三（三甲基硅烷）磷酸酯（TMSP）中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述第二添加剂的质量占电解液总质量的0.1～20wt%。
10.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其包括正极、负极以及电解液，其特征在于，所述负极的负极活性物质包括硅负极材料，所述硅负极材料的含量为所述负极活性物质总重量的10～30wt%；
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)和丙酸丙酯(pp)中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂a的含量占电解液总量的0.1～3wt%，所述添加剂b的含量占电解液总量的0.1～5wt%。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂a如式(ⅲ)所示的结构：
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂b如式(ⅳ)和式（ⅴ）所示的结构中的至少一种：
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂（lipf6）、二氟磷酸锂（lidfp）、二氟双草酸磷酸锂（...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋阳慧，朱燕华，洪祖川，熊伟，马斌，吴声本，
申请(专利权)人：惠州锂威新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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