【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体地，涉及一种耐压电解液及应用其的锂离子电池。
技术介绍
1、随着纯电动汽车、混合动力汽车及便携式储能设备等对锂离子电池能量密度要求的不断提高，人们期待研发具有更高能量密度、功率密度的锂离子电池来实现电动设备的长久续航及储能。高工作电压化是提高锂离子电池能量密度的方法之一，而高工作电压下，电解液需要有较好的耐氧化性，电化学窗口稳定，才能保证锂离子电池在高电压下维持稳定循环。
2、然而商业化锂离子电池电解液一般由碳酸酯类有机溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，碳酸酯溶剂主要由链状碳酸酯碳酸二甲酯(dmc)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)，以及环状碳酸酯碳酸丙烯酯(pc)、碳酸乙烯酯(ec)等构成，然而，上述有机溶剂的氧化电位较低，在高电压下容易发生氧化分解难以稳定存在，致使电解液中含有这些溶剂的锂离子电池性能降低。
3、通常可以通过以下方式提高商业化电解液的耐压能力：
4、(1)将含有碳酸酯类溶剂的电解液中的锂盐浓度提高，增加锂离子与溶剂分子的络合数目，络合的溶剂分子抗氧化性增强，电解液稳定性增强；另外，高浓度电解液相比于传统电解液，其阻燃性增强，电池的安全性得到了提高。
5、(2)利用新型高电压电解液溶剂替换碳酸酯溶剂，新型溶剂有砜类、腈类、离子液体和氟代类电解液等，这些新体系电解液在一定程度上可满足高电压的需求。
6、(3)可通过在传统碳酸酯类电解液中加入高压电解液添加剂，其在电池循环时可优先在正极表面分解形成cei膜，在一定程
7、虽然上述方式可以在一定程度上提高电解液的耐高电压能力，但是都存在一定的局限性，高锂盐浓度会带来电解液高成本与低安全性的问题，砜类溶剂与离子液体因为熔点相对较高，使得在低温下的性能下降，腈与石墨负极相容性不好等问题也限制新溶剂体系电解液的实际应用。而含氟溶剂易产生破坏正极界面的腐蚀性hf副产物，导致过渡金属离子溶出，造成锂金属电池性能快速衰退。相比而言，高压多功能添加剂可以简单并且有效地改善电解液的耐高压问题，但是目前市面能应用的高压电解液添加剂均为单一正极成膜功能，并且种类相对较少，因此，开发新型实用多功能高压电解液添加剂仍然是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种电解液及应用其的锂离子电池，该电解液具有良好的稳定性，并且能够在锂离子电池正极、负极分别形成能够性能优良的cei膜、sei膜，由此能够有效地减少了锂离子电池在高压工作状态下的正负极界面副反应，提高了锂离子电池的高压应用性能。
2、根据本专利技术的第一个方面，提供一种耐压电解液，电解液包括有机溶剂组分、锂盐组分和添加剂组分，添加剂组分包括功能添加剂a；功能添加剂a的结构通式为：其中，r11、r12、r13独立地选自氢或c1～c4烷基或c1～c4被取代烷基，r2为氰甲基或氰乙基，r3、r4中的至少一个包括碳碳双键；功能添加剂a的摩尔质量为180～280，在耐压电解液中，功能添加剂a的质量占比为0.3wt.％～1wt.％。在功能添加剂a结构中，碳碳双键所对应的烯烃结构容易还原形成致密均匀的sei膜，抑制过渡金属离子在负极表面被还原，从而降低了界面副反应，而氧硅键官能团可以与电解液所产生的水分发生反应在正极表面形成o-si-o物质，这种物质可促进稳定cei膜的形成，从而有效降低正极与电解液发生的副反应，同时，氧硅键还可以消除电解液中的水和氢氟酸，减少它们带来的危害，改善了高电压循环过程。除了同时具备正负极成膜特性以外，相比起目前通用的硅氧类电解液添加剂、烯烃类电解液添加剂而言，功能添加剂a能够在高压应用条件下表现出明显的优越性，使得本方案的耐压电解液能够有效地改善电池产品在高压循环过程中发生容量衰减和电压降的情况。
3、优选地，功能添加剂a的结构通式为其中，r5为氢或c1～10烷基或c1～10烷氧基或c1～10被卤代的烷基或c1～10被卤代的烷氧基，r6为烷基或被取代烷基。通过对功能添加剂a的化学结构进行进一步优选，使得基于本方案提供的耐压电解液的电池产品在高温高压应用条件下的容量保持率得到提高。
4、优选地，功能添加剂a的结构通式为r7、r8、r9、r10独立地选自氢或c1～10烷基或c1～10烷氧基或c1～10被卤代的烷基或c1～10被卤代的烷氧基。
5、优选地，添加剂组分还包括含硫添加剂和碳酸亚乙烯酯，其中，含硫添加剂包括硫酸乙烯酯(dtd)、1,3-丙烷磺酸内酯(ps)、1,3-丙烯磺酸内酯(pst)中的至少一种，碳酸酯类添加剂包括碳酸亚乙烯酯(vc)；锂盐组分包括六氟磷酸锂(lipf6)和锂盐添加剂，锂盐添加剂包括双氟磺酰亚胺锂(lifsi)、二氟磷酸锂(lipo2f2)、二草酸硼酸锂(libob)、二氟二草酸磷酸锂(liodfp)中的至少一种。
6、优选地，含硫添加剂包括1,3-丙烷磺酸内酯。基于本方案所选择的功能添加剂a，向电解液配方中引入ps，能够对功能添加剂a起到明显优于其他含硫添加剂的正负极成膜辅助作用。
7、优选地，锂盐添加剂包括二氟磷酸锂。基于功能添加剂a的应用，进一步选用二氟磷酸锂作为锂盐添加剂，功能添加剂a与二氟磷酸锂共同作为正负极表面成膜物质，两者协同增效，令正负极成膜效果更佳。
8、优选地，按照质量比计算，功能添加剂a：含硫添加剂：锂盐添加剂＝0.3～1:0.5～3:0.5～1。令功能添加剂a与含硫添加剂、锂盐添加剂的配比进行调控，能够在成膜阻抗保持在较低水平的前提下，令sei膜的致密程度得到进一步提升。
9、优选地，有机溶剂组分包括环状碳酸酯、链状碳酸酯和链状羧酸酯。
10、优选地，环状碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯和碳酸乙烯酯，所述链状碳酸酯包括碳酸二乙酯，所述链状羧酸酯包括碳酸二乙酯，所述链状羧酸酯包括二氟乙酸乙酯；在所述耐压电解液中，氟代碳酸乙烯酯和碳酸乙烯酯的总质量：碳酸二乙酯的质量：二氟乙酸乙酯的质量＝1～15：2～70:5～20。基于功能添加剂a能够在电池正极表面形成的cei膜能够为正极提高可靠的保护，在此基础上，通过对溶剂组分进行优化，不仅能够进一步提高耐压电解液的循环特性，还能够为电解液中的各种活性成分提供良好的溶解介质，提升正极cei膜、负极sei膜的成膜质量。
11、根据本专利技术的第二个方面，提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括如上所述耐压电解液。本方案提供的锂离子电池具有良好的高压应用性能，能够在高压应用条件下保持良好的循环稳定性。
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1.一种耐压电解液，其特征在于：
2.如权利要求1所述耐压电解液，其特征在于：所述功能添加剂A的结构通式为其中，R5为氢或C1～10烷基或C1～10烷氧基或C1～10被卤代的烷基或C1～10被卤代的烷氧基，R6为烷基或被取代烷基。
3.如权利要求2所述耐压电解液，其特征在于：所述功能添加剂A的结构通式为R7、R8、R9、R10独立地选自氢或C1～10烷基或C1～10烷氧基或C1～10被卤代的烷基或C1～10被卤代的烷氧基。
4.如权利要求1所述耐压电解液，其特征在于：
5.如权利要求4所述耐压电解液，其特征在于：所述含硫添加剂包括1,3-丙烷磺酸内酯。
6.如权利要求4所述耐压电解液，其特征在于：所述锂盐添加剂包括二氟磷酸锂。
7.如权利要求4所述耐压电解液，其特征在于：按照质量比计算，所述功能添加剂A：所述含硫添加剂：所述锂盐添加剂＝0.3～1:0.5～3:0.5～1。
8.如权利要求4所述耐压电解液，其特征在于：所述有机溶剂组分包括环状碳酸酯、链状碳酸酯和链状羧酸酯。
9.如权利要
10.一种锂离子电池，其特征在于：所述锂离子电池包括如权利要求1～9任一项所述耐压电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种耐压电解液，其特征在于：
2.如权利要求1所述耐压电解液，其特征在于：所述功能添加剂a的结构通式为其中，r5为氢或c1～10烷基或c1～10烷氧基或c1～10被卤代的烷基或c1～10被卤代的烷氧基，r6为烷基或被取代烷基。
3.如权利要求2所述耐压电解液，其特征在于：所述功能添加剂a的结构通式为r7、r8、r9、r10独立地选自氢或c1～10烷基或c1～10烷氧基或c1～10被卤代的烷基或c1～10被卤代的烷氧基。
4.如权利要求1所述耐压电解液，其特征在于：
5.如权利要求4所述耐压电解液，其特征在于：所述含硫添加剂包括1,3-丙烷磺酸内酯。
6.如权利要求4所述耐压电解液，其特征在于：所述锂盐添加剂包括二氟磷酸锂。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚慧敏，
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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