【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池电解液，具体涉及一种锂离子电池电解液及锂离子电池。
技术介绍
1、随着全球对新能源的需求日益增长，锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和环保等优点，被广泛应用于电动汽车、储能系统等领域。然而，锂离子电池的性能受其电解液的影响很大。电解液是锂离子电池的重要组成部分，它直接影响电池的电化学性能、安全性和稳定性。其中，高镍正极硅碳负极电池因其高能量密度和长循环寿命，被认为是下一代锂离子电池的首选。然而，硅碳负极在充放电过程中的体积膨胀和收缩导致电池产气，尤其在高温下性能衰减严重。现有技术方案通过优化添加剂来增强负极界面保护减少产气，这通常会显著提高电池的内阻(dcir)，影响循环寿命。因此针对硅碳负极电池低内阻的抑制产气方案亟待解决。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池电解液及锂离子电池。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术的目的之一在于提供一种锂离子电池电解液，所述锂离子电池电解液包括锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括成膜添加剂和添加剂a，所述添加剂a具有如下式i所示结构：
4、
5、其中r1选自取代或未取代的c1～c3的直链烷烃基，所述取代的c1～c3的烷烃基中取代基选自卤素；两个r1相同或不同；
6、r3和r4独立地选自取代或未取代的c1～c3的直链亚烷烃基，所述取代的c1～c3的直链亚烷烃基中取代基选自卤素；
7、r2选自取
8、在本专利技术中，通过使用含有不饱和键的碳酸酯作为添加剂，由于该碳酸酯具有良好的化学稳定性和热稳定性，能在电池负极界面上形成稳定、致密网状有机聚合物sei层骨架，其他成膜添加剂形成的无机sei嵌入在机聚合物骨架中，形成良好的锂离子传输通道，内阻低。且该sei层富有弹性，能有效降低硅碳负极体积膨胀的影响，抑制高温产气，提升含硅负极电池高温循环和高温存储性能。
9、优选地，所述r1独立地选自如下基团或者卤素取代的如下基团：ch3-、ch3-ch2-或ch3-ch2-ch2-。
10、优选地，所述r3和r4独立地选自-ch2-、-ch2-ch2-、或-ch2-ch2-ch2-中的任意一种。
11、优选地，所述r2独立地选自如下基团或者卤素取代的如下基团：ch3-、ch3-ch2-、ch3-ch2-ch2-、ch3-ch2-ch2-ch2-、ch3-ch2-ch2-ch2-ch2-、-ch2(ch3)2、-ch2 ch2(ch3)2、-ch2(ch3)(ch2ch3)、-ch2(ch2ch3)2或-ch2(ch3)(ch2ch2ch3)。
12、在本专利技术中，所述卤素选自f、cl、br或i，优选f。
13、优选地，所述添加剂a为如下化合物中的任意一种：
14、
15、进一步优选地，所述添加剂a为
16、在本专利技术中，所述添加剂a的制备方法包括以下步骤：
17、(1)将式ii所示化合物与醇r1-oh和二氧化碳在复合催化剂存在下反应，得到丁炔二碳酸甲酯，所述复合催化剂为金属和金属氧化物的组合；
18、(2)向步骤(1)的反应液中加入式iii所示烯烃化合物，反应得到添加剂a；
19、
20、优选地，所述复合催化剂中金属和金属氧化物的质量比为1:(1-4)，例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5或1:4，优选1:3。
21、优选地，所述复合催化剂中金属选自fe、ni、cu、zn、mn或sn中的任意一种或至少两种的组合。
22、优选地，所述复合催化剂中金属氧化物选自fe3o4、mno2、cuo、al2o3、mgo或v2o5中的任意一种或至少两种的组合。
23、优选地，步骤(1)中所述复合催化剂的用量为式ii所示化合物质量的0.2-5％，例如0.2％、0.5％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％或5％，优选3.5％。
24、优选地，步骤(1)所述式ii所示化合物与醇r1-oh的摩尔比为1:(2-2.5)，例如1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4或1:2.5，优选1:2.2。
25、在步骤(1)中所述二氧化碳采用气体通入的方式加入至反应体系中。
26、优选地，步骤(1)所述反应在0.5-5mpa的压力下进行；例如0.5mpa、1mpa、1.5mpa、2mpa、2.5mpa、3mpa、4mpa或5mpa。
27、优选地，步骤(1)所述反应的温度为80-120℃，例如80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃或120℃。
28、优选地，步骤(1)所述反应的时间为2-4h，例如2h、2.5h、3h、3.5h或4h。
29、优选地，步骤(2)所述式iii所示烯烃化合物与步骤(1)所述式ii所示化合物的摩尔比为(1-1.2):1，例如1:1、1.01:1、1.05:1、1.1:1或1.2:1，优选1.05:1。
30、优选地，步骤(2)所述反应的温度为70-90℃，例如70℃、75℃、80℃、85℃、或90℃。
31、优选地，步骤(2)所述反应的时间为2-4h，例如1h、1.5h、2h、2.5h或3h。
32、优选地，步骤(2)所述反应在0.5-5mpa的压力下进行，例如0.5mpa、1mpa、1.5mpa、2mpa、2.5mpa、3mpa、4mpa或5mpa。
33、步骤(2)所述反应结束后，将反应液进行过滤，滤液精馏提纯，得到纯化的化合物a。
34、优选地，所述添加剂a在锂离子电池电解液中的质量百分含量为0.1～10％，例如0.1％、0.2％、0.5％、1％、1.5％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％。以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
35、在本专利技术中，如果添加剂a的添加量过少，应用于锂离子电池时，无法在电极材料表面形成足够稳定的有机sei层骨架，含硅负极电极材料的结构稳定性不足，进而导致电池最后的循环性能较差；如果添加剂a添加量过高，在电极材料表面形成的有机sei层较厚，一方面影响锂离子传输，另一方面则会消耗过多锂离子，影响锂离子电池的库伦效率，降低循环寿命。
36、优选地，所述成膜添加剂b包括碳酸酯类、硫酸酯类、磷酸类、硼酸类、硅烷类、氟代碳酸酯类、氟代硫酸酯类、氟代磷酸类、氟代硼酸类或氟代硅烷类化合物中的一种或至少两种的组合。
37、在本专利技术中，所述成膜添加剂b是指形成固体电解质界面膜(solid electrolyteinterface，简称sei膜)的添加剂。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂离子电池电解液包括锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括添加剂A和成膜添加剂B，所述添加剂A具有如下式I所示结构：
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R1独立地选自如下基团或者卤素取代的如下基团：CH3-、CH3-CH2-或CH3-CH2-CH2-。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂A为如下化合物中的任意一种：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂A在锂离子电池电解液中的质量百分含量为0.1～10％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述成膜添加剂B包括碳酸酯类、硫酸酯类、磷酸类、硼酸类、硅烷类、氟代碳酸酯类、氟代硫酸酯类、氟代磷酸类、氟代硼酸类或氟代硅烷类化合物中的一种或至少两种的组合；
6.根据权利要求1-5中任一项所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述成膜添加剂B在锂离子电池电解液中的质量百分含量为0.1～15％。
7.根据权利要
8.根据权利要求1-7中任一项所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述溶剂为有机溶剂；
9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求1-8中任一项所述的锂离子电池电解液。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极、负极以及设置在所述正极和所述负极之间的隔膜，以及如权利要求1-8中任一项所述的锂离子电池电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂离子电池电解液包括锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括添加剂a和成膜添加剂b，所述添加剂a具有如下式i所示结构：
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r1独立地选自如下基团或者卤素取代的如下基团：ch3-、ch3-ch2-或ch3-ch2-ch2-。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂a为如下化合物中的任意一种：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂a在锂离子电池电解液中的质量百分含量为0.1～10％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述成膜添加剂b包括碳酸酯类、硫酸酯类、磷酸类、硼酸类、硅烷类、氟代碳酸酯类、氟代硫酸酯类、氟代磷酸类、氟代硼酸类或氟代硅烷类化合物中的一种或至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪宇凡，顿温新，孙春胜，张和平，杨欢，卢胜娟，乔顺攀，朱少华，
申请(专利权)人：香河昆仑新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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