CN105070947A - 电解液以及包括该电解液的锂离子电池 - Google Patents

电解液以及包括该电解液的锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池，其中电解液包括锂盐、有机溶剂、添加剂A和添加剂B，所述添加剂A为磷酸环酐类化合物，所述添加剂B为含有亚胺基团、碳化二亚胺基团以及氰基中的一种或多种的有机化合物。由于电解液中包含有添加剂A和添加剂B，应用到锂离子电池中后，提高了锂离子电池的循环性能，特别是提高了锂离子电池在45℃较高温度下的循环性能；另外，还能够提高锂离子电池在高温下的存储性能。

Description

电解液以及包括该电解液的锂离子电池
技术领域
本申请涉及锂离子电池技术领域，特别地涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池。
背景技术
近年来，随着智能电子产品的快速发展，对锂离子电池的续航能力提出了更高的要求。为了提高锂离子电池的能量密度，开发高电压锂离子电池是有效方法之一。
目前，工作电压在4.35V以上的锂离子电池已成为众多科研单位和企业研究的热点。然而在高电压下，正极材料的氧化活性升高、稳定性下降，导致非水电解液容易在正极表面发生电化学氧化反应，进而分解产生气体。同时，正极活性材料中的过渡金属元素，例如镍、钴、锰等会发生还原反应而溶出，从而引起锂离子电池电化学性能进一步恶化。目前主要的解决方法是向电解液中加入成膜添加剂。这些添加剂能够在正极成膜，但会造成界面阻抗增加，导致电池中锂离子迁移扩散动力学性能降低，进而使得电池的倍率及循环性能衰减。
因此，确有必要开发一种在高电压下仍能使锂离子电池保持良好循环寿命、低阻抗和高温存储性能优异的电解液。
发明内容
为了解决上述问题，本申请人进行了锐意研究，结果发现：将包含添加剂A和添加剂B的电解液，其中所述添加剂A为磷酸环酐类化合物，所述添加剂B为含有亚胺基团、碳化二亚胺基团以及氰基中的一种或多种的有机化合物，将该电解液应用到锂离子电池中后，不仅能够提高锂离子电池的循环性能，而且能够提高锂离子电池在高温下的存储性能，从而完成本申请。
本申请的目的在于提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂、添加剂A和添加剂B，其中，所述添加剂A为磷酸环酐类化合物，所述添加剂B为含有亚胺基团、碳化二亚胺基团以及氰基中的一种或多种的有机化合物。
本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池包括正极片、负极片、锂电池隔膜和本申请所提供的电解液。
本申请提供的电解液中由于包含有添加剂A和添加剂B，使得该电解液能够形成致密且厚度较小的固体电解质界面(SEI)膜，稳定了极片，并且大大的降低了阻抗，提高了锂离子电池的循环性能，特别是提高了锂离子电池在45℃较高温度下的循环性能。另外，本申请提供的电解液，应用到锂离子电池中后，还能够提高锂离子电池在高温下的存储性能。
具体实施方式
下面通过对本申请进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
本申请的目的在于提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂、添加剂A和添加剂B，其中，所述添加剂A为磷酸环酐类化合物，所述添加剂B为含有亚胺基团、碳化二亚胺基团以及氰基中的一种或多种的有机化合物。
上述所提到的磷酸环酐类化合物为一种或多种磷酸经分子间脱水缩合形成的具有环状结构的化合物，所述环状结构的化合物由磷原子和氧原子交替构成，且在磷原子上连接有磷氧双键，此外，在与磷原子相连接的单键上可根据实际需求和合理的情况连接其他基团进行修饰。
优选地，所述添加剂A为选自下述式I所示的化合物中的一种或多种。
在上述式I中，R1、R2、R3各自独立地为选自氢原子、碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为2～20的脂肪醚基、碳原子数为2～20的烷羧基、含有氧原子、硫原子、氮原子的芳族杂环基团以及上述烷烃基、芳基、脂肪醚基、烷羧基、芳族杂环基团均被卤原子取代所形成的基团中的一种，其中，卤原子为F、Cl、Br。其中，烷羧基为烷烃基中的氢原子被羧基(-COOH)取代所形成的基团。
在上述式I中，R1、R2、R3可以互不相同，也可以彼此相同，又或者是其中任意两者相同。
在上述式I中，碳原子数为1～20的烷烃基，烷烃基的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状烷烃基和环状烷烃基均可，其中链状烷烃基又包括直链烷基和支链烷烃基，另外，环状烷烃基上可以有取代基，也可以不含有取代基。在所述烷烃基中，烷烃基中碳原子数的优选的下限值可为1、3、5，烷烃基中碳原子数的优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、10、12、16。
优选地，选择碳原子数为1～10的烷烃基，进一步优选地，选择碳原子数为1～6的链状烷烃基，碳原子数为3～8的环状烷烃基，更进一步优选地，选择碳原子数为1～4的链状烷烃基，碳原子数为5～7的环状烷烃基。
作为烷烃基的实例，具体可以举出：甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、环戊基、2，2-二甲基丙基、1-乙基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、正己基、异己基、2-己基、3-己基、环己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、1，1，2-三甲基丙基、3，3-二甲基丁基、正庚基、2-庚基、3-庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、异庚基、环庚基、正辛基、环辛基、壬基、癸基、十一烷烃基、十二烷烃基、十三烷烃基、十四烷烃基、十五烷烃基、十六烷烃基、十七烷烃基、十八烷烃基、十九烷烃基、二十烷烃基。
在上述式I中，碳原子数为6～26的芳基，芳基的具体种类并没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，例如，苯基、苯烷基、至少含有一个苯基的芳基例如联苯基、稠环芳烃基均可，其中在联苯基和稠环芳烃基上还可以连接有其他取代基团。在所述芳基中，碳原子数的优选的上限值可为7、8、9、10、12、14、16、18、20、22，芳基中碳原子数的优选的下限值可为6、7、8、9。
在优选的实施方式中，选择碳原子数为6～16的芳基，进一步优选地，选择碳原子数为6～9的芳基，更进一步优选地，选择苯基、碳原子数为7～9的苯烷基。
作为芳基的实施，具体可以举出：苯基、苄基、联苯基、对甲苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对乙苯基、间乙苯基、邻乙苯基、3，5-二甲苯基、2，6-二甲基苯基、3，5-二乙基苯基、2，6-二乙基苯基、3，5-二异丙苯基、2，6-二异丙苯基、3，5-二正丙苯基、2，6-二正丙苯基、3，5-二正丁苯基、2，6-二正丁苯基、3，5-二异丁苯基、2，6-二异丁苯基、3，5-二叔丁苯基、2，6-二叔丁苯基、三苯甲基、1-萘基、2-萘基。
在上述式I中，碳原子数为2～20的脂肪醚基，醚基的具体种类并不受到具体的限制，例如饱和脂肪醚基、不饱和脂肪醚基均可。在饱和脂肪醚基中，与氧相连的烷烃基可为链状烷烃基，也可为环状烷烃基。在不饱和脂肪醚基中，与氧相连的烷烃基可为链状烷烃基，也可为环状烷烃基，与氧相连的不饱和基团可为烯基，也可为炔基，其中所述烯基可为链状烯基，也可为环状烯基，同样的，炔基也可为链状炔基，也可为环状炔基，特别的，不饱和基团为单烯基、单炔基。在所述醚基中，醚基中碳原子数的优选的下限值可为2、3、4，烷基中碳原子数的优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、10、12、14、16。
优选地，选择碳原子数为2～10的饱和脂肪醚基、碳原子数为3～10的不饱和脂肪醚基，进一步优选地，选择碳原子数为2～6的饱和脂肪醚基、碳原子数为3～8的不饱和醚基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～4的饱和脂肪醚基、碳原子数为3～6的饱和脂肪醚基。
作为脂肪醚基的实例，具体可以举出：甲氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基甲基、正丙氧基正丙基、正丙氧基甲基、正丙氧基乙基、正丙氧基异丙基、正丁氧基甲基、正丁氧基乙基、正丁氧基正丙基、叔丁氧基甲基、叔丁氧基乙基、叔丁氧基正丙基、叔丁氧基异丙基、叔丁氧基正丁基、正戊氧基异戊基、正戊氧基环戊基、环戊氧基环戊基、正己氧基正己基、环己氧基环己基、甲氧基乙烯基、甲氧基烯丙基、甲氧基丙烯基、乙氧基乙烯基、乙氧基烯丙基、乙氧基丙烯基、甲氧基环戊烯基、甲氧基环己烯基。
在上述式I中，碳原子数为2～20的烷羧基，其中与羧基(-COOH)相连的烷烃基的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状烷烃基和环状烷烃基均可，其中链状烷烃基又包括直链烷烃基和支链烷烃基，另外，环状烷烃基上可以有取代基，也可以不含有取代基。与烷烃基相连接的羧基的个数可为1个、2个、3个或者4个，特别地，优选为1个。在所述烷羧基中，烷羧基中碳原子数的优选的下限值可为2、3、4、5，烷氰基中碳原子数的优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、10、12、16、18、20。
优选地，选择碳原子数为2～10的烷羧基，进一步优选地，选择碳原子数为2～8的链状烷羧基，碳原子数为3～10的环状烷羧基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～6的链状烷羧基，碳原子数为5～8的环状烷羧基。
作为烷羧基的实例，具体可以举出：羧甲基、羧基乙基、1-羧基正丙基、2-羧基正丙基、3-羧基正丙基、2-羧基异丙基、4-羧基正丁基、3-羧基仲丁基、2-羧基仲丁基、1-羧基仲丁基、叔丁基羧基、5-羧基正戊基、4-羧基正戊基、3-羧基正戊基、2-羧基正戊基、1-羧基正戊基、4-羧基异戊基、3-羧基异戊基、2-羧基异戊基、1-羧基异戊基、2-羧基环戊基、1-羧基-2，2-二甲基丙基、3-羧基-2，2-二甲基丙基、3-羧基-1-乙基丙基、4-羧基-1-甲基丁基、6-羧基-正己基、4-羧基-异己基、4-羧基环己基、3-羧基-1，1，2-三甲基丙基、7-羧基-正庚基、8-羧基-正辛基、2-羧甲基-4-羧基丁基、2-羧基环庚基、5-羧基环辛基。
在上述式I中，含有氧原子、硫原子、氮原子的芳族杂环基团，其中，芳族杂环基团的例子包括：单环芳族杂环基团，特别的选择5或6元单环芳族杂环基团，其中的每一个含有1～4个选自氧原子、硫原子和氮原子的杂原子作为除了碳原子以外的成环原子；由所述单环芳族与苯环缩合而得到的稠合杂环基团，以及由所述单环芳族杂环缩合而得到的稠合杂环基团。特别的，优选为含有氧原子、硫原子、氮原子的单环芳族杂环基团。
作为芳族杂环基团的实例，具体可以举出呋喃基、噻吩基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、异噻唑基、噁唑基、异噁唑基、噁二唑基、噻二唑基、三唑基、四唑基、三嗪基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噁唑基、苯并异噁唑基、苯并噻唑基、苯并咪唑基、苯并三唑基、吲哚基、吲唑基、吡咯并吡嗪基、咪唑并吡啶基、咪唑并吡嗪基、吡唑并吡啶基、吡唑并噻吩基、吡唑并三嗪基。
在上述式I中，上述所提到的碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为2～20的脂肪醚基、碳原子数为2～20的烷羧基、含有氧原子、硫原子、氮原子、磷原子的芳族杂环基团均被卤原子取代所形成相应的卤代物，当被卤原子取代时，上述所提到的基团中的至少一个氢原子被卤原子所取代，特别的选用F、Cl进行取代。卤原子的个数可为1个、2个、3个、或4个，当被2个以上的卤原子取代时，卤原子可相同，也可不同。
当烷烃基被取代时，优选地，选择碳原子数为1～10的卤代烷烃基，进一步优选地，选择碳原子数为1～6的链状卤代烷烃基，碳原子数为3～8的环状卤代烷烃基，更进一步优选地，选择碳原子数为1～4的链状卤代烷烃基，碳原子数为5～7的环状卤代烷烃基。
当芳基被取代时，选择碳原子数为6～16的卤代芳基，进一步优选地，选择碳原子数为6～9的卤代芳基，更进一步优选地，选择卤代苯基、碳原子数为7～9的卤代苯烷基。
当脂肪醚基被卤原子取代时，优选地，选择碳原子数为2～10的卤代饱和脂肪醚基、碳原子数为3～10的卤代不饱和脂肪醚基，进一步优选地，选择碳原子数为2～6的卤代饱和脂肪醚基、碳原子数为3～8的卤代不饱和醚基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～4的卤代饱和脂肪醚基、碳原子数为3～6的卤代不饱和脂肪醚基。
当烷羧基被卤原子取代时，优选地，选择碳原子数为2～10的卤代烷羧基，进一步优选地，选择碳原子数为2～8的链状卤代烷羧基，碳原子数为3～10的环状卤代烷羧基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～6的链状卤代烷羧基，碳原子数为5～8的环状卤代烷羧基。
当含有氧原子、硫原子、氮原子的芳族杂环基团被卤原子取代时，优选地，选择卤代单环芳族杂环基团，特别的，选择对上述提到的具体的芳族杂环基团的实例被卤原子所取代。
作为磷酸环酐类化合物的实例，具体可以举出：
优选地，在上述电解液中，所述磷酸环酐类化合物的含量为电解液的总重量的0.01％～5％。进一步优选地，所述磷酸环酐类化合物的含量为电解液的总重量的0.1～3％。
在上述电解液中，在所述添加剂B中，所述亚胺基团表示为所述碳化二亚胺基团表示为-N＝C＝N-，所述氰基表示为-C＝N。在所述添加剂B中，可以含有上述提到的基团中的一种，或者是其中的任意两种，例如同时含有氰基和亚胺基，又或者是上述三者都含有。在所述添加剂B中，亚胺基团的个数可为1个或2个，碳化二亚胺的个数可为1个或2个，氰基的个数至少为2个以上，优选地，氰基的个数为2～6个，更优选的，氰基的个数为2个或3个。
优选地，所述添加剂B为选自下述式II、式III、式IV、式V所示的化合物中的一种或多种。
在上述式II、式III中，R11、R12、R13、R21、R22各自独立地为选自氢原子、碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为6～24的芳基、碳原子数为2～22的烷氰基、碳原子数为7～26的芳氰基中的一种。其中，所述烷氰基、芳氰基为烷烃基、芳基中的氢原子被氰基取代相应的所形成的基团。特别的，在式II中，R11不为氢原子，R12、R13不同时为氢原子，在式III中，R21、R22均不为氢原子。
在上述式IV中，R31为选自碳原子数为1～20的亚烷烃基、碳原子数为6～24的亚芳基中的一种。
在上述式V中，R32为选自碳原子数为1～20的次烷烃基、碳原子数为6～24的次芳基中的一种。
在上述式II、式III中，碳原子数为1～20的烷烃基，其中烷烃基的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状烷烃基和环状烷烃基均可，其中链状烷烃基又包括直链烷基和支链烷烃基，另外，环状烷烃基上可以有取代基，也可以不含有取代基。在所述烷烃基中，烷烃基中碳原子数的优选的下限值可为1、3、4、5，烷烃基中碳原子数的优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、10、12、16。
优选地，选择碳原子数为1～10的烷烃基，进一步优选地，选择碳原子数为1～6的链状烷烃基，碳原子数为3～8的环状烷烃基，更进一步优选地，选择碳原子数为1～4的链状烷烃基，碳原子数为5～7的环状烷烃基。
作为烷烃基的实例，具体可以举出：甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、环戊基、2，2-二甲基丙基、1-乙基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、正己基、异己基、2-己基、3-己基、环己基、4-甲基环己基、3-甲基环己基、2-甲基环己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、1，1，2-三甲基丙基、3，3-二甲基丁基、正庚基、2-庚基、3-庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、异庚基、环庚基、正辛基、环辛基、壬基、癸基、十一烷烃基、十二烷烃基、十三烷烃基、十四烷烃基、十五烷烃基、十六烷烃基、十七烷烃基、十八烷烃基、十九烷烃基、二十烷烃基。
在上述式II、式III中，碳原子数为6～24的芳基，其中芳基的具体种类并没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，例如苯基、苯烷基、至少含有一个苯基的芳基例如联苯基、稠环芳烃基均可，其中在联苯基和稠环芳烃基上还可以连接有其他取代基团，例如烷烃基。在所述芳基中，碳原子数的优选的上限值可为7、8、9、10、12、14、16、18、20、22，芳基中碳原子数的优选的下限值可为6、7、8、9。
在优选的实施方式中，选择碳原子数为6～16的芳基，进一步优选地，选择碳原子数为6～9的芳基，进一步优选地，选择苯基、碳原子数为6～9的芳基。
作为芳基的实施，具体可以举出：苯基、苄基、联苯基、对甲苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对乙苯基、间乙苯基、邻乙苯基、对异丙基苯基、邻异丙基苯基、间异丙基苯基、对正丁基苯基、邻正丁基苯基、间正丁基苯基、3，5-二甲苯基、2，6-二甲基苯基、3，5-二乙基苯基、2，6-二乙基苯基、3，5-二异丙苯基、2，6-二异丙苯基、3，5-二正丙苯基、2，6-二正丙苯基、3，5-二正丁苯基、2，6-二正丁苯基、3，5-二异丁苯基、2，6-二异丁苯基、3，5-二叔丁苯基、2，6-二叔丁苯基、三苯甲基、1-萘基、2-萘基。
在上述式II、式III中，碳原子数为2～22的烷氰基，其中与氰基相连的烷烃基的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状烷烃基和环状烷烃基均可，其中链状烷烃基又包括直链烷烃基和支链烷烃基，另外，环状烷烃基上可以有取代基，也可以不含有取代基。与烷烃基相连接的氰基的个数可为1个、2个、3个或者4个，特别地，优选为1个或者2个。在所述烷氰基中，烷氰基中碳原子数的优选的下限值可为2、3、4、5，烷氰基中碳原子数的优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、10、12、16、18、20。
优选地，选择碳原子数为2～10的烷氰基，进一步优选地，选择碳原子数为2～8的链状烷氰基，碳原子数为3～10的环状烷氰基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～6的链状烷氰基，碳原子数为5～8的环状烷氰基。
作为烷氰基的实例，具体可以举出：氰甲基、2-氰基乙基、1-氰基乙基、3-氰基正丙基、2-氰基异丙基、4-氰基正丁基、3-氰基仲丁基、2-氰基仲丁基、1-氰基仲丁基、叔丁基氰基、5-氰基正戊基、4-氰基正戊基、3-氰基正戊基、2-氰基正戊基、1-氰基正戊基、4-氰基异戊基、3-氰基异戊基、2-氰基异戊基、1-氰基异戊基、1-氰基-2，2-二甲基丙基、3-氰基-2，2-二甲基丙基、3-氰基-1-乙基丙基、4-氰基-1-甲基丁基、6-氰基-正己基、4-氰基-异己基、3-氰基-1，1，2-三甲基丙基、7-氰基-正庚基、8-氰基-正辛基、2-氰甲基-4-氰基丁基、4-氰基环己基、3-氰基环己基、2-氰基环己基、3-氰基环戊基、2-氰基环戊基、2，6-二氰基环己基、3，5-二氰基环己基。
在上述式II、式III中，碳原子数为7～26的芳氰基，其中与氰基相连的芳基的具体种类并不受到具体限制，可根据实际需求进行选择，例如苯基、苯烷基、联苯基、苄基和稠环芳烃基如萘基、蒽基、菲基等均可。与芳基相连接的氰基的个数可为1个、2个、3个或者4个，特别地，优选为1个或者2个。在所述芳氰基中，芳氰基中碳原子数的优选的下限值可为7、8、9，芳氰基中碳原子数的优选的上限值可为7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24。
优选地，选择碳原子数为7～16的芳氰基，进一步地优选，选择碳原子数为7～14的芳氰基，更进一步优选地，选择碳原子为7～10的芳氰基。
作为芳氰基的实例，具体可以举出：4-氰基苯基、2-氰基苯基、3-氰基苯基、4-氰甲基苯基、2-氰甲基苯基、3-氰甲基苯基、4-氰乙基苯基、2-氰乙基苯基、3-氰乙基苯基、3，5-二氰基苯基、2，6-二氰基苯基、3，5-二氰甲基苯基、2，6-二氰甲基苯基、3，5-二氰乙基苯基、2，6-二氰乙基苯基、4-氰基苯甲基、3-氰基苯甲基、2-氰基苯甲基、2-氰基-1-萘基。
在上述IV中，碳原子数为1～20的亚烷烃基，亚烷烃基的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状亚烷烃基和环状亚烷烃基均可，其中链状亚烷烃基又包括直链亚烷烃基和支链亚烷烃基，另外，环状亚烷烃基上可以有取代基，例如烷烃基，也可以不含有取代基。在所述亚烷烃基中，亚烷烃基中碳原子数的优选的下限值可为1、3、4、5，亚烷烃基中碳原子数的优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、10、12、16、、18。
优选地，选择碳原子数为1～10的亚烷烃基，进一步优选地，选择碳原子数为1～6的链状亚烷烃基，碳原子数为3～8的环状亚烷烃基，更进一步优选地，选择碳原子数为1～4的链状亚烷烃基，碳原子数为5～7的环状亚烷烃基。
作为亚烷烃基的实例，具体可以举出：亚甲基、亚乙基、1，2-亚乙基、亚丙基、1，3-亚丙基、2-甲基-1，3-亚丙基、1，3-二甲基亚丙基、1-甲基-1，2-亚乙基，1，1-二甲基亚乙基、1，2-二甲基亚乙基、1，4-亚丁基、1，5-亚戊基、1，6-亚己基、1，1，4，4-四甲基亚丁基、1，7-亚庚基、1，8-亚辛基、亚环丙基、亚环丁基、1，4-亚环己基、2-甲基-1，4-亚环己基、1，2-亚环己基、1，3-亚环己基、1，2-亚环戊基、4-乙基-1，2-亚环戊基、1，3-亚环戊基、1，2-亚环辛基、1，5-亚环辛基。
在上述式IV中，碳原子数为6～24的亚芳基，亚芳基的具体种类并没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，例如，亚苯基、亚苯烷基、至少含有一个苯基的亚芳基例如亚联苯基、亚稠环芳烃基均可，其中在亚联苯基和亚稠环芳烃基上还可以连接有其他取代基团，例如烷烃基。
亚芳基中碳原子数的优选的上限值可为7、8、9、10、12、14、16、18、20、22，亚芳基中碳原子数的优选的下限值可为6、7、8、9。
在优选的实施方式中，选择碳原子数为6～16的亚芳基，进一步优选地，选择碳原子数为6～9的亚芳基。
作为亚芳基的实施，具体可以举出：1，2-亚苯基、1，3-亚苯基、1，4-亚苯基、亚苄基、异丙基亚苄基、4，4’-亚联苯基、苯基亚甲基、苯基-1，2-亚乙基、1-甲基-2，3-亚苯基、1-甲基-2，4-亚苯基、1-甲基-2，6-亚苯基、1-甲基-2，5-亚苯基、1-乙基-2，3-亚苯基、1-乙基-2，4-亚苯基、1-乙基-2，6-亚苯基、1-乙基-2，5-亚苯基、邻苯二甲基、间苯二甲基、对苯二甲基、邻苯二乙基、间苯二乙基、对苯二乙基、邻苯二异丙基、间苯二异丙基、对苯二异丙基、邻苯二丁基、间苯二丁基、对苯二丁基、二苯亚甲基、1，1’-亚甲基-4，4’-二苯基、1，10-亚萘基、萘亚甲基。
在上述式V中，碳原子数为1～20的次烷烃基，其中次烷烃基的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状次烷烃基和环状次烷烃基均可，其中链状次烷烃基又包括直链次烷烃基和支链次烷烃基，另外，环状次烷烃基上可以有取代基，例如烷烃基，也可以不含有取代基。在所述次烷烃基中，次烷烃基中碳原子数的优选的下限值可为1、3、4、5，烷烃基中碳原子数的优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、10、12、16。
优选地，选择碳原子数为1～10的次烷烃基，进一步优选地，选择碳原子数为1～6的链状次烷烃基，碳原子数为3～8的环状次烷烃基，更进一步优选地，选择碳原子数为1～4的链状次烷烃基，碳原子数为5～7的环状次烷烃基。
作为次烷烃基的实例，具体可以举出：次甲基、次乙基、1，1，2-次乙基、1，2，3-次丙基、1，1，3-次丙基、1-亚甲基-1，2-亚乙基、1，2，3-次环丙基、次丁基、1，2，3-次丁基、1-甲基-1，2，3-次丙基、2-甲基-1，2，3-次丙基、1，3，5-次戊基、1，2，3-次环戊基、1-乙基-1，2，3-次丙基、1-甲基-1，2，4-次丁基、2-甲基-1，2，4-次丁基、1，3，6-次己基、4-甲基-1，2，5-次戊基、1，2，6-次环己基、2，6-二甲基-1，3，5-次环己基、4，6-二甲基-1，3，5-次环己基、1，5，7-次庚基、6-甲基-1，3，6-次庚基、6-甲基-1，4，6-次庚基、1，2，3-环庚基、萘次甲基。
在上述式V中，碳原子数为6～24的次芳基，次芳基的具体种类并没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，例如，次苯基、次苯烷基、至少含有一个苯基的次芳基例如次亚联苯基、次稠环芳烃基均可，其中在次联苯基和次稠环芳烃基上还可以连接有其他取代基团，例如烷烃基。次芳基中碳原子数的优选的上限值可为7、8、9、10、12、14、16、18、20、22，次芳基中碳原子数的优选的下限值可为6、7、8、9。
在优选的实施方式中，选择碳原子数为6～16的次芳基，进一步优选地，选择碳原子数为6～9的次芳基。
作为次芳基的实施，具体可以举出：1，3，5-次苯基、1-甲基-2，4，6-次苯基、1-异丙基-2，4，6-次苯基、1-乙基-2，4，6-次苯基、1-正丙基-2，4，6-次苯基、2-苯基-1，2，3-次丙基、1-苯基-1，2，3-次丙基。
作为添加剂B的实例，具体可以举出：
优选地，在上述电解液中，所述添加剂B的含量为电解液的总重量的0.01％～5％。进一步优选地，所述添加剂B的总含量为电解液的总重量的0.1～3％。
经研究发现，由于本申请提供的电解液中包含有添加剂A和添加剂B，通过上述二者分子间的相互作用，电解液在正极表面所形成的膜的界面阻抗较小；并且在上述二者的共同作用下，电解液在正极表面均匀成膜。此外，由于本申请提供的电解液中同时包含有添加剂A和添加剂B，还提高了电解液与石墨或金属锂等低电位负极活性材料相容性差的问题，提高了锂离子电池的循环性能。因此添加剂A和添加剂B的组合使用可以产生很好的协同作用，既能够使锂离子电池保持良好循环寿命，又可以降低阻抗和提高高温存储特性，提高了锂离子电池的循环性能，特别是提高了锂离子电池在45℃较高温度下的循环性能。另外，本申请提供的电解液，应用到锂离子电池中后，还能够提高锂离子电池在高温下的存储性能。
优选地，所述电解液中还包括添加剂C，所述添加剂C选自碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1，2-二氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯中的至少一种。
当电解液中包括有所述添加剂C时，所述添加剂C的含量为电解液的总重量的0.01％～10％，进一优选地，所述添加剂C的含量为电解液的总重量的0.1％～8％。
将包含有所述添加剂A、添加剂B和添加剂C的电解液，应用到锂离子电池中后，能够进一步提高锂离子电池的循环性能和高温存储性能。
在上述电解液中，优选地，所述有机溶剂为选自乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、丁烯碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、1，4-丁内酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯中的一种或多种。当然并不仅仅局限于上述所提到的具体的化合物，也可以是上述具体的化合物的卤代衍生物。
在上述电解液中，所述锂盐任选自有机锂盐或无机锂盐中的至少一种。特别地，所述锂盐中含有氟元素、硼元素、磷元素中的至少一种。
优选地，所述锂盐为选自六氟磷酸锂LiPF6、四氟硼酸锂LiBF4、高氯酸锂LiClO4、三氟甲烷磺酸锂LiCF3SO3、双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂LiN(CF3SO2)2(简写为LiTFSI)、双(氟磺酰)亚胺锂Li(N(SO2F)2(简写为LiFSI)、双草酸硼酸锂LiB(C2O4)2(简写为LiBOB)、二氟草酸硼酸锂LiBF2(C2O4)(简写为LiDFOB)中的一种或多种。
优选地，所述锂盐在电解液中的摩尔浓度为0.5～3mol/L，进一步优选地，所述锂盐在电解液中的摩尔浓度为0.8～2.5mol/L，优选地，所述锂盐在电解液中的摩尔浓度为1～2mol/L。
在本申请中，电解液采用常规方法制备即可，例如将电解液中的各个物料混合均匀即可。
本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片、锂电池隔膜和电解液，其中，电解液为本申请提供的电解液。
在上述锂离子电池中，所述正极片包括正极活性材料；所述负极片包括负极活性材料。其中，正极活性材料、负极活性材料的具体种类均不受到具体的限制，可根据需求进行选择。
优选地，所述正极活性材料为选自钴酸锂(LiCoO2)和锂镍锰钴三元材料中的一种或多种。
优选地，所述负极活性材料选自石墨和硅中的一种或多种，其中，硅可选自硅纳米颗粒、硅纳米线、硅纳米管、硅薄膜、3D多孔结构硅以及中空多孔硅的一种或多种，但并不局限于上述所举出的硅。
在上述电解液中，所述锂电池隔膜的具体种类并不受到具体的限制，可选用锂离子电池中使用的任何常规锂电池隔膜材料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯以及上述聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯的多层复合膜，但并不限于上述所举出的锂电池隔膜材料。
本申请提供的锂离子电池的制备方法在本领域中是公知的，可以按现有的锂离子电池制备方法制造本申请所提供的锂离子电池。
实施例
以下通过具体实例进一步描述本申请。不过这些实例仅仅是范例性的，并不对本申请的保护范围构成任何限制。
在下述实施例、对比例以及试验例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。
在下述实验例、对比例以及试验例中，所用到的物料如下所示：
溶剂：乙烯碳酸酯(简称为EC)、碳酸二乙酯(简称为DEC)。
添加剂A：
添加剂B：
添加剂C：碳酸亚乙烯酯(VC)、亚硫酸丙烯酯(PS)。
锂盐：LiPF6。
锂电池隔膜：16微米厚的聚丙烯隔离膜(型号为A273，由Celgard公司提供)。
实施例1～29锂离子电池1～29的制备
锂离子电池(简称电池)1～29均按照下述方法进行制备：
(1)正极片制备
将钴酸锂(LiCoO2)、粘结剂(聚偏氟乙烯)、导电剂(乙炔黑)按照重量比为LiCoO2∶聚偏氟乙烯∶乙炔黑＝98∶1∶1进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)，在真空搅拌机作用下搅拌至体系成均一透明状，获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆于厚度为12μm的铝箔上；将铝箔在室温晾干后转移至120℃烘箱干燥1h，然后经过冷压、分切得到正极片。
(2)负极片制备
将石墨、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)、粘结剂丁苯橡胶按照重量比为石墨∶粘结剂丁苯橡胶∶增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)＝98∶1∶1进行混合，加入到去离子水后，在真空搅拌机搅拌的搅拌作用下获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在铜箔上；将铜箔在室温晾干后转移至120℃烘箱干燥1h，然后经过冷压、分切得到负极片。
(3)电解液制备
电解液1～29均按照下述方法进行制备：
在含水量＜10ppm的干燥房中，将已经精馏脱水纯化处理的EC、DEC混合均匀形成混合液，将充分干燥的锂盐溶解于上述混合液中，然后在混合液中加入添加剂A和添加剂B、或者是在混合液中添加剂A、添加剂B和添加剂C，混合均匀，获得电解液。其中，锂盐的浓度为1mol/L，EC、DEC的体积比为EC∶DEC＝3∶7。
(4)锂离子电池的制备
将正极片、锂电池隔离膜、负极片按顺序叠好，使锂电池隔离膜处于正、负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将裸电芯置于外包装箔中，将上述制备好的电解液注入到干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，获得锂离子电池(简称电池)。
在上述电池的制备过程中，各个电池中所选用的电解液、各个电解液中所用到的添加剂A、添加剂B和添加剂C的具体种类以及含量，如下表1中所示。
在所述表1中，添加剂的用量均是基于电解液的总重量所计算得到的重量百分数。
表1
注：在上述表1中，“-”表示不选取任何物质；A1重量∶A2重量＝1∶1；A4重量∶A2重量＝3∶2；A1重量∶A2重量∶A3重量＝2∶1∶1；A1重量∶A2重量∶A5重量＝1∶1∶1；B1∶B2＝1∶1；B4重量∶B2重量＝3∶1；VC重量∶PS重量＝2∶3。
对比例电池1#～4#的制备
电池1#～4#均按照下述方法进行制备：
重复实施例中制备电池3的方法，其中，改变添加剂A、添加剂B、添加剂C的含量，其余条件不变。
在制备上述电池1#～4#的过程中，各个电池中所选用的电解液、各个电解液中所用到的添加剂A、添加剂B和添加剂C的具体种类以及含量，如下表2中所示。
在所述表2中，添加剂的用量均是基于电解液的总重量所计算得到的重量百分数。
表2
注：在上述表2中，“-”表示不选取任何物质；VC重量∶PS重量＝2∶3。
试验例
(1)锂离子电池的直流内阻测试
将制备得到的电池均分别进行下述测试：
将锂离子电池25℃下以1C(标称容量)恒流充电到4.45V，转恒压4.45V充电至电流≤0.05C，搁置5min，以1C恒流放电至截至电压3V，记录实际放电容量，并以实际容量将电池调节至所需满充容量50％，以0.3C的电流持续放电10s，以放电前电压及放电终止时电压之差，除以电流，得到0.3C-10s的直流内阻(DCIR)(分别测得15支电池的直流内阻，取其平均值)，电池的DCIR测试数据参见表3。
(2)锂离子电池高温存储性能测试
将制备得到的电池均分别进行下述测试：
在25℃下，将锂离子电池静置30分钟，之后以0.5C倍率恒流充电至4.45V，再在4.45V下恒压充电至0.05C，并静置5分钟，然后在90℃下储存4小时后，测定得出锂离子电池的厚度膨胀率，相关测试数据结果参见表3，其中，锂离子电池的厚度膨胀率通过下式计算得到。
厚度膨胀率＝[(存储后厚度-存储前厚度)/存储前厚度]×100％。
(3)锂离子电池45℃循环测试
将制备得到的电池均分别进行下述测试：
在45℃下，将锂离子电池，以1C恒流充电至4.45V，然后恒压充电至电流为0.05C，再用1C恒流放电至3.0V，此时为首次循环，按照上述条件锂离子电池进行多次循环，分别计算得出锂离子电池循环50次、100次、200次和300次后的容量保持率，其中，循环后的容量保持率按照下式进行计算，测试数据参见表3。
循环后的容量保持率＝(对应循环的放电容量/首次循环的放电容量)×100％。
表3
从上述表3中的相关数据可以得知，相比起电池1#～4#，将电池1～29经过直流内阻测试、在90℃高温下的存储性能以及在45℃下的循环性能测试后，整体而言电池1～29，均具有在高压下循环后较小的内阻，在高温高压下存储后较低的厚度膨胀率和在高温高压下循环后较高的容量保持率。
由此可以得知，将本申请提供的电解液，应用到锂离子电池中后，能够提高锂离子电池在高温高压下的存储性能，特别的，能够提高电池在4.45V以上的高电压下且在90℃下的存储性能，此外，本申请提供的电解液还能够提高锂离子电池在高温高压下的循环性能，特别的，能够提高电池在4.45V以上的高电压下且在45℃下的循环性能。
另外，当电解液中还包含有添加剂C时，能够进一步提高电池在高温高压下的存储性能和高温高压下的循环性能，例如进一步提高了电池在4.45V以上的高电压下且在90℃下的存储性能，在4.45V以上的高电压下且在45℃下的循环性能。
根据上述说明书的揭示，本申请所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本申请并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本申请的一些修改和变更也应当落入本申请的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂、添加剂A和添加剂B，其中，所述添加剂A为磷酸环酐类化合物，所述添加剂B为含有亚胺基团、碳化二亚胺基团以及氰基中的一种或多种的有机化合物。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂A为选自下述式I所示的化合物中的一种或多种：
其中，R1、R2、R3各自独立地为选自氢原子、碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为2～20的脂肪醚基、碳原子数为2～20的烷羧基、含有氧原子、硫原子、氮原子、磷原子的芳族杂环基团以及上述烷烃基、芳基、脂肪醚基、烷羧基、芳族杂环基团均被卤原子取代所形成的基团中的一种，其中，卤原子为F、Cl、Br。
3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，R1、R2、R3各自独立地为选自碳原子数为1～10的烷烃基、选择碳原子数为6～16的芳基、碳原子数为2～10的饱和脂肪醚基、碳原子数为3～10的不饱和脂肪醚基、碳原子数为2～10的烷羧基、单环芳族杂环基团、稠合杂环基团、碳原子数为1～10的卤代烷烃基、碳原子数为6～16的卤代芳基、碳原子数为2～10的卤代饱和脂肪醚基、碳原子数为3～10的卤代不饱和脂肪醚基、碳原子数为2～10的卤代烷羧基、卤代单环芳族杂环基团。
4.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，R1、R2、R3各自独立地为选自碳原子数为1～6的链状烷烃基、碳原子数为3～8的环状烷烃基、选择碳原子数为6～9的芳基、碳原子数为2～6的饱和脂肪醚基、碳原子数为3～8的不饱和醚基、碳原子数为2～8的链状烷羧基、碳原子数为3～10的环状烷羧基、5或6元单环芳族杂环基团、碳原子数为1～6的链状卤代烷烃基，碳原子数为3～8的环状卤代烷烃基、碳原子数为6～9的卤代芳基、碳原子数为2～6的卤代饱和脂肪醚基、碳原子数为3～8的卤代不饱和醚基、碳原子数为2～8的链状卤代烷羧基，碳原子数为3～10的环状卤代烷羧基。
5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂B为选自下述式II、式III、式IV、式V所示的化合物中的一种或多种：
NC-R31-CN式IV、
其中，R11、R12、R13、R21、R22各自独立地为选自氢原子、碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为6～24的芳基、碳原子数为2～22的烷氰基、碳原子数为7～26的芳氰基中的一种，R31为选自碳原子数为1～20的亚烷烃基、碳原子数为6～24的亚芳基中的一种，R32为选自碳原子数为1～20的次烷烃基、碳原子数为6～24的次芳基中的一种。
6.根据权利要求5所述的电解液，其特征在于，
R11、R12、R13、R21、R22各自独立地为选自碳原子数为1～10的烷烃基、碳原子数为6～16的芳基、碳原子数为2～10的烷氰基、碳原子数为7～16的芳氰基中的一种；R31为选自碳原子数为1～10的亚烷烃基、碳原子数为6～16的亚芳基中的一种；R32为选自碳原子数为1～10的次烷烃基、碳原子数为6～16的次芳基中的一种。
7.根据权利要求5所述的电解液，其特征在于，
R11、R12、R13、R21、R22各自独立地为选自碳原子数为1～6的链状烷烃基，碳原子数为3～8的环状烷烃基、碳原子数为6～9的芳基、碳原子数为2～8的链状烷氰基，碳原子数为3～10的环状烷氰基、碳原子数为7～14的芳氰基中的一种；R31为选自碳原子数为1～6的链状亚烷烃基、碳原子数为3～8的环状亚烷烃基、碳原子数为6～9的亚芳基中的一种；R32为选自碳原子数为1～6的链状次烷烃基、碳原子数为3～8的环状次烷烃基、碳原子数为6～9的次芳基中的一种。
8.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂A的含量为电解液的总重量的0.01％～5％；所述添加剂B的含量为电解液的总重量的0.01％～5％。
9.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液中还包括添加剂C，所述添加剂C选自碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1，2-二氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯中的至少一种。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片、锂电池隔膜和权利要求1～9中任一项所述的电解液。
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