【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池领域，更具体地，涉及电解液和锂离子二次电池。
技术介绍
1、在目前的新能源领域，锂离子电池在电动汽车和规模储能领域迅速发展，占领了大量的市场份额。随着锂离子电池的广泛应用，消费者也对锂离子电池的循环寿命有了更高的需求。
2、现阶段，为了追求电动汽车更长的续航里程，锂离子电池也被要求具有更高的能量密度。为了提升电池的能量密度，往往需要使用具有更高比容量的正负极材料，比如高镍正极材料或是硅负极材料。
3、尽管使用这些具有高比容量的正负极材料是提高锂离子电池能量密度行之有效的方法，但是这些材料的应用往往会导致电池的循环寿命大幅恶化，使电池的循环寿命无法满足电动汽车的使用需求。这主要是因为：一方面，对于三元正极材料来说，随着材料中镍含量的提高，材料颗粒表面的催化活性会大幅增强，进而在循环过程中催化电解液的持续分解。电解液的氧化产物会导致正极表面cei膜（正极电解质界面膜）持续增厚，电池阻抗迅速增长，引起电池容量的损失。另一方面，硅负极在充放电过程中会经历很大的体积膨胀（~300%），这会不可避免的导致硅颗粒表面sei膜（固体电解质界面膜）的破裂，使新鲜硅颗粒的表面暴露，并与电解液接触。此时，电解液会在硅负极表面不断发生还原分解，使电解液大量消耗，并引起sei膜的反复生长和大量的锂损失。这两个原因会叠加导致电池的循环寿命大幅恶化。
4、可见，使用具有更高比容量的正负极材料能够大幅提升锂离子电池的能量密度，进而提升电动汽车的续航里程，比如高镍正极材料和硅负极材料。但是，这些材料的应用会大幅缩
5、目前的锂离子电池电解液中，采用的溶剂体系是环状碳酸酯和链状碳酸酯的组合搭配。其中的环状碳酸酯，如碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯等，其电化学稳定性很差，无论是在正极侧还是负极侧都极易发生电化学分解反应。即使使用大量的成膜添加剂，也仅仅能够减缓这些副反应的速率，而无法完全将其抑制。
6、这种情况下，由于现有电解液体系自身的电化学稳定性较差，即使使用大量的成膜添加剂也难以有效提升电池的循环寿命。因此，需要开发具有本征高稳定性的电解液体系来提升这种高能量密度体系锂离子电池的循环寿命。
7、有鉴于此，确有必要提供一种具有较长寿命的锂离子电池及其非水电解液。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请的一些实施例提供了一种电解液，包括：溶剂、非极性稀释剂，锂盐和添加剂，其中，溶剂包括为链状碳酸酯的碳酸甲乙酯，非极性稀释剂选自三氟甲苯、二氟苯、三氟苯、甲苯、乙苯、十氟戊烷、全氟己酮、全氟丁基乙醚和全氟丁基甲醚中的一种或多种，并且锂盐包括六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂，其中，基于电解液的质量，碳酸甲乙酯的质量百分比为25%~55%，可选为30%~45%，非极性稀释剂的质量百分比为25%~55%，可选为30%~45%，以及锂盐的质量百分比分别为：13%~20%。本申请中的电解液，使用的主溶剂为碳酸甲乙酯（链状碳酸酯），这是因为碳酸甲乙酯具有较好的锂盐解离能力以及良好的电化学稳定性。同时，本专利技术在电解液中引入了非极性的稀释剂。由于稀释剂的极性非常小，其无法解离锂盐，也不会与锂离子有直接的配位作用。在电解液中加入稀释剂后，稀释剂能够压缩电解液的溶剂化结构，使更多的碳酸甲乙酯和锂离子配位，减少电解液中自由碳酸甲乙酯分子的含量，进而降低碳酸甲乙酯的活度，进一步提升其电化学稳定性。此外，本申请中的锂盐需同时包含lipf6（六氟磷酸锂）和lifsi（双氟磺酰亚胺锂），其中lipf6的作用是钝化正极集流体，保证集流体不发生腐蚀；而lifsi具有比lipf6更好的解离能力，能够保证电解液具有高的电导率。在一些实施例中，lipf6和lifsi的质量比在1:19~2:1之间，可选地在1:9~1:1之间。
2、在一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述溶剂中的环状碳酸酯的质量百分比在5%以下，其中，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的一种或多种。
3、在一些实施例中，添加剂包括氟代碳酸乙烯酯，其中，基于所述电解液的质量，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分比为8%~15%。在本申请中，在电解液中加入上述含量的氟代碳酸乙烯酯，能够与电解液体系中其他组分共同作用，形成紧密结构的sei膜，这种膜能够有效阻止电解液的进一步分解，从而使得电解液较稳定。
4、在一些实施例中，添加剂还包括1,3-丙烷磺内酯和1,3-丙烯磺内酯中的一种或两种，其中，基于所述电解液的质量，所述1,3-丙烷磺内酯和1,3-丙烯磺内酯中的一种或两种的质量百分比在0.1%~3%之间。在本申请中，ps和pst能够在正极表面形成致密的cei膜，有助于抑制电解液在正极的氧化分解，实现更好的高温循环和高温产气性能。
5、在一些实施例中，锂盐还包括硼酸类锂盐，所述硼酸类锂盐包括二氟草酸硼酸锂和双草酸硼酸锂，其中，基于所述电解液的质量，所述硼酸类锂盐的质量百分为0.01%~0.6%。申请人发现，在本申请的电解液体系中，硼酸类锂盐对电导率的影响较为突出，在电解液中加入上述含量的硼酸类锂盐时，硼酸类锂盐能够在活性材料表面参与复合固态电解质膜形成的同时，不影响电解液电导率，锂离子二次电池能够兼顾较好的动力学性能和循环性能。具体地，硼酸类锂盐是良好的成膜添加剂，少量的添加（在0.01%~0.6%的范围内）有助于实现更好的循环性能。但是硼酸类锂盐的溶解度很差，解离度低，这会导致电解液电导率的降低。在电解液中应用非极性稀释剂时，硼酸类锂盐对电导率的影响会更加突出，因此必须控制其总量为0.01%~0.6%。如果其含量过高，会大幅恶化电池的动力学性能，导致循环性能下降。
6、本申请的另一些实施例提供了一种锂离子二次电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，其中，电解液上述电解液。
7、本申请提供的电解液提高了相应的锂离子二次电池的循环性能和寿命。
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1.一种电解液，其特征在于，包括：溶剂、非极性稀释剂、锂盐和添加剂，其中，所述溶剂包括为链状碳酸酯的碳酸甲乙酯，所述非极性稀释剂选自三氟甲苯、二氟苯、三氟苯、甲苯、乙苯、十氟戊烷、全氟己酮、全氟丁基乙醚和全氟丁基甲醚中的一种或多种，并且所述锂盐包括六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂，
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的质量，所述溶剂中的环状碳酸酯的质量百分比在5%以下，
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的质量，所述碳酸甲乙酯的质量百分比为30%~45%。
4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的质量，所述非极性稀释剂的质量百分比为30%~45%。
5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯，
6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述六氟磷酸锂和所述双氟磺酰亚胺锂的质量比在1:19~2:1之间。
7.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述六氟磷酸锂和所述双氟磺酰亚胺锂的质量比在1:9~1:1之间。>
8.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括1,3-丙烷磺内酯和1,3-丙烯磺内酯中的一种或两种，其中，基于所述电解液的质量，所述1,3-丙烷磺内酯和1,3-丙烯磺内酯中的一种或两种的质量百分比在0.1%~3%之间。
9.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐还包括硼酸类锂盐，所述硼酸类锂盐包括二氟草酸硼酸锂和双草酸硼酸锂，
10.一种锂离子二次电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，其中，所述电解液为根据权利要求1-9中的任一项所述的电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，包括：溶剂、非极性稀释剂、锂盐和添加剂，其中，所述溶剂包括为链状碳酸酯的碳酸甲乙酯，所述非极性稀释剂选自三氟甲苯、二氟苯、三氟苯、甲苯、乙苯、十氟戊烷、全氟己酮、全氟丁基乙醚和全氟丁基甲醚中的一种或多种，并且所述锂盐包括六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂，
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的质量，所述溶剂中的环状碳酸酯的质量百分比在5%以下，
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的质量，所述碳酸甲乙酯的质量百分比为30%~45%。
4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的质量，所述非极性稀释剂的质量百分比为30%~45%。
5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯，
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【专利技术属性】
技术研发人员：余乐，刘兴伟，
申请(专利权)人：远景动力技术鄂尔多斯市有限公司，
类型：发明
国别省市：
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