【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种电解液和包含其的锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池由于具有高电压、高能量密度和长循环寿命的优势，随着电动车的不断普及，已成为应用范围最广的二次电池之一。随着纯电动汽车及混合电动汽车的快速发展，人们对电动汽车的续航里程，使用寿命及安全性的要求不断提高。高比容量的高镍三元正极材料、富锂锰基正极材料和高比容量的硅基负极材料已经成为高比能电池用正负极材料开发的重要方向。
2、在传统的碳酸酯类电解液中，三元正极材料在高温、高电压下会发生剧烈的结构变化和界面副反应，恶化电池的循环性能及安全性。此外，硅基负极材料在充放电过程中会发生明显的体积膨胀，导致sei膜(固体电解质界面膜)破裂，裸露出新鲜界面，从而不断消耗电解液，恶化电池的循环性能。也就是说，传统的碳酸酯类电解液不能完全适配采用高电压正极材料和硅基负极材料的锂离子电池，容易出现循环跳水等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种电解液和包含其的锂离子电池。该电解液能够在负极形成弹性涂层，缓解在充放电过程中因负极材料体积膨胀引起的sei膜破裂的问题，同时该电解液具有良好的抗氧化性，能够适配采用高电压正极材料和硅基负极材料的锂离子电池，提高电池在高温下的稳定性和高压下的循环性能。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种电解液，所述电解液包括电解质和溶剂；
4、所述溶剂包括氟代乙酸
5、本专利技术提供的电解液同时含有氟代乙酸乙酯和氟代碳酸乙烯酯，能够在负极形成富含lif的sei膜，氟代碳酸乙烯酯通过脱氟反应机制可以促进聚合物链的自由基聚合和交联，从而产生弹性涂层，该涂层能够承受由li循环引起的lixsiy电极的应变，改善因硅基负极材料在循环过程中发生体积膨胀导致的sei膜破裂的问题；同时氟代乙酸乙酯能够提高电解液的抗氧化性，提高电解液在高温高压下的稳定性，从而提高锂离子电池在高温下的稳定性和高压下的循环性能。
6、本专利技术中，所述氟代乙酸乙酯的结构式如下：
7、
8、其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地为h或f，且至少一个为f。
9、氟代乙酸乙酯中氟的含量越多，其抗氧化和耐高温性能就越好，但同时也会导致成本升高，电池的阻抗增大。(dfea)、(efa)能够很好地平衡上述性能，因此本专利技术中所述氟代乙酸乙酯优选为dfea和/或efa。
10、所述氟代碳酸乙烯酯(fec)的结构式为
11、在本专利技术一些实施方式中，所述氟代乙酸乙酯占所述溶剂的质量百分比为1-20％；例如可以是1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％等。
12、在本专利技术一些实施方式中，所述氟代碳酸乙烯酯占所述溶剂的质量百分比为1-15％；例如可以是1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％等。
13、本专利技术中，氟代乙酸乙酯和氟代碳酸乙烯酯的含量保持在上述范围内，有助于保证锂离子电池具有良好的高温稳定性和高压循环性能。若氟代碳酸乙烯酯的含量过少，则其相应的作用难以发挥；若氟代碳酸乙烯酯的含量过多，容易导致电池的高温稳定性变差。若氟代乙酸乙酯的含量过少，则其相应的作用难以发挥；若氟代乙酸乙酯的含量过多，容易导致sei膜初始成膜厚度多大，导致电池的dcr(直流电阻)较大。
14、在本专利技术一些实施方式中，所述溶剂还包括余量的碳酸酯。
15、在本专利技术一些实施方式中，所述碳酸酯选自碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二甲酯(dmc)和碳酸丙烯酯(pc)中的一种或多种。
16、在本专利技术一些实施方式中，所述电解质在所述电解液中的含量为12-15wt％；例如可以是12wt％、12.5wt％、13wt％、13.5wt％、14wt％、14.5wt％或15wt％等。
17、在本专利技术一些实施方式中，所述电解质选自lipf6、libf4、libob、liclo4、licf3so3、liodfb、lin(so2cf3)2、lin(so2f)2、litfsi、lifsi、lihfdf和环状酰亚胺锂盐中的一种或多种。
18、在本专利技术一些实施方式中，所述电解液还包括添加剂。
19、在本专利技术一些实施方式中，所述添加剂在所述电解液中的含量为0.1-2wt％；例如可以是0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.8wt％或2wt％等。
20、在本专利技术一些实施方式中，所述添加剂选自硫酸乙烯酯(dtd)、磷酸三丙炔酯(tpp)、碳酸亚乙烯酯(vc)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(tmsp)、丙烷磺酸内酯(ps)和二氟磷酸锂(liop2f2)中的一种或多种。
21、第二方面，本专利技术提供一种锂离子电池，包括如第一方面所述的电解液。
22、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
23、本专利技术提供的电解液同时含有氟代乙酸乙酯和氟代碳酸乙烯酯，能够在负极形成富含lif的sei膜，氟代碳酸乙烯酯通过脱氟反应机制可以促进聚合物链的自由基聚合和交联，从而产生弹性涂层，该涂层能够承受由li循环引起的lixsiy电极的应变，改善因硅基负极材料在循环过程中发生体积膨胀导致的sei膜破裂的问题；同时氟代乙酸乙酯能够提高电解液的抗氧化性，提高电解液在高温高压下的稳定性，从而能够适配采用高电压正极材料和硅基负极材料的锂离子电池，提高电池在高温下的稳定性和高压下的循环性能。
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1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括电解质和溶剂；
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟代乙酸乙酯占所述溶剂的质量百分比为1-20％。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述氟代碳酸乙烯酯占所述溶剂的质量百分比为1-15％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液，其特征在于，所述氟代碳酸乙烯酯为和/或
5.根据权利要求1-4任一项所述的电解液，其特征在于，所述溶剂还包括余量的碳酸酯。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解质在所述电解液中的含量为12-15wt％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解质选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiClO4、LiCF3SO3、LiODFB、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2F)2、LiTFSI、LiFSI、LiHFDF和环状酰亚胺锂盐中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括添加剂，所述添加剂选自硫酸乙烯酯、磷酸
9.根据权利要求8所述的电解液，其特征在于，所述添加剂在所述电解液中的含量为0.1-2wt％。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1-9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，所述电解液包括电解质和溶剂；
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟代乙酸乙酯占所述溶剂的质量百分比为1-20％。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述氟代碳酸乙烯酯占所述溶剂的质量百分比为1-15％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液，其特征在于，所述氟代碳酸乙烯酯为和/或
5.根据权利要求1-4任一项所述的电解液，其特征在于，所述溶剂还包括余量的碳酸酯。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解质在所述电解液中的含量为12-15wt％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴辉媛，
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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