[发明专利]锂离子电池电解液以及锂离子电池

说明书

本申请提供一种锂离子电池电解液以及锂离子电池。所述锂离子电池电解液包括溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述溶剂包括碳酸酯溶剂和羧酸酯溶剂；以电解液总量为100％，所述添加剂以质量百分比含量计，包括：丁二腈0.1％～1％；碳酸亚乙烯酯0.1％～1％；氟代碳酸乙烯酯2％～10％；1，3‑丙磺酸内酯0.1％～1％；添加剂锂盐0.1％～1％。本申请采用特定比例的混合溶剂、混合添加剂及电解质锂盐组成的锂离子电池电解液，能够显著提高锂离子电池的高温循环以及高温存储性能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池电解液以及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其具有能量密度高、功率密度高、循环寿命长、无记忆效应、自放电率低、工作温度范围宽、安全可靠以及环境友好等优点，已经在便携式消费电子、电动工具、医疗电子等领域获得了广泛应用，同时，在纯电动汽车、混合动力汽车以及储能等领域也显示了良好的应用前景。

近年来各个领域对电池能量密度的需求飞速提高，迫切需要开发出更高能量密度的锂离子电池，因此三元正极材料和硅碳负极材料在锂离子电池中，尤其是动力电池中的应用越来越广泛。高镍材料随着镍含量的提高其克容量发挥也逐渐提高，但是高镍材料结构不稳定，在电池应用中易出现循环性能差，胀气等情况。硅基材料由于其高的比容量(4200mAh/g)、低的脱锂电位(＜0.5V)、环境友好、储量丰富、成本较低等优势被认为是一种最有潜力高能量密度锂离子电池负极材料。

但是，硅基负极材料在使用过程中仍存在两个关键问题需要解决：(1)硅材料在脱嵌锂过程中反复膨胀收缩，致使负极材料粉化、脱落，并最终导致负极材料失去电接触而使电池彻底失效；(2)硅材料表面固体电解质界面膜(SEI)的持续生长，会一直不可逆地消耗电池中有限的电解液和来自正极的锂，最终导致电池容量迅速衰减。目前市场应用较多的硅基材料主要通过掺混石墨来缓解体积膨胀、抑制反弹，但这种体积膨胀问题仍然存在，高镍正极材料和硅碳负极材料的问题仍然需要进一步优化电解液来提高电池性能。

发明内容

本申请要解决的技术问题是通过优化锂电池电解液来提高电池性能。

为解决上述技术问题，本申请公开了一种锂离子电池电解液，包括溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述溶剂包括碳酸酯溶剂和羧酸酯溶剂；以电解液总量为100％，所述添加剂以质量百分比含量计，包括：

优选地，所述碳酸酯溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种，所述羧酸酯溶剂包括丙酸丙酯。

优选地，所述碳酸酯溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯，其中，以溶剂含量为100％计，所述碳酸乙烯酯的体积百分比含量为20％～30％，所述碳酸甲乙酯的体积百分比含量为30％～40％，所述碳酸二乙酯的体积百分比含量为20％～30％；所述丙酸丙酯的体积含量为5％～20％。

优选地，所述添加剂还包括己二腈、乙烯基碳酸乙烯酯和硫酸乙烯酯中的至少一种。

优选地，以电解液总量为100％计，所述添加剂中己二腈的质量百分比含量为0.1％～1.5％；所述乙烯基碳酸乙烯酯的质量百分比含量为0.1％～1.5％；所述硫酸乙烯酯的质量百分比含量为0.5％～2％。

优选地，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、双氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂和二草酸硼酸锂中的一种或多种。

优选地，所述电解质锂盐的浓度为1mol/L～1.2mol/L。

优选地，所述添加剂锂盐为二氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、双氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂和二草酸硼酸锂中的一种或几种。

本申请还公开了一种锂离子电池，所述锂离子电池的电池电芯中包括上述的锂离子电池电解液。