【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池电解液方向，具体设计一种在宽温、高压和高离子电导率锂离子电池电解液。
技术介绍
1、近年来随着电动汽车、无人机等新兴领域的快速发展，人们对于储能装置的要求越来越高，因此，开发高能量密度的二次电池成为当今社会的重大话题。金属锂具有超高的理论比容量(3860mah g-1)和极低的氧化还原电位(相对于标准氢电位为-3.04v)，锂金属负极搭配高压富锂锰基正极被认为是当前快速提升锂离子电池能量密度的有效策略。然而，极高的工作电压会导致电解液的不可逆消耗和分解，同时破坏正极结构稳定性和造成过渡金属溶解等问题，严重影响电池寿命，甚至带来安全问题，因此合理开发正负极兼容性好且高效的电解液体系对于提高电池的能量密度和循环稳定性至关重要。
2、随着消费需求的增加对能量密度提出了更高要求，因此在满足安全、环保和长循环的前提下，开发新型高压电池体系提升充电截止电位进而提升能量密度成为高能量密度锂电池的研究重点。新一代锂离子电池通过提高充电截止电压是增加锂离子电池能量密度最直接有效的途径。然而，随着充电截止电压的升高，电极表面的电解液分解会迅速增加，电解质分解产生的电极-电解质界面(cei/sei)通常是不稳定和不致密的。因此，这种不稳定的电极-电解质界面会导致电解液不断分解，平均库仑效率降低，而且正极将面临过渡金属溶解和结构退化的窘境，最终导致容量快速衰减。以上过程均与电解液的高压分解有关。因此，开发宽温、高压和高离子电导的电解液是获得高性能锂金属电池的关键。
技术实现思路p>
1、本专利技术的目的在于专利技术工艺简单，用量少，成本低，对设备要求不高，可以高效简单的得到制作出所需宽温、高压和高离子电导率锂离子电解液，适用于商业化发展。
2、本申请提供了一种宽温、高压和高离子电导率的锂离子电池电解液，其组成成分包括：锂盐、碳酸酯类溶剂、砜类溶剂和添加剂；所述锂盐的总浓度为0.2～2.0m；所述添加剂为硝酸锂；所述硝酸锂占电解液总质量的0.2％～1wt％。
3、可选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂和二氟磷酸锂，所述锂盐的浓度为0.6m；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和碳酸甲乙酯；所述砜类溶剂为丙烯砜；所述碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸甲乙酯和丙烯砜的体积比为2:1:4:3；所述硝酸锂占电解液总质量的0.2wt％。
4、可选地，所述锂盐包括三氟甲基磺酰亚胺锂和二氟草酸硼酸锂，所述锂盐的浓度为1.2m；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯；所述砜类溶剂为丁烯砜；所述碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和丁烯砜的体积比为2:1:4:3；所述硝酸锂占电解液总质量的0.5wt％。
5、可选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂和三氟甲基磺酰亚胺锂，所述锂盐的浓度为1.5m；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和碳酸甲乙酯；所述砜类溶剂为二甲基亚砜；所述碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸甲乙酯和二甲基亚砜的体积比为3:2:3:2；所述硝酸锂占电解液总质量的1.0wt％。
6、可选地，所述锂盐包括四氟硼酸锂和双氟磺酰亚胺锂，所述锂盐的浓度为2m；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸丙烯酯；所述砜类溶剂为正丁砜；所述碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和正丁砜的体积比为3:4:2:1；所述添加剂占电解液总质量的0.8wt％。
7、可选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂胺，所述锂盐的浓度为0.4m；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和碳酸二甲酯；所述砜类溶剂为乙砜；所述碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸二甲酯和乙砜的体积比为3:1:3:3；所述添加剂占电解液总质量的0.6wt％。
8、本申请第二方面提供了上述锂离子电池电解液在制备锂离子电池上的应用。
9、本申请第三方面提供了一种锂离子电池，包括电池壳体以及位于所述电池壳体内的正极、负极、隔膜和电解液，所述电解液包括上述的锂离子电池电解液。
10、可选地，所述正极的活性材料为富锂锰基的锂离子电池的电解液。
11、可选地，所述负极的活性材料为石墨、硅碳复合材料、金属锂和锂合金中的任意一种。
12、因此，本专利技术采用上述一种宽温、高压和高离子电导率锂离子电解液，通过添加硝酸锂调控li+的溶剂化结构影响阴离子的配位能力进而影响li+的去溶剂化过程，从而延长锂电池的循环寿命。
13、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
14、(1)本专利技术所选用的富阴离子溶剂提高锂离子电池的充电截止电压，促进高压下快速离子传输和电子转移，有利于li+的传输，加快反应动力学。
15、(2)本文的锂盐和溶剂能协同提高电极/电解液界面稳定性，进而抑制过渡金属的溶解和锂枝晶的持续生长，拓宽锂离子电池的电化学窗口2.0-4.8v。同时降低li+在电极界面处的脱溶能垒，提高锂负极和高压正极的稳定性。
16、(3)本电解液在宽温和高压下提升了锂金属电池的循环稳定性和倍率性能，电解液设计简单，成本低廉，适合工业化生产及商业应用。
17、(4)本申请提供电解液，由该电解液制备的锂电池经过电化学性能测试可以看出，显著提高了锂电池的电池容量保持率，均在91.77％以上。
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1.一种宽温、高压和高离子电导率的锂离子电池电解液，其特征在于，组成成分包括：锂盐、碳酸酯类溶剂、砜类溶剂和添加剂；所述锂盐的浓度为0.2～2.0M；所述添加剂为硝酸锂；所述硝酸锂占电解液总质量的0.2％～1wt％。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂和二氟磷酸锂，所述锂盐的浓度为0.6M；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和碳酸甲乙酯；所述砜类溶剂为丙烯砜；所述碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸甲乙酯和丙烯砜的体积比为2:1:4:3；所述硝酸锂占电解液总质量的0.2wt％。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括三氟甲基磺酰亚胺锂和二氟草酸硼酸锂，所述锂盐的浓度为1.2M；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯；所述砜类溶剂为丁烯砜；所述碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和丁烯砜的体积比为2:1:4:3；所述硝酸锂占电解液总质量的0.5wt％。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂和三氟甲基磺酰亚胺锂，所述锂
5.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括四氟硼酸锂和双氟磺酰亚胺锂，所述锂盐的浓度为2M；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸丙烯酯；所述砜类溶剂为正丁砜；所述碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和正丁砜的体积比为3:4:2:1；所述硝酸锂占电解液总质量的0.8wt％。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂胺，所述锂盐的浓度为0.4M；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和碳酸二甲酯；所述砜类溶剂为乙砜；所述碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸二甲酯和乙砜的体积比为3:1:3:3；所述硝酸锂占电解液总质量的0.6wt％。
7.根据权利要求1-6任一项所述锂离子电池电解液在制备锂离子电池上的应用。
8.一种锂离子电池，其特征在于，包括电池壳体以及位于所述电池壳体内的正极、负极、隔膜和电解液，所述电解液包括如权利要求1-6任一项所述的锂离子电池电解液。
9.根据权利要求8所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述正极的活性材料为富锂锰基的锂离子电池的电解液。
10.根据权利要求8所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述负极的活性材料为石墨、权利要求书硅碳复合材料、金属锂和锂合金中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种宽温、高压和高离子电导率的锂离子电池电解液，其特征在于，组成成分包括：锂盐、碳酸酯类溶剂、砜类溶剂和添加剂；所述锂盐的浓度为0.2～2.0m；所述添加剂为硝酸锂；所述硝酸锂占电解液总质量的0.2％～1wt％。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂和二氟磷酸锂，所述锂盐的浓度为0.6m；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和碳酸甲乙酯；所述砜类溶剂为丙烯砜；所述碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸甲乙酯和丙烯砜的体积比为2:1:4:3；所述硝酸锂占电解液总质量的0.2wt％。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括三氟甲基磺酰亚胺锂和二氟草酸硼酸锂，所述锂盐的浓度为1.2m；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯；所述砜类溶剂为丁烯砜；所述碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和丁烯砜的体积比为2:1:4:3；所述硝酸锂占电解液总质量的0.5wt％。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂和三氟甲基磺酰亚胺锂，所述锂盐的浓度为1.5m；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和碳酸甲乙酯；所述砜类溶剂为二甲基亚砜；所述碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸甲乙酯和二甲基亚砜的体积比为3:2:3:2；所述硝酸锂占电...
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