【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂离子电池，具体而言，涉及一种电解液及锂离子电池。
技术介绍
1、经典的成膜添加剂如fec、vc、ps、dtd等在锂离子电池中占有重要的位置，但是随掺硅比例的增加以及高电压材料的不断发展，常规的添加剂不能满足长循环、宽温工作环境的需求。从目前的商业应用来看，dtd能够显著提高电池的高温存储和高温循环性能，是硫酸酯类化合物中效果最好的添加剂，但是dtd成本比较高，其低温存储要求给电解液的运输以及存储带来不便；vc成膜后在高温高电压体系下存在着氧化稳定性问题而导致发生一系列的复分解，ps虽然在抑制产气方面表现出色，但容易与正极持续氧化，膜阻抗增加，长循环存在内阻和dcr增长较快等问题，且ps存在对身体危害大等缺陷，在某些国家已经被禁用。
2、高比容量的负极材料是提高锂离子电池能量密度的重要突破口，硅碳负极与石墨负极相比，在压实密度和比容量上均优势明显，石墨负极材料很难再得到较大提高，而372mah/g的理论能量密度与硅负极材料高达4200mah/g的理论能量密度比较也相去甚远，适宜的放电电位以及在自然界中较为丰富的储量被认为是最有可能取代石墨的负极材料。
3、但是单质硅在锂离子电池中的商业化应用存在诸多问题，一方面是锂离子脱嵌嵌入硅材料过程中会在其内部产生内应力，进而引起体积膨胀并对材料结构造成破坏，并且可能会导致活性颗粒的破裂、极片粉化和活性物质脱落的问题；另一方面是由于硅体积发生变化固体电解质界面膜(sei)会随之破裂，新暴露在表面的硅会生产新的sei膜，同时会不断消耗电解液中的锂离子，降低了首
4、综上，在硅负极材料的锂离子电池研发过程中，选择合适的添加剂及开发与之匹配的注液及化成方法，对于提高锂电池首次库伦效率、改善循环稳定性、降低内阻以及提高高低温工作性能等尤为关键。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种电解液及锂离子电池，以解决现有技术中包括硅负极材料的锂离子电池存在循环性能差、高低温性能较差的问题。
2、为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种电解液，该电解液包括有机溶剂、lipf6以及添加剂，添加剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、丙烷磺酸吡啶盐和双(三甲基硅基)硫酸酯。
3、进一步地，乙烯基三甲氧基硅烷的质量占电解液总质量的0.1～5wt％，丙烷磺酸吡啶盐的质量占电解液总质量的0.1～5wt％，双(三甲基硅基)硫酸酯的质量占电解液总质量的0.1～5wt％。
4、进一步地，乙烯基三甲氧基硅烷、丙烷磺酸吡啶盐和双(三甲基硅基)硫酸酯的质量之比为0.1～3:0.1～3:0.1～3。
5、进一步地，电解液还包括第一助剂，第一助剂包括二氟草酸硼酸锂和氟代碳酸乙烯酯，二氟草酸硼酸锂的质量占电解液总质量的0.3～1wt％，和/或氟代碳酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1～12wt％。
6、进一步地，添加剂与第一助剂的质量比为0.3～1:1～12。
7、进一步地，电解液还包括第二助剂，第二助剂包括c4h6n2和/或lipo2f2，c4h6n2的质量占电解液总质量的0.5～1.5wt％，和/或lipo2f2的质量占电解液总质量的0.1～1wt％。
8、进一步地，有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯；其中，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯的质量之比为10～20:5～15:5～15:5～15:45～60。
9、进一步地，lipf6的质量占电解液总质量的10～15wt％。
10、进一步地，以质量百分比计，电解液包括0.1～3wt％的乙烯基三甲氧基硅烷、0.1～3wt％的丙烷磺酸吡啶盐、0.1～3wt％的双(三甲基硅基)硫酸酯、10～15wt％的lipf6以及有机溶剂；和/或，电解液包括0.1～3wt％的乙烯基三甲氧基硅烷、0.1～3wt％的丙烷磺酸吡啶盐、0.1～3wt％的双(三甲基硅基)硫酸酯、10～15wt％的lipf6、0.3～1wt％的二氟草酸硼酸锂、1～12wt％的氟代碳酸乙烯酯、0.5～1.5wt％的c4h6n2、0.3～1wt％的lipo2f2以及有机溶剂。
11、根据本申请的另一个方面，提供了一种锂离子电池，包括正极片、负极片以及电解液，该电解液为上述的电解液。
12、应用本申请的技术方案，本申请通过对添加剂组合的优化，提供了一种能够提高包括硅负极材料的锂离子电池电性能的电解液。具体地，本申请使用的乙烯基三甲氧基硅烷添加剂能够在硅负极表面形成含有不饱和键的有机聚合物和含si-o-si键的交叉聚合网络，提高了sei膜的机械强度和柔韧性。丙烷磺酸吡啶盐和双(三甲基硅基)硫酸酯可少量部分形成正极保护膜的含硫化合物，也可以是在负极表面形成不稳定的固体电解质钝化膜的同时在正极表面易分解的含硫化合物，还可以与乙烯基三甲氧基硅烷添加剂生成的含有不饱和键的有机聚合物的sei反应，抑制有机聚合物的sei进一步分解，起到修饰sei的作用。通过以上三种添加剂的协同作用可以在电池的阴极上形成具有三维网络的保护层，分别提供交联保护层，形成具有高电导率和高热稳定性的sei，使电池各项性能得到平衡，有效的改善了电池的循环性能、高低温性能，延长了电池的使用寿命，并且解决了ps存在对身体危害大的影响。
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1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括有机溶剂、LiPF6以及添加剂，所述添加剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、丙烷磺酸吡啶盐和双(三甲基硅基)硫酸酯。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述乙烯基三甲氧基硅烷的质量占所述电解液总质量的0.1～5wt％，所述丙烷磺酸吡啶盐的质量占所述电解液总质量的0.1～5wt％，所述双(三甲基硅基)硫酸酯的质量占所述电解液总质量的0.1～5wt％。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述乙烯基三甲氧基硅烷、所述丙烷磺酸吡啶盐和所述双(三甲基硅基)硫酸酯的质量之比为0.1～3:0.1～3:0.1～3。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括第一助剂，所述第一助剂包括二氟草酸硼酸锂和氟代碳酸乙烯酯，所述二氟草酸硼酸锂的质量占所述电解液总质量的0.3～1wt％，和/或所述氟代碳酸乙烯酯的质量占所述电解液总质量的1～12wt％。
5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述添加剂与所述第一助剂的质量比为0.3～1.5:1～12。
6.根
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯；其中，所述碳酸乙烯酯、所述碳酸丙烯酯、所述碳酸二乙酯、所述丙酸乙酯和所述丙酸丙酯的质量之比为10～20:5～15:5～15:5～15:45～60。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电解液，其特征在于，所述LiPF6的质量占所述电解液总质量的10～15wt％。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电解液，其特征在于，以质量百分比计，所述电解液包括0.1～3wt％的所述乙烯基三甲氧基硅烷、0.1～3wt％的所述丙烷磺酸吡啶盐、0.1～3wt％的所述双(三甲基硅基)硫酸酯、10～15wt％的所述LiPF6以及有机溶剂；和/或，所述电解液包括0.1～3wt％的所述乙烯基三甲氧基硅烷、0.1～3wt％的所述丙烷磺酸吡啶盐、0.1～3wt％的所述双(三甲基硅基)硫酸酯、10～15wt％的所述LiPF6、0.3～1wt％的二氟草酸硼酸锂、1～12wt％的氟代碳酸乙烯酯、0.5～1.5wt％的C4H6N2、0.3～1.0wt％的LiPO2F2以及有机溶剂。
10.一种锂离子电池，包括正极片、负极片以及电解液，其特征在于，所述电解液为权利要求1～9中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，所述电解液包括有机溶剂、lipf6以及添加剂，所述添加剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、丙烷磺酸吡啶盐和双(三甲基硅基)硫酸酯。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述乙烯基三甲氧基硅烷的质量占所述电解液总质量的0.1～5wt％，所述丙烷磺酸吡啶盐的质量占所述电解液总质量的0.1～5wt％，所述双(三甲基硅基)硫酸酯的质量占所述电解液总质量的0.1～5wt％。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述乙烯基三甲氧基硅烷、所述丙烷磺酸吡啶盐和所述双(三甲基硅基)硫酸酯的质量之比为0.1～3:0.1～3:0.1～3。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括第一助剂，所述第一助剂包括二氟草酸硼酸锂和氟代碳酸乙烯酯，所述二氟草酸硼酸锂的质量占所述电解液总质量的0.3～1wt％，和/或所述氟代碳酸乙烯酯的质量占所述电解液总质量的1～12wt％。
5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述添加剂与所述第一助剂的质量比为0.3～1.5:1～12。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括第二助剂，所述第二助剂包括c4h6n2和/或lipo2f2，所述c4h6n2的质量占所述电解液总质量的0.5～1.5wt％，和/或所述lipo...
【专利技术属性】
技术研发人员：李云飞，刘荣江，朱红庆，洪斯凡，
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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