CN105375065A - 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、有机溶剂和添加剂，其中所述添加剂包括含有氰基的磺酸锂化合物。将本申请提供的电解液应用到锂离电池中后，能够提高锂离子电池的倍率性能、高温存储性能和循环性能。

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
在飞速发展的信息时代中，手机、笔记本、相机等电子产品的需求逐年增加。由于锂离子电池具有能量密度高、无记忆效应、工作电压高等特点，正逐步取代传统的Ni-Cd、MH-Ni电池，使其作为电子产品的工作电源。然而随着电子产品市场需求的扩大及动力、储能设备的发展，人们对锂离子电池的要求不断提高，开发具有高能量密度和满足快速充放电的锂离子电池成为当务之急。目前，解决上述问题的有效的方法是提高电极材料的电压、压实密度和选择合适的电解液。
商品化锂离子电池中广泛应用的电解液主要是包括以六氟磷酸锂(LiPF6)为导电锂盐，以及以环状和链状碳酸酯混合物为溶剂。但上述电解液仍存在诸多的不足，如高温存储性能差，另外，在电极表面形成较厚的界面膜，导致电池的低温循环性能和倍率性能差。
因此，发展满足电池高电压、良好低温性能需求的电解液极为重要。
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：包括含有氰基的磺酸锂化合物的电解液，能够提高锂离子电池的倍率性能、高温存储性能以及循环性能，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、有机溶剂和添加剂，其中所述添加剂包括含有氰基的磺酸锂化合物。
本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池，包括含有正极活性材料的正极片、含有负极活性材料的负极片、锂电池隔膜和本申请提供的电解液。
本申请提供的电解液，由于包括含有氰基的磺酸锂化合物，能够提高锂离子电池的倍率性能、高温存储性能和循环性能。
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、有机溶剂和添加剂，其中所述添加剂包括含有氰基的磺酸锂化合物。
在上述电解液中，优选地，所述含有氰基的磺酸锂化合物为下述式I所示的化合物。
在上述式I中，R为选自碳原子数为2～22的烷氰基、碳原子数为3～22的烯氰基、碳原子数为7～20的芳氰基、碳原子数为2～22的烷氧氰基、碳原子数为2～22的饱和脂肪醚氰基、碳原子数为7～20的芳氧氰基、碳原子数为2～22的卤代烷氰基、碳原子数为3～22的卤代烯氰基、碳原子数为7～20的卤代芳氰基、碳原子数为2～22的卤代烷氧氰基、碳原子数为2～22的卤代饱和脂肪醚氰基、碳原子数为7～20的卤代芳氧氰基中的一种，其中卤原子为F、Cl、Br。
在本申请中，所述“烷氰基”、“烯氰基”、“芳氰基”、“烷氧氰基”、“饱和脂肪醚氰基”、“芳氧氰基”为氰基中的碳原子分别与烷基、烯基、芳基、烷氧基、饱和脂肪醚基、芳氧基中的碳原子键合，依次所形成的基团，其中氰基的个数可为1个、2个、3个或者4个，优选为1个或2个。
在上述式I中，在所述碳原子数为2～22的烷氰基中，与氰基键合的烷基可为链状烷基，也可为环烷基，其中链状烷基可为直链烷基，也可为支链烷基，另外位于环烷基的环上的碳可以与链状烷基中的碳相键合。烷氰基中碳原子数的优选的下限值为2、3、4、5，优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、9、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、2，4-二氰基正丁基、3-氰基仲丁基、叔丁基氰基、5-氰基正戊基、1-氰基异戊基、3-氰基-2，2-二甲基丙基、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、邻环戊氰基、间环己氰基。
在上述式I中，在所述碳原子数为3～22的烯氰基中，与氰基键合的烯基可为链状烯基，也可为环状烯基。在所述烯氰基中，双键的个数可为1个或2个。所述烯氰基中碳原子数的优选的下限值为3、4、5，优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、18、20。优选地，选择碳原子数为3～12的烯氰基，进一步优选地，选择碳原子数为3～10的烯氰基，更进一步优选地，选择碳原子数为3～7的烯氰基。
作为烯氰基的实例，具体可以举出：2-氰基乙烯基、1-氰基乙烯基、3-氰基烯丙基、1-氰甲基异丙烯基、2-氰基异丙烯基、4-氰基-2-丁烯基、1-氰基-2-丁烯基、2-氰甲基丙烯基、3-氰基-1-甲基丙烯基、1-氰甲基丙烯基、5-氰基-3-戊烯基、6-氰基-2-己烯基、6-氰基-3-己烯基、3，3-二氰甲基-1-丁烯基、4-氰基-3，3-二甲基-1-丁烯基、7-氰基-1-庚烯基、7-氰基-5-庚烯基、8-氰基-1-辛烯基、8-氰基-2-辛烯基、8-氰基-7-辛烯基。
在上述式I中，在所述碳原子数为7～20的芳氰基中，与氰基键合的芳基可为苯基、苯烷基、联苯基、苄基、稠环芳烃基如萘基、蒽基、菲基等。芳氰基中碳原子数的优选的下限值为7、8、9，优选的上限值可为7、8、9、10、12、14、16、18。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、4-氰甲基苯基、2-氰甲基苯基、4-氰乙基苯基、2-氰乙基苯基、3，5-二氰基苯基、3，5-二氰甲基苯基、3，5-二氰乙基苯基、4-氰基苯甲基、3-氰基苯甲基、3，5-二氰基苯甲基、2-氰基-1-萘基。
在上述式I中，在所述碳原子数为2～22的烷氧氰基中，与氰基键合的烷氧基可为链状烷氧基，也可为环状烷氧基，位于环状烷氧基的环上的碳可以与链状烷基中的碳相键合，位于链状烷氧基上的碳可以与环烷基上的碳相键合。烷氧氰基中碳原子数的优选的下限值为2、3、4，优选的上限值为3、4，5、6、7、8、10、12、14、16、18、20。优选地，选择碳原子数为2～12的烷氧氰基，进一步优选地，选择碳原子数为2～10的链状烷氧氰基，碳原子数为3～10的环状烷氧氰基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～6的链状烷氧氰基，碳原子数为5～8的环状烷氧氰基。
作为烷氧氰基的实例，具体可以出：氰基甲氧基、2-氰基乙氧基、3-氰基正丙氧基、2-氰基异丙氧基、1-氰甲基乙氧基、4-氰基正丁氧基、3-氰基仲丁氧基、氰基叔丁氧基、5-氰基正戊氧基、4-氰基异戊氧基、3-氰基-2，2-二甲基丙氧基、3-氰基-1-乙基丙氧基、4-氰基-1-甲基丁氧基、6-氰基正己氧基、5-氰基异己氧基、3-氰基-1，1，2-三甲基丙氧基、1，1，2-三氰甲基丙氧基、7-氰基正庚基氧基、8-氰基正辛基氧基、2-氰基环戊氧基、2-氰甲基环戊氧基、4-氰基环己氧基、2-氰基环庚氧基、2-氰甲基环庚氧基、2-氰基环辛氧基、2-氰乙基环辛氧基。
在上述式I中，在所述碳原子数为2～22的饱和脂肪醚氰基中，与氰基键合的饱和脂肪醚基可为链状醚基，也可为环状醚基，另外，氧原子的个数优选为1个、2个或3个。饱和脂肪醚氰基中碳原子数的优选的下限值为2、3、4，优选的上限值为3、4，5、6、7、8、10、12、14、16、18、20。优选地，选择碳原子数为2～12的饱和脂肪醚氰基，进一步优选地，选择碳原子数为2～10的饱和脂肪醚氰基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～6的饱和脂肪醚氰基。作为饱和脂肪醚氰基的实例，具体可以出：氰甲氧基甲基、氰乙氧基乙基、氰乙氧基丙基、9-氰基-4，7-二氧庚基(如下式1所示)。
在上述式I中，在所述碳原子数为7～20的芳氧氰基中，与氰基键合的芳氧基可为苯氧基、苯烷氧基例如苄氧基、甲苯氧基、联苯氧基、稠环芳氧基如萘氧基、蒽氧基、菲氧基等。所述芳氧氰基中碳原子数的优选的下限值可为7、8、9，芳氧氰基中碳原子数的优选的上限值可为7、8、9、10、12、14、16、18。优选地，选择碳原子数为7～16的芳氧氰基，进一步优选地，选择碳原子数为7～14的芳氧氰基，更进一步优选地，选择碳原子为7～10的芳氧氰基。
作为芳氧氰基的实例，具体可以举出：4-氰基苯氧基、3-氰基苯氧基、2-氰基苯氧基、4-氰甲基苯氧基、3-氰甲基苯氧基、2-氰甲基苯氧基、1-氰甲基苯氧基、4-(1-氰乙基)苯氧基、3-(2-氰乙基)苯氧基、2-(1-氰乙基)苯氧基、3，5-二氰基苯氧基、3，5-二氰甲基苯氧基、3，5-二氰乙基苯氧基、4-氰基苄氧基、3-氰基苄氧基、2-氰基苄氧基、2-氰基-1-萘氧基。
在本申请中，所述“卤代烷氰基”、“卤代烯氰基”、“卤代芳氰基”、“卤代烷氧氰基”、“卤代芳氧氰基”为上述“烷氰基”、“烯氰基”、“芳氰基”、“烷氧氰基”、“饱和脂肪醚氰基”、“芳氧氰基”中的至少一个氢原子被卤原子所取代，依次所形成的基团，其中卤原子的个数为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，优选F、Cl进行取代。
在上述式I中，在所述碳原子数为2～22的卤代烷氰基中，碳原子数的优选的下限值为2、3、5，优选的上限值可为3、5、6、7、8、10、12、16、18、20。优选地，选择碳原子数为2～10的卤代烷氰基，进一步优选地，选择碳原子数为2～8的卤代链状烷氰基，碳原子数为3～10的卤代环状烷氰基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～6的卤代链状烷氰基，碳原子数为5～8的卤代环状烷氰基。
作为卤代烷氰基的实例，具体可以举出：氟代氰甲基、2-氟-2-氰基乙基、2-氟-3-氰基正丙基、1-氟-2-氰基异丙基、4-氟-4-氰基正丁基、1-氟-3-氰基仲丁基、氟代叔丁基氰基、1-氟5-氰基正戊基、3-氟-3-氰基正戊基、3-氟-4-氰基异戊基、1-氰基-2，2-二氟甲基丙基、3-氰基-2，2-二氟甲基丙基、2-氟-3-氰基-1-乙基丙基、1-氟-4-氰基-1-甲基丁基、1-氟-6-氰基-正己基、3-氟-4-氰基-异己基、2-氟-3-氰基-1，1，2-三甲基丙基、1-氟-7-氰基-正庚基、2-氟-8-氰基-正辛基、1-氟-2-氰甲基-4-氰基丁基。在上述所举出的实例中，其中的氟可被Cl、Br取代。
在上述式I中，在所述碳原子数为3～22的卤代烯氰基中，碳原子数的优选的下限值为3、4、5，优选的上限值为3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、18、20。优选地，选择碳原子数为3～12的卤代烯氰基，进一步优选地，选择碳原子数为3～10的卤代烯氰基，更进一步优选地，选择碳原子数为3～7的卤代烯氰基。
作为卤代烯氰基的实例，具体可以举出：1-氟-2-氰基乙烯基、1-氟-3-氰基烯丙基、2-氟-1-氰甲基异丙烯基、2-氰基-1-氟甲基-乙烯基、3-氟-4-氰基-1-丁烯基、3-氟-2-氰甲基丙烯基、3-氟-2-氰基-1-甲基丙烯基、1-氟-2-氰甲基丙烯基、4-氟-5-氰基-2-戊烯基、2-氟-5-氰基-3-戊烯基、1-氟-6-氰基-3-己烯基、3-氟-6-氰基-1-己烯基、3，3-二氟氰甲基-1-丁烯基、4-氰基-3，3-二氟甲基-1-丁烯基、2-氟-7-氰基-1-庚烯基、3-氟-7-氰基-2-庚烯基、1-氟-8-氰基-1-辛烯基、1-氟-8-氰基-2-辛烯基。在上述所举出的实例中，其中的氟可被Cl、Br取代。
在上述式I中，在所述碳原子数为7～20的卤代芳氰基中，碳原子数的优选的下限值可为7、8、9，优选的上限值可为7、8、9、10、12、14、16、18。优选地，选择碳原子数为7～16的卤代芳氰基，进一步地优选，选择碳原子数为7～14的卤代芳氰基，更进一步优选地，选择碳原子为7～10的卤代芳氰基。作为卤代芳氰基的实例，具体可以举出：2-氟-4-氰基苯基、3-氟-4-氰基苯基、2-氟甲基-3-氰基苯基、4-氟甲基-3-氰基苯基、3-氟-4-氰甲基苯基、3-氟-2-氰甲基苯基、2-氟-4-氰乙基苯基、3-氟-4-氰乙基苯基、2-氟-3，5-二氰基苯基、4-氟-3，5-二氰基苯基、2，6-二氰甲基苯基、3，5-二氰乙基苯基、4-氰基苯甲基、3-氰基苯甲基、2-氟-1-萘基。在上述所举出的实例中，其中的氟可被Cl、Br取代。
在上述式I中，在所述碳原子数为2～22的卤代烷氧氰基中，碳原子数的优选的下限值可为2、3、4，优选的上限值可为3、4，5、6、7、8、10、12、14、16、18、20。优选地，选择碳原子数为2～12的卤代烷氧氰基，进一步优选地，选择碳原子数为2～10的卤代链状烷氧氰基，碳原子数为3～10的卤代环状烷氧氰基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～6的卤代链状烷氧氰基，碳原子数为5～8的卤代环状烷氧氰基。
作为卤代烷氧氰基的实例，具体可以举出：氟代氰甲氧基、1-氟-2-氰基乙氧基、2-氟-3-氰基正丙氧基、1-氟-2-氰基异丙氧基、2-氟-1-氰甲基乙氧基、3-氟-4-氰基正丁氧基、4-氟-5-氰基正戊氧基、3-氰基-2，2-二氟甲基丙氧基、4-氰基-1-氟甲基丁氧基、5-氟-6-氰基正己氧基、4-氟-5-氰基异己氧基、6-氟-7-氰基正庚基氧基、7-氟-8-氰基正辛基氧基、3-氟-2-氰基环戊氧基、3-氟-2-氰基环己氧基、3-氟-2-氰基环庚氧基、4-氟-2-氰乙基环辛氧基。在上述所举出的实例中，其中的氟可被Cl、Br取代。
在上述式I中，在所述碳原子数为2～22的卤代饱和脂肪醚氰基中，碳原子数的优选的下限值可为2、3、4，优选的上限值可为3、4，5、6、7、8、10、12、14、16、18、20。优选地，选择碳原子数为2～12的卤代饱和脂肪醚氰基，进一步优选地，选择碳原子数为2～10的卤代饱和脂肪醚氰基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～6的卤代饱和脂肪醚氰基。
在上述式I中，在所述碳原子数为7～20的卤代芳氧氰基中，碳原子数的优选的下限值可为7、8、9，优选的上限值可为7、8、9、10、12、14、16、18。优选地，选择碳原子数为7～16的卤代芳氧氰基，进一步优选地，选择碳原子数为7～14的卤代芳氧氰基，更进一步优选地，选择碳原子为7～10的卤代芳氧氰基。具体可以举出，2，3-二氟-4-氰基苯氧基、4-氟-3-氰基苯氧基、2，6-二氟-4-氰甲基苯氧基、3-(2-氟-1-氰乙基)苯氧基、2-(1-氟-2-氰乙基)苯氧基、3，5-二氟-4-氰基苄氧基、2-氟-3-氰基苄氧基、2-氟-1-萘氧基等，其中氟可被Cl、Br所替代。
作为含有氰基的磺酸锂化合物的实例，具体参见下述表1：
表1
经研究发现，由于本申请提供的电解液中包括含有氰基的磺酸锂化合物，将该电解液应用到锂离子电池中后，能够提高锂离子电池的倍率性能、高温存储性能以及循环性能。
在上述式I所示的含有氰基的磺酸锂化合物中，当R含有至少两个氰基时，能够进一步提高锂离子电池的倍率性能、高温存储性能以及循环性能，特别的，氰基的个数优选的上限值为3、4、5。
另外，当电解液中包括至少两种含有氰基的磺酸锂化合物时，也就是说电解液中包括两种R取代基不同的磺酸锂化合物，例如包括含有烯氰基的磺酸锂化合物和含有烷氰基的磺酸锂化合物，或者包括含有芳氰基和烷氰基的磺酸锂化合物，或者包括两种不同的饱和脂肪醚氰基的磺酸锂化合物时，能够进一步提高锂离子电池的倍率性能、高温存储性能以及循环性能，特别的，含有氰基的磺酸锂化合物的种类的优选的上限值为3、4、5。
在本申请中，所述含有氰基的磺酸锂化合物可通过现有的合成方法获得，也可以通过商购获得，其来源不受到具体的限制。
在上述电解液中，优选地，所述含有氰基的磺酸锂化合物的含量为电解液的总重量的0.5％～10％。经研究发现，当含有氰基的磺酸锂化合物在电解液中的含量低于0.5％时，电解液不能有效地形成稳定的钝化膜，锂离子电池的高温性能和倍率性能基本得不到改善；当含有氰基的磺酸锂化合物的含量超过10％时，所形成的膜较厚，阻抗增加，降低锂离子电池的循环性能。进一步优选地，所述含有氰基的磺酸锂化合物的总含量为电解液的总重量的0.1～5％。
优选地，所述添加剂还包括添加剂A，所述添加剂A为含有碳-碳不饱和键的环状碳酸酯类、含有硫氧双键的环状酯类化合物中的至少一种，其中，所述含有碳-碳不饱和键的环状碳酸酯类化合物中的不饱和键优选为碳-碳双键，碳-碳不饱和键可位于环上，也可不位于环上。特别的，所述添加剂A的含量为电解液的总重量的0.5～5％。
作为含有碳-碳不饱和键的环状碳酸酯类化合物的实例，具体可以举出：碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸亚乙烯酯、1，2-二氟代碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯；作为含有硫氧双键的环状酯类化合物的实例，具体可以举出：硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、1，3-丙烷磺酸内酯、1，4-丁烷磺酸内酯、1，3-丙烯磺酸内酯、1，4-丁烯磺酸内酯、1-甲基-1，3-丙烯磺酸内酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯。
当添加剂中还包含有添加剂A时，能够进一步的提高锂离子电池的循环性能，例如在4.45V以上的高压下经过多次循环后，进一步使得锂离子电池具有较高的容量保持率，另外，还能够进一步提高锂离子电池在高温下以及高压下的存储性能。
在上述电解液中，特别的，有机溶剂选用非水有机溶剂，优选地，可选用碳原子数为1～8、且含有至少一个酯基的化合物作为非水有机溶剂。
优选地，所述有机溶剂为选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、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、丙酸乙酯和丁酸乙酯中的至少一种。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化合物。
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。
作为锂盐的实例，具体可以举出：六氟磷酸锂LiPF6、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)。
优选地，所述锂盐的含量为电解液的总重的6.2～25％，进一步优选地，所述锂盐的含量为电解液的总重的6.25～18.8％，优选地，所述锂盐的含量为电解液的总重的10～15％。
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，所述正极活性材料、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)、锂镍锰钴三元材料、磷酸亚铁锂(LiFePO4)、锰酸锂(LiMn2O4)中的至少一种。
优选地，所述负极活性材料为石墨和/或硅，例如天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(简称为MCMB)、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO2、尖晶石结构的锂化TiO2-Li4Ti5O12、Li-Al合金均可作为负极活性材料。
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，其中所用到的试剂还可通过常规合成方法获得。
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：
有机溶剂：碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)；锂盐：LiPF6；含有氰基的磺酸锂化合物：前述表1中所举出的化合物1、3、5、7、8；添加剂A：碳酸亚乙烯酯(VC)、亚硫酸丙烯酯(PS)；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1～17锂离子电池1～17的制备
锂离子电池(以下简称电池)1～17均按照下述方法进行制备：
(1)正极片的制备
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＝96∶2∶2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)负极片的制备
将石墨、乙炔黑、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：乙炔黑∶粘结剂丁苯橡胶∶增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)＝95∶2∶2∶1进行混合，加入到去离子水后，在真空搅拌机的搅拌作用下，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)电解液的制备
电解液1～17均按照下述方法进行制备：
在含水量＜10ppm的氩气气氛手套箱中，将EC、DEC、PC和FEC混合均匀形成有机溶剂，将充分干燥的锂盐溶解于上述有机溶剂中，然后在有机溶剂中加入含有氰基的磺酸锂化合物或者含有氰基的磺酸锂化合物和添加剂A，混合均匀，获得电解液。其中，锂盐的浓度为1mol/L，EC、DEC、PC、FEC的重量比为EC∶DEC∶PC∶FEC＝30∶50∶15∶5。
(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含有氰基取代基的磺酸锂化合物及其含量以及添加剂A的具体种类及其含量，如下表2中所示。
在表2中，所述含有氰基的磺酸锂化合物的含量为基于电解液的总重量计算得到的重量百分数，所述添加剂A的含量为基于电解液的总重量计算得到的重量百分数。
表2
注：表1中标“-”处视为不选取添加剂A。
对比例1锂离子电池1#的制备
锂离子电池1#均按照下述方法进行制备：
重复实施例1中电池1的制备，其中不加化合物1，其余条件均不变。
对比例2锂离子电池2#的制备
锂离子电池2#均按照下述方法进行制备：
重复实施例5中的电池5的制备，其中不加化合物1，其余条件均不变。
测试例
(1)电池的高温存储性能测试
将在实施例和对比例中所得的电池均进行下述测试：在室温下，以0.5C恒流将电池充电至4.45V，然后恒压充电至电流为0.05C，此时测试电池的厚度并记为h0；之后将电池放入60℃的恒温箱，保温30天后，测试电池的厚度并记为h1，电池在60℃下存储30天后的厚度膨胀率数据参见表3，其中电池的厚度膨胀率＝[(h1-h0)/h0]×100％。
(2)电池的循环性能测试
将在实施例和对比例中所得的电池均进行下述测试：在25℃下，以1C恒流将电池充电至4.45V，再以恒压充电至电流为0.05C，然后用1C恒流放电至3.0V，如此充电/放电，循环300次后，电池的容量保持率的数据参见表3，其中电池循环300次后的容量保持率(％)＝(第300次循环的放电容量/首次放电容量)×100％。
(3)锂离子电池倍率性能测试
将在实施例和对比例中所得的电池均进行下述测试：在25℃下，以1C(标称容量)恒流将电池充电到4.45V，再以恒压4.45V充电至电流≤0.05C，搁置5min，然后以0.2C恒流放电至电压3V，此时将实际放电容量记为D0，然后再以1C恒流将电池充电到4.45V，再以恒压4.45V充电至电流≤0.05C，最后以5C放电至电压3V，此时将实际放电容量记为D1，电池的倍率性能的数据如下述表3中所示，其中电池的倍率性能＝[(D1-D0)/D0]×100％。
表3
从上述表3中的相关数据可以得知，相比起电池1#和2#，将电池1～17处于4.45V的满充状态后再经过在60℃下存储30天后，电池1～17均具有较小的厚度膨胀率，并且电池1～17在室温下循环后的容量保持率和以5C放电时的倍率性能也优于电池1#和2#。另外，当电解液中同时包括含有氰基的磺酸锂化合物和添加剂A时，能够进一步提高电池在高温高压下的存储性能。
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、有机溶剂和添加剂，其中所述添加剂包括含有氰基的磺酸锂化合物。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述含有氰基的磺酸锂化合物为下述式I所示的化合物：
R为选自碳原子数为2～22的烷氰基、碳原子数为3～22的烯氰基、碳原子数为7～20的芳氰基、碳原子数为2～22的烷氧氰基、碳原子数为2～22的饱和脂肪醚氰基、碳原子数为7～20的芳氧氰基、碳原子数为2～22的卤代烷氰基、碳原子数为3～22的卤代烯氰基、碳原子数为7～20的卤代芳氰基、碳原子数为2～22的卤代烷氧氰基、碳原子数为2～22的卤代饱和脂肪醚氰基、碳原子数为7～20的卤代芳氧氰基中的一种，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，R为选自碳原子数为2～6的链状烷氰基、碳原子数为5～8的环状烷氰基、碳原子数为3～7的烯氰基、碳原子数为7～10的芳氰基、碳原子数为2～6的链状烷氧氰基、碳原子数为5～8的环状烷氧氰基、碳原子数为2～6的饱和脂肪醚氰基、碳原子数为7～10的芳氧氰基、碳原子数为2～6的卤代链状烷氰基，碳原子数为5～8的卤代环状烷氰基、碳原子数为3～7的卤代烯氰基、碳原子数为7～10的卤代芳氰基、碳原子数为2～6的卤代链状烷氧氰基、碳原子数为5～8的卤代环状烷氧氰基、碳原子数为2～6的卤代饱和脂肪醚氰基、碳原子数为7～10的卤代芳氧氰基中的一种。
4.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，R含有至少两个氰基。
5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液中包括至少两种含有氰基的磺酸锂化合物。
6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述含有氰基的磺酸锂化合物的含量为电解液的总重量的0.5％～10％。
7.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括添加剂A，所述添加剂A为含有碳-碳不饱和键的环状碳酸酯类以及含有硫氧双键的环状酯类化合物中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的电解液，其特征在于，所述添加剂A为选自碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸亚乙烯酯、1，2-二氟代碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、1，3-丙烷磺酸内酯、1，4-丁烷磺酸内酯、1，3-丙烯磺酸内酯、1，4-丁烯磺酸内酯、1-甲基-1，3-丙烯磺酸内酯、亚硫酸乙烯酯以及亚硫酸丙烯酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，
所述有机溶剂为选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、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、丙酸乙酯以及丁酸乙酯中的至少一种；
所述锂盐为选自六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双草酸硼酸锂以及二氟草酸硼酸锂中的至少一种。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括含有正极活性材料的正极片、含有负极活性材料的负极片、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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