【技术实现步骤摘要】
本申请属于锂离子电池，具体涉及一种电解液、电池。
技术介绍
1、石墨负极由平面层状的碳原子构成，层与层之间通过弱的范德华力相互吸引，层内由碳原子以sp2杂化形式构成平面六元环。这种结构使得石墨具有高度的结构稳定性和良好的导电性能，同时层状结构使得石墨十分利于锂离子的脱嵌，而这也是石墨负极得以成功商业化的原因之一。虽有高电导率和稳定性的优势，但其理论比容量为372mah/g，不足以满足我们对高比容量动力电池的需求，电池的商业化需要在保证经济、安全性的同时提高电池的比能量。
2、而硅在地壳中来源丰富，分布广泛，且具有比石墨略高的电位平台(0.4v，vs.li/li+)，不存在析锂的隐患，安全性好，最高理论比容量可达4200mah/g，被认为是最有前景的负极材料之一。但硅负极材料在脱嵌锂过程中会发生近300％的体积膨胀，导致颗粒粉碎、电隔离和sei不稳定生长等问题，极大地限制了硅基负极的商业化应用。硅基负极材料主要分为硅碳复合材料(si/c)和硅氧负极材料(siox/c)两大类。目前主流方向是采用石墨作为基体，掺入5％～30％(质量分数)的纳米硅或siox组成复合负极材料。
3、针对硅基负极体积膨胀以及其带来的界面破坏等问题，通过在电解液中引入电解液添加剂来促进sei膜的形成从而防止电解液分解是一种简单且经济有效的方法。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题与不足，本申请提供一种电解液、电池，该电解液通过引入两种特定结构的功能添加剂，这两种功能添加剂的搭配
2、根据本申请的第一个方面，提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂、第一功能添加剂、第二功能添加剂；第一功能添加剂的结构式为：
3、第二功能添加剂的结构式为为氟取代烯烃，所述氟取代烯烃包括如下结构单元：其中r7包括氟原子。
4、本申请通过引入上述两种特定结构的功能添加剂，有效提高了负极界面以及正极界面稳定性，提高了电极材料在循环充放电的结构稳定性，而且优化了电解液的稳定性，减少其氧化程度以及副反应程度，因而使由其制备得到的电池的循环性能以及倍率性能都得到了明显优化。
5、具体而言，其一，第一功能添加剂中含有含氧硅基和硫酸酯基，含氧硅基可以吸收电解液中残留的水分以及可能产生的氢氟酸等杂质，起到除水抑酸的功能。水分和氢氟酸的存在会引发一系列不良反应，如加速电解液的分解、腐蚀电极材料等，进而影响电池性能。含氧硅基吸收这些杂质后，能有效降低其在电解液中的浓度，减少对电池的损害，降低电池内阻，提高电池的充放电效率和循环寿命。硫酸酯基在电池首次充放电过程中容易发生分解，其分解产物可以参与形成含硫的sei膜，有效提高电解液以及电池的高温性能，同时提高sei膜的稳定性，避免电解液与电极材料的进一步接触和反应，防止电极材料的溶解和电解液的持续分解，从而提高电池的循环稳定性和安全性。
6、其二，第二功能添加剂中含有乙烯基和氟基团，乙烯基在电池首次充放电过程中，可以电极材料/电解液界面聚合成膜，形成聚合物网络结构，有利于提高负极和正极界面稳定性，减少界面副反应，提供电极材料充放电过程中的结构稳定性，进而优化电池的循环性能和倍率性能。并且这种聚合物膜具有很好的都任性，可以很好的缓解硅负极体积膨胀效应，同时减少正极产气。同时这种聚合物网络可以增加电解液的黏度，有助于抑制锂枝晶的生长。氟基团具有更低的li+溶剂化能力，有利于提高电池倍率性能，同时氟基团具有较强的抗氧化能力，能够提高电解液的氧化电位，使其在高电压下不易被氧化，进而有效防止电解液中的有机溶剂和锂盐等成分在高电压或高温条件下发生氧化分解，避免电池内阻增加、容量衰减等问题，提高电池在高电压和高温环境下的稳定性和使用寿命。
7、优选地，第一功能添加剂中，r1、r2、r3、r4、r5、r6独立地包括烷基链或取代烷基链；第二功能添加剂中，r7包括氟取代烷基链。
8、优选地，第一功能添加剂中，r1、r2、r3、r4、r5、r6中，碳原子数不超过4个；第二功能添加剂中，r7中氟原子数不低于8个。使r1、r2、r3、r4、r5、r6以及r7满足上述条件，能够保证第一功能添加剂以及第二功能添加剂在电解液中有较好的溶解度的同时，并且保证这两种物料能够对电解液和电池起到有效的改善作用，同时能够兼顾这两种功能添加剂与其他电解液成分的共同作用发挥，使这两种功能添加剂与其他电解液成分呈现出更好的电解液性能，更有利于电解液在电池中的整体作用发挥，从而使电池的循环性能以及倍率性能等多方面的电化学性能得到更好的优化。
9、优选地，r1、r2、r3、r4、r5、r6独立地包括—(ch2)n-ch3，n＝0～4。优选地，r1、r2、r3、r4、r5、r6独立地包括—(ch2)n-ch3，n＝0～3。优选地，r1、r2、r3、r4、r5、r6独立地包括—ch3。
10、优选地，第二功能添加剂中，r7中氟原子数不高于14个。氟原子含量过高，会导致第二功能添加剂的溶解性降低，影响其在电解液中的作用发挥，同时也会对电解液中的其他成分造成一定影响，最终造成电解液整体性能的下降。
11、优选地，氟取代烯烃的结构式中，至少含有两个烯基。
12、优选地，氟取代烯烃的结构式中，至少一端为烯基。
13、优选地，氟取代烯烃的结构式中，氟取代烯烃的两端为烯基。
14、优选地，第一功能添加剂包括双(三甲基硅基)硫酸酯；第二功能添加剂包括1,6-二乙烯基全氟己烷。当第一功能添加剂以及第二功能添加剂分别为上述两种物质时，两者的搭配作用效果最佳，且两者与其他电解液成分所制备得到的电解液具有更好的性能，更有利于电池整体的性能优化。
15、其中，双(三甲基硅基)硫酸酯的结构式为cas号为18306-29-1。1,6-二乙烯基全氟己烷的结构式为cas号为1800-91-5。
16、优选地，当第一功能添加剂包括双(三甲基硅基)硫酸酯，第一功能添加剂在电解液中的质量占比为0.5～4wt％；当第二功能添加剂包括1,6-二乙烯基全氟己烷，第二功能添加剂在电解液中的质量占比为0.2～2wt％。
17、优选地，有机溶剂包括氟代溶剂、醚类溶剂中的至少一种。进一步，本申请中所提供的电解液还引入了氟代溶剂和/醚类溶剂，氟代溶剂和/醚类溶剂能够进一步提高本申请中上述两种功能添加剂在电解液中的溶解性，有助于这两种功能添加剂的性能发挥，同时促进这两种功能添加剂与其他电解液成分的相互作用，进而进一步提高电解液以及电池的整体性能。而且，氟代溶剂化学稳定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电解液，其特征在于：包括锂盐、有机溶剂、第一功能添加剂、第二功能添加剂；
2.如权利要求1所述电解液，其特征在于：所述第一功能添加剂中，R1、R2、R3、R4、R5、R6独立地包括烷基链或取代烷基链；
3.如权利要求2所述电解液，其特征在于：所述第一功能添加剂中，R1、R2、R3、R4、R5、R6中，碳原子数不超过4个；
4.如权利要求1～3任一项所述电解液，其特征在于：所述氟取代烯烃的结构式中，至少一端为烯基。
5.如权利要求1所述电解液，其特征在于：所述第一功能添加剂包括双(三甲基硅基)硫酸酯；所述第二功能添加剂包括1,6-二乙烯基全氟己烷；
6.如权利要求1所述电解液，其特征在于：所述有机溶剂包括氟代溶剂、醚类溶剂中的至少一种；
7.如权利要求6所述电解液，其特征在于：所述有机溶剂包括氟代溶剂和醚类溶剂；
8.如权利要求6或7任一项所述电解液，其特征在于：所述有机溶剂还包括线性碳酸酯、环状碳酸酯中的至少一种；
9.如权利要求8所述电解液，其特征在于：所述有机溶剂包括所述氟
10.一种电池，其特征在于：包括如权利要求1～9任一项所述电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于：包括锂盐、有机溶剂、第一功能添加剂、第二功能添加剂；
2.如权利要求1所述电解液，其特征在于：所述第一功能添加剂中，r1、r2、r3、r4、r5、r6独立地包括烷基链或取代烷基链；
3.如权利要求2所述电解液，其特征在于：所述第一功能添加剂中，r1、r2、r3、r4、r5、r6中，碳原子数不超过4个；
4.如权利要求1～3任一项所述电解液，其特征在于：所述氟取代烯烃的结构式中，至少一端为烯基。
5.如权利要求1所述电解液，其特征在于：所述第一功能添加剂包括双(三甲基硅基)硫酸酯；所述第二功能添加剂包括1,6-二乙烯基全氟己烷；
【专利技术属性】
技术研发人员：谢英朋，冀亚娟，赵瑞瑞，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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