【技术实现步骤摘要】
本公开涉及电化学装置，尤其涉及一种电池用电解液及包含其的锂离子电池。
技术介绍
1、随着电动车的不断普及，由于锂离子电池具有高电压、高能量密度和长循环寿命的优势，其成为应用范围最广的二次电池之一。然而，随着技术的进步，对锂离子电池包括能量密度以及循环和高温条件下存储等性能均提出了更严苛的要求。
2、在目前已知的负极材料中，硅具有最高的理论容量(4200mah/g)；远远高于石墨负极的372mah/g，掺入了硅的硅碳负极材料容量能够达到400-650mah/g的水平，因此，为了提高锂离子电池的能量密度，对硅的应用越来越关注。
3、同时，为了尽可能的提升能量密度，目前最理想的做法是将高电压三元正极材料与硅负极配合使用，但是因为硅的体积膨胀大(最高膨胀300％)，导致在循环过程中，硅负极的sei膜由于硅的膨胀不断的破裂，裸漏出新的界面重新形成sei膜，电解液需要不断地被消耗，最终导致电解液干涸，循环快速衰减；与此同时，高电压三元正极材料因为电压的提升，正极界面与电解液不稳定，正极与电解液极易发生副反应，进一步加速了电解液的消耗，且副反应的发生容易产气，导致锂离子电池鼓胀，带来安全隐患。
4、因此，对于使用高电压三元正极材料与硅体系的锂离子电池，如何提升循环和产气问题是目前急需解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本公开提供了一种电池用电解液及包含其的锂离子电池。在使用高电压三元正极材料与硅体系的锂离子电池中使用本公开提供的电解液，能够显
2、第一方面，本公开提供了一种电池用电解液，所述电解液的组成成分包括碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸锂，以所述电解液的总质量为100％计，所述碳酸丙烯酯的含量为a％，氟代碳酸乙烯酯的含量为b％，二氟磷酸锂的含量为c％，所述a、b和c满足以下关系：0.1≤(b/a)/c≤10，且3≤b≤13。
3、本公开提供的电解液中包括了碳酸丙烯酯(pc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)和二氟磷酸锂(lipo2f2)三种组分，当在高电压三元正极材料与硅体系负极的锂离子电池中应用本公开提供的电解液时，碳酸丙烯酯提供低温下的较小粘度，但其与负极兼容性较差，碳酸丙烯酯与成膜性优异的氟代碳酸乙烯酯配合使用，能够使得氟代碳酸乙烯酯不仅可以在硅体系负极表面形成优秀的sei膜，而且可快速地对硅膨胀收缩而新裸露的界面进行修复，且同时能够抑制硅膨胀；与此同时，二氟磷酸锂的添加能够在正极形成保护膜，改善高温性能，因此，三者配合使用，能够使得到的锂离子电池电芯的循环容量保持率较好，且高温存储产气得到明显改善。
4、若碳酸丙烯酯的含量较高，为了避免其与负极材料兼容性差的缺点，则需要相应的提高氟代碳酸乙烯酯的含量，但是如果氟代碳酸乙烯酯的含量提升，由于其在高温下容易分解产生氟化氢，而氟化氢会破坏正极表面，特别是高电压锂镍复合氧化物正极，从而恶化高温存储性能，同时，虽然二氟磷酸锂的添加能够改善高温性能，但是其含量提升时，会影响负极sei膜，因此，pc、fec和lipo4f2三者的添加量需要在本公开的限定范围内才能够达到较好的应用效果。
5、本公开所述(b/a)/c可以是0.2、0.5、0.8、1、1.2、1.5、1.8、2、2.2、2.5、2.8、3、3.2、3.5、3.7、4、4.2、4.5、4.8、5、6、7、8、9等。
6、本公开所述b可以是3.2、3.5、3.8、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12等。
7、作为本公开的一种优选技术方案，在所述电解液中，0.8≤(b/a)/c≤6，例如0.9、1.0、1.2、1.5、1.8、2、2.2、2.5、2.8、3、3.2、3.5、3.8、4.0、4.2、4.5、4.8、5.0、5.2、5.5、5.8等。
8、为了进一步提升电解液的应用效果，作为本公开的一种优选技术方案，在所述电解液中，7≤a≤25，本公开所述a可以是8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24等。
9、作为本公开的一种优选技术方案，在所述电解液中，0.1≤c≤1，本公开所述c可以是0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9等。
10、作为本公开的一种具体实施方式，以所述电解液的总质量为100％计，所述碳酸丙烯酯的含量为7-25％，氟代碳酸乙烯酯的含量为3-13％，二氟磷酸锂的含量为0.1-1％，且0.1≤(氟代碳酸乙烯酯的含量/碳酸丙烯酯的含量)/二氟磷酸锂的含量≤10。
11、在电池用电解液中，还应该添加有导电锂盐，作为本公开的一种优选技术方案，所述电解液的组成成分还包括六氟磷酸锂(lipf6)。
12、作为本公开的一种优选技术方案，在所述电解液中，所述六氟磷酸锂的浓度为0.7-1.3mol/l，例如0.8mol/l、0.9mol/l、1.0mol/l、1.1mol/l、1.2mol/l等。
13、作为本公开的一种优选技术方案，所述电解液的组成成分还包括链状碳酸酯，所述链状碳酸酯优选碳酸甲乙酯(emc)。
14、作为本公开的一种优选技术方案，在所述电解液中，所述碳酸甲乙酯的含量为20-65wt％，例如25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％等。
15、作为本公开的一种优选技术方案，所述电解液的组成成分还包括其他非水溶剂。
16、作为本公开的一种优选技术方案，所述非水溶剂选自碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲丙酯(mpc)或碳酸乙丙酯(epc)中的任意一种或至少两种的组合。
17、第二方面，本公开提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括第一方面所述的电解液。
18、作为本公开的一种优选技术方案，所述锂离子电池还包括正极和负极。
19、在本公开的一种优选技术方案中，所述正极包括正极集流体以及位于正极一侧的正极活性物质层，所述正极活性物质层的组成成分包括了正极活性材料以及导电剂。
20、作为本公开的一种优选技术方案，所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料的组成成分包括锂镍复合氧化物，所述锂镍复合氧化物中包含二价镍和三价镍，在所述正极活性材料表面的所述二价镍和三价镍的含量比大于在所述正极活性材料中心的所述二价镍和三价镍的含量比。
21、本公开所述的锂镍复合氧化物为高电压高镍三元正极材料，例如目前已经实现市售的正极材料6系或8系，例如ncm811等，均能满足本公开的限定，实现本公开的专利技术目的。
22、本公开所述的正极活性材料表面指的是对于正极活性材料颗粒而言，其最外面朝向中心方向50nm范围的区域为表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池用电解液，其特征在于，所述电解液的组成成分包括碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸锂，以所述电解液的总质量为100％计，所述碳酸丙烯酯的含量为a％，氟代碳酸乙烯酯的含量为b％，二氟磷酸锂的含量为c％，所述a、b和c满足以下关系：0.1≤(b/a)/c≤10，且3≤b≤13。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，在所述电解液中，0.8≤(b/a)/c≤6。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，在所述电解液中，0.1≤c≤1；
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液的组成成分还包括六氟磷酸锂；
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液的组成成分还包括链状碳酸酯，所述链状碳酸酯优选碳酸甲乙酯。
6.根据权利要求5所述的电解液，其特征在于，在所述电解液中，所述碳酸甲乙酯的含量为20-65wt％。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液的组成成分还包括其他非水溶剂；
8.一种锂离子电池，其
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池还包括正极，所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料的组成成分包括锂镍复合氧化物，所述锂镍复合氧化物中包含二价镍和三价镍，在所述正极活性材料表面的所述二价镍和三价镍的含量比大于在所述正极活性材料中心的所述二价镍和三价镍的含量比；
10.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池还包括负极，所述负极的组成成分包括硅材料和石墨材料；
...【技术特征摘要】
1.一种电池用电解液，其特征在于，所述电解液的组成成分包括碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸锂，以所述电解液的总质量为100％计，所述碳酸丙烯酯的含量为a％，氟代碳酸乙烯酯的含量为b％，二氟磷酸锂的含量为c％，所述a、b和c满足以下关系：0.1≤(b/a)/c≤10，且3≤b≤13。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，在所述电解液中，0.8≤(b/a)/c≤6。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，在所述电解液中，0.1≤c≤1；
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液的组成成分还包括六氟磷酸锂；
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液的组成成分还包括链状碳酸酯，所述链状碳酸酯优选碳酸甲乙酯。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨智茹，
申请(专利权)人：北京车和家汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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