CN105489936A - 一种非水电解液以及含有该电解液的锂离子电池 - Google Patents

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CN105489936A CN201610042296.2A CN201610042296A CN105489936A CN 105489936 A CN105489936 A CN 105489936A CN 201610042296 A CN201610042296 A CN 201610042296A CN 105489936 A CN105489936 A CN 105489936A
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Abstract

本发明属于锂离子电池领域，具体讲，涉及一种非水电解液及使用该非水电解液的锂离子电池。本发明的一种非水电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，添加剂中含有至少一种3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物和至少一种环磷腈化合物。本发明中的环磷腈化合物和3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物协同作用，在正负极表面形成的钝化膜均较稳定，并且正极钝化膜为导电网络聚合物，有利于锂离子的传导；负极钝化膜中嵌入许多磷酸盐成分，有利于增加SEI膜的离子电导率，具有快速充电的功效，并且电池在循环过程中膜阻抗增加也较小，电池容量衰减小，可显著改善电池的热箱性能和抗过充性能。

Description

一种非水电解液以及含有该电解液的锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，具体讲，本发明涉及一种非水电解液及使用该非水电解液的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池因具有比能量高、循环寿命长、自放电小等优点，被广泛应用于消费类电子产品以及储能与动力电池中。随着锂离子电池的广泛应用，其使用环境也早已趋于多种多样，对电池的充电倍率、电池寿命及安全性能要求越来越高。例如，电池需要紧急充电使用的情况下，能在短时间拥有较多的电量；电池在大倍率快速充电的情况下需要提高电池的寿命；电池在高温条件下使用及过度充电过程中都需要保障顾客的使用安全，因此需要提高电池热箱及抗过充性能。
锂离子电池的充电倍率、寿命及高温存储性能受到诸多因素的影响，其中，电解液作为锂离子电池的重要组成部分，对其有着重大的影响。通过电解液能够改善电池的动力学性能，减小大倍率极化，循环过程中正负极界面稳定性、降低循环过程中正负极界面阻抗的增加，从而达到改善充电倍率、寿命、热箱及抗过充性能的目的。
发明内容
本发明的首要发明目的在于提出一种非水电解液。
本发明的第二发明目的在于提出使用该非水电解液的锂离子电池。
本发明涉及一种非水电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂中含有至少一种3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物和至少一种环磷腈化合物。
优选的，所述3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物的结构式如式(Ⅰ)所示：
其中，R1、R2各自独立地选自C1～20烷基；优选的，R1、R2各自独立地选自C1～6烷基。
优选的，在式(Ⅰ)中，R1、R2为相同的基团。
优选的，所述3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物选自3,4-二甲氧基噻吩、3,4-二丁氧基噻吩、3,4-二丙氧基噻吩、3,4-二乙氧基噻吩中的至少一种。
优选的，所述环磷腈化合物的结构式如式(Ⅱ)所示：
其中，R4、R5、R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢原子、卤素原子、取代或未取代的C1～20烷基、取代或未取代的C1～20烯烃基、取代或未取代的C6～26芳基、取代或未取代的C1～20烷氧基、取代或未取代的C6～26芳氧基；取代基选自卤素；
并且，R4、R6、R8中至少有一个取代基选自取代或未取代的C1～20烷氧基、取代或未取代的C1～20烷基、取代或未取代的C6～26芳氧基；
并且，R5、R7、R9中至少有两个取代基选自卤素；
所述卤素选自F或Cl。
优选的，R4、R6、R8选自卤素且至少有一个取代基选自取代或未取代的C1～6烷基、取代或未取代的C1～6烷氧基、取代或未取代的苯基；R5、R7、R9选自卤素；所述卤素选自F或Cl。
优选的，所述环磷腈化合物选自如下化合物中的至少一种：
优选的，所述3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物在非水电解液中的质量百分比含量为0.05％～3％，优选为0.1％～2％。
优选的，所述环磷腈化合物在非水电解液中的质量百分比含量为0.01％～10％，优选为0.1％～4％。
本发明还涉及一种锂离子电池，其包括电解液、正极片、负极片、隔离膜和包装箔；所述正极片包括正极集流体及涂布在正极集流体上的正极膜片，负极片包括负极集流体及涂布在负极集流体上的负极膜片；所述电解液为本发明的非水电解液。
本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：
研究表明，环磷腈化合物可以在负极表面形成致密的固体电解质相界面膜(SEI)，有效减少溶剂在负极的分解，同时还可以吸收电解液中的HF，有效减少HF对SEI的腐蚀，对电池的循环性能非常有益；3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物易在正极表面发生聚合形成有效网络状钝化膜(CEI)，其形成的钝化膜阻抗较小，同时能有效阻止正极材料释氧在正极表面发生副反应，并且能够有效的减少循环过程中正极界面阻抗的增加。环磷腈化合物和3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物组合使用后，经过它们的协同作用，在正负极表面形成的钝化膜均较稳定，并且正极钝化膜为导电网络聚合物，有利于锂离子的传导；负极钝化膜中嵌入许多磷酸盐成分，有利于增加SEI膜的离子电导率，使锂离子的移动变得顺畅，因此具有快速充电的功效并且电池在循环过程中膜阻抗增加也较小，电池容量衰减小。同时因为有效及稳定的SEI及CEI存在而显著改善电池的热箱性能和抗过充性能。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种能够显著提供锂离子电池充电倍率，改善锂离子电池循环性能和高温存储性能的非水电解液，并提供使用该非水电解液的锂离子电池。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种非水电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，添加剂含有至少一种3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物和至少一种环磷腈化合物。
作为本发明非水电解液的一种改进，3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物为一种或多种3，4-二烷氧基噻吩经开环缩合形成的化合物，其化合物结构由噻吩和烷烃/芳基构成。即，3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物具有式(Ⅰ)所示的化学结构式：
在式Ⅰ中，R1、R2各自独立地选自C1～20烷基；优选的，R1、R2各自独立地选自C1～6烷基。
作为本发明非水电解液的一种改进，式Ⅰ中R1、R2为相同的基团。
作为本发明非水电解液的一种改进，环磷腈化合物具有式Ⅱ所示的化学结构式：
在式Ⅱ中，R4、R5、R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢原子、卤素原子、取代或未取代的C1～20烷基、取代或未取代的C1～20烯烃基、取代或未取代的C6～26芳基、取代或未取代的C1～20烷氧基、取代或未取代的C6～26芳氧基；取代基选自卤素；
并且满足以下两个条件：
(1)R4、R6、R8中至少有一个取代基选自取代或未取代的C1～20烷氧基、取代或未取代的C1～20烷基、取代或未取代的C6～26芳氧基；
(2)R5、R7、R9中至少有两个取代基选自卤素。
作为本发明非水电解液的一种改进，
R5、R7、R9选自卤素；
R4、R6、R8选自卤素且至少有一个取代基选自取代或未取代的C1～6烷基、取代或未取代的C1～6烷氧基、取代或未取代的苯基；即：R4、R6、R8中至少有一个取代基选自取代或未取代的C1～6烷基、取代或未取代的C1～6烷氧基、取代或未取代的苯基，当R4、R6、R8不为上述取代基时，即为卤素；
所述卤素选自F或Cl。
作为本发明非水电解液的一种改进，式Ⅱ所示的化合物包括但不限定于式Ⅱa、式Ⅱb或式Ⅱc所示的化合物；
其中，R10、R11、R12各自独立地选自取代或未取代的C1～20烷基、取代或未取代的C6～26芳基，优选为取代或未取代的C1～6烷氧基、取代或未取代的苯基。
上述烷基的碳原子数的优选上限值依次为16、12、8、6、4、3；例如，在碳原子数的上限值为16的情况下，烷基的碳原子数范围是指1～16；烷基的最优选碳原子数为1～3。烷基可为链烷基或环烷基：链烷基包含直链烷基和带有支链的烷基；环烷基为含有脂环结构的饱和烷基，脂环上可以含有或不含有取代基。
作为烷基的实例，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。
作为本发明非水电解液的一种改进，3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物选自式Ⅲ所示的3,4-二甲氧基噻吩、式Ⅳ所示的3,4-二丁氧基噻吩、式Ⅴ所示的3,4-二丙氧基噻吩、式Ⅵ所示的3,4-二乙氧噻吩中的至少一种：
作为本发明非水电解液的一种改进，环磷腈化合物选自以下化合物中的至少一种：
作为本发明非水电解液的一种改进，3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物在非水电解液中的质量分数为0.05％～3％。这是因为当3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物的含量低于0.05％时，不能在阴极表面形成完整的CEI膜，从而不能有效阻止电解液与电极之间的电子转移所引起的副反应；而当3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物含量大于4％时，会在阴极表面形成较厚的CEI膜，导致锂离子迁移阻力增大，不利于循环过程中电池的正极界面稳定性。
进一步优选地，3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物在非水电解液中的质量分数范围的优选上限依次为2.8％、2.5％、2.0％、1.5％、1.0％，优选下限依次为0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.6％。更进一步优选地，3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物在非水电解液中的质量分数为0.1％～2％。
作为本发明非水电解液的一种改进，环磷腈化合物在非水电解液中的质量分数为0.01％～10％。这是因为当环磷腈化合物在电解液中的添加量低于0.01％时，将不能有效地形成稳定的SEI膜，电池的循环性能无改善；而当环磷腈化合物的含量高于10％时，增加了电解液的粘度，可能减缓锂离子的迁移。进一步优选地，环磷腈化合物在非水电解液中的质量分数为0.1％～4％。
作为本发明非水电解液的一种改进，非水有机溶剂是碳原子数为1～8、且含有至少一个酯基的化合物。
作为本发明非水电解液的一种改进，非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯脂、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、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、丁酸乙酯中的至少一种。
作为本发明非水电解液的一种改进，锂盐任选自有机锂盐或无机锂盐中的至少一种。
作为本发明非水电解液的一种改进，锂盐中含有氟元素、硼元素、磷元素中的至少一种。
作为本发明非水电解液的一种改进，锂盐选自六氟磷酸锂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)中的至少一种。
为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种锂离子电池，其包括电解液、正极片、负极片、隔离膜和包装箔；所述正极片包括正极集流体及涂布在正极集流体上的正极膜片，负极片包括负极集流体及涂布在负极集流体上的负极膜片；所述电解液为上述任一段落所述的非水电解液。
作为本发明锂离子电池的一种改进，所述正极膜片包括正极活性材料、粘结剂和导电剂。
作为本发明锂离子电池的一种改进，正极活性材料任选自钴酸锂LiCoO2、锂镍锰钴三元材料、膦酸亚铁锂、锰酸锂中的至少一种，或是钴酸锂与锂镍锰钴三元材料的混合物。
作为本发明锂离子电池的一种改进，负极膜片包括负极活性材料、粘结剂和导电剂。
作为本发明锂离子电池的一种改进，负极活性材料为石墨和/或硅。
与现有技术相比，本发明通过将3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物和环磷腈化合物作为功能性混合添加剂，显著改善了电池的充电倍率、循环性能、循环后的热箱及抗过充性能。
为了使本发明的发明目的、技术方案和技术效果更加清晰，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
实施例1～10
电解液的制备：在含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中，将碳酸乙烯酯(简写为EC)、碳酸二乙酯(简写为DEC)、碳酸丙烯酯(简写为PC)、丙酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯(简写为FEC)按照20:30:20:25:5的质量比混合均匀后，得到非水溶剂，再将充分干燥的锂盐LiPF6溶解于上述非水溶剂，配成LiPF6浓度为1mol/L的基础电解液。
按照表1所示，在基础电解液中加入3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物和环磷腈化合物。
作为环磷腈化合物的实例：2,4,4,6,6-五氟-2-乙氧基环磷腈(如式1所示)、2,4,4,6,6-五氟-2-苯氧基环磷腈(如式2所示)、2,4,6,6-四氟-2,4二甲氧基环磷腈(如式3所示)。
锂离子电池的制备：
1)正极片的制备：将正极活性物质钴酸锂(分子式为LiCoO2)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(简写为PVDF)按重量比96:2:2在适量的N-甲基吡咯烷酮(简写为NMP)溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料；将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上，烘干、冷压，得到正极片。
2)负极片的制备：将负极活性物质石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(简写为SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(简写为CMC)按照重量比95:2:2:1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料；将此浆料涂覆于负极集流体Cu箔上，烘干、冷压，得到负极片。
3)隔离膜：以PE多孔聚合物薄膜作为隔离膜。
4)锂离子电池的制备：将正极片、隔离膜、负极片按顺序叠好，使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，即完成锂离子电池的制备。
对比例1～4
按照实施例1的方法制备基础电解液，对比例1不添加添加剂，对比例2～3中电解液添加剂及各自的添加量如表1所示。
实施例1～10和对比例1～6中的电解液添加剂及各自的添加量如表1所示。
表1：各对比例和实施例中的电解液添加剂组合方式及添加量
以下将通过实验对本发明各对比例和实施例制得的锂离子电池进行性能测试。
测试一、充电倍率测试
将制备得到的锂离子电池均分别进行下述测试：
在25℃下，将锂离子电池，分别以0.5C、1C、2C、3C、5C恒流充电至4.4V，以0.5C的充电容量作为基准(100％)，计算不同倍率充电的容量及对应CC时间。各个锂离子电池中所选用的电解液以及得到的相关测试数据参见表2。
表2：充电倍率测试结果(单位％)
结合表1和表2中可以看出，与对比例1相比，对比例2～3的电解液中单独加入11％环磷腈或4％3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物时，锂离子电池的充电倍率略有改善。在实施例1～10中，电解液中同时加入质量分数为4％的环磷腈和质量分数为1％的3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物时，电池的充电容量显著提升。然而，当电解液中环磷腈超过10％或3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物的含量超过3％时，电池的充电容量非但没有改善，甚至会恶化，原因是环磷腈化合物和或噻吩化合物过多时会导致成膜厚，锂离子传导变得困难；特别是电解液中添加11％环磷腈和4％3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物的对比例6，其电池的充电容量远低于其他组别。
测试二、循环测试
将制备得到的锂离子电池均分别进行下述测试：
在25℃下，将锂离子电池，以1C恒流充电至4.4V，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，按照上述条件进行次如此多次循环充电/放电，分别计算得出锂离子电池循环50次、100次、200次、300次和500次后的容量保持率，每组各5只电池，其中，循环后的容量保持率按照下式进行计算。各个锂离子电池中所选用的电解液以及得到的相关测试数据参见表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％，循环测试的结果如表3所示。
表3：循环后的容量保持率
组别 50次 100次 200次 300次 500次
实施例1 97.9％ 95.7％ 93.9％ 91.3％ 88.3％
实施例2 97.0％ 95.5％ 93.2％ 91.4％ 86.5％
实施例3 97.4％ 95.3％ 93.4％ 90.3％ 86.9％
实施例4 97.1％ 95.5％ 93.4％ 90.8％ 85.8％
实施例5 96.4％ 94.3％ 92.5％ 88.7％ 84.0％
实施例6 96.4％ 94.8％ 90.6％ 86.5％ 82.1％
实施例7 97.4％ 93.4％ 91.8％ 89.6％ 84.8％
实施例8 96.3％ 94.2％ 90.1％ 86.9％ 80.7％
实施例9 96.5％ 95.5％ 93.2％ 90.3％ 86.6％
实施例10 96.6％ 95.1％ 91.6％ 89.2％ 85.7％
对比例1 95.3％ 91.5％ 83.5％ 73.7％ 62.7％
对比例2 95.2％ 92.1％ 86.4％ 78.2％ 68.6％
对比例3 95.0％ 92.2％ 86.6％ 78.5％ 67.8％
对比例4 95.8％ 91.7％ 86.4％ 79.9％ 68.9％
对比例5 95.8％ 92.5％ 88.4％ 84.4％ 75.0％
对比例6 95.9％ 90.9％ 82.9％ 73.1％ 60.3％
结合表1和表3中可以看出，与对比例1相比，对比例2～3的电解液中单独加入11％环磷腈或4％3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物时，锂离子电池的循环性能略有改善。在实施例1～10中，电解液中同时加入质量分数为4％的环磷腈和质量分数为1％的3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物时，电池的循环性能显著提升。然而，当电解液中环磷腈超过10％或3,4-乙烯二烷氧噻吩化合物的含量超过3％时，电池的循环性能非但没有改善，甚至会恶化，特别是电解液中添加11％环磷腈和4％3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物的对比例6，其电池的循环保持率远低于其他组别。
测试三、循环后的热箱测试
将进行过500次25℃循环后的电池，在25℃下以0.5C电流恒流充电至4.4V，4.4V恒压充电至电流为0.025C，使其处于4.4V满充状态，然后将电池放在150℃的高温炉中保持1小时，同时测试电池在高温炉中电压变化以及电芯表面温度，并观察测试后电池的状态。
循环后热箱测试的结果如表4所示。
表4、各对比例和实施例制得的25℃循环后的电池在热箱测试后结果
组别 热箱测试
实施例1 5/5OK
实施例2 5/5OK
实施例3 5/5OK
实施例4 5/5OK
实施例5 5/5OK
实施例6 5/5OK11 -->
实施例7 5/5OK
实施例8 5/5OK
实施例9 5/5OK
实施例10 5/5OK
对比例1 5/5fire
对比例2 1/5OK,4/5fire
对比例3 1/5OK,4/5fire
对比例4 1/5OK,4/5fire
对比例5 1/5OK,4/5fire
对比例6 5/5fire
结合表1和表4中可以看出，当环磷腈化合物的含量高于10％时，将会导致循环后电池热箱测试着火，其原因可以考虑是因为过多的环磷腈在循环过程中膜阻抗增加，导致电池在循环过程中金属锂析出，恶化电池负极的热稳定性，恶化电池循环后的热箱性能。相比之下，电解液中加入3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物可以有效降低循环过程中金属锂的析出，改善循环后电池的热箱性能。因此，3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物和环磷腈作为电解液添加剂同时搭配使用时，可以显著提高电池在循环后的热箱性能。
测试四、抗过充测试
将半充态的电池在25℃下以0.5C放电至3.0V，再以0.4C恒流充电至10V，再10V恒压充电2h，同时测试电池在充电过程中的温度变化并观察测试后电池的状态。
抗过充测试的结果如表5所示。
表5：各对比例和实施例制得的25℃循环后的电池在热箱测试后结果
结合表1和表5中可以看出，当环磷腈化合物的含量高于10％时，将会导致电池在抗过充过程中着火，其原因可以考虑是因为过多的环磷腈在循环过程中膜阻抗增加，导致电池在循环过程中金属锂析出，持续的锂在负极表面沉积易导致电池短路，电池燃烧。相比之下，电解液中加入3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物可以有效降低充电过程中金属锂的析出，改善电池抗过充性能。因此，3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物和环磷腈作为电解液添加剂同时搭配使用时，可以显著提高电池的抗过充性能。
通过以上所有描述可知，本发明通过在电解液中同时加入质量分数不高于10％的环磷腈和质量分数不高于3％的3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物，可以显著地改善锂离子电池的充电倍率、寿命、抗过充及循环后热箱性能。
实施例11～15
按照实施例1的方法制备无水电解液，实施例11～15中的电解液添加剂及各自的添加量如表6所示。
表6：
利用实施例11～15的电解液所制作的锂离子电池的充电倍率、寿命、抗过充及循环后热箱性能与实施例1～10相似。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明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，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种非水电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂中含有至少一种3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物和至少一种环磷腈化合物。
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物的结构式如式(Ⅰ)所示：
其中，R1、R2各自独立地选自C1～20烷基；
优选的，R1、R2各自独立地选自C1～6烷基。
3.根据权利要求2所述的非水电解液，其特征在于，在式(Ⅰ)中，R1、R2为相同的基团。
4.根据权利要求2所述的非水电解液，其特征在于：所述3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物选自3,4-二甲氧基噻吩、3,4-二丁氧基噻吩、3,4-二丙氧基噻吩、3,4-二乙氧基噻吩中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述环磷腈化合物的结构式如式(Ⅱ)所示：
其中，R4、R5、R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢原子、卤素原子、取代或未取代的C1～20烷基、取代或未取代的C1～20烯烃基、取代或未取代的C6～26芳基、取代或未取代的C1～20烷氧基、取代或未取代的C6～26芳氧基；
并且，R4、R6、R8中至少有一个取代基选自取代或未取代的C1～20烷氧基、取代或未取代的C1～20烷基、取代或未取代的C6～26芳氧基；
并且，R5、R7、R9中至少有两个取代基选自卤素；
取代基选自卤素，所述卤素选自F或Cl。
6.根据权利要求5所述的非水电解液，其特征在于，
R4、R6、R8选自卤素且至少有一个取代基选自取代或未取代的C1～6烷基、取代或未取代的C1～6烷氧基、取代或未取代的苯基；
R5、R7、R9选自卤素；
取代基选自卤素，所述卤素选自F或Cl。
7.根据权利要求5所述的非水电解液，其特征在于，所述环磷腈化合物选自如下化合物中的至少一种：
8.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述3,4-乙烯二烷氧基噻吩化合物在非水电解液中的质量百分比含量为0.05％～3％，优选为0.1％～2％。
9.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述环磷腈化合物在非水电解液中的质量百分比含量为0.01％～10％，优选为0.1％～4％。
10.一种锂离子电池，其包括电解液、正极片、负极片、隔离膜和包装箔；所述正极片包括正极集流体及涂布在正极集流体上的正极膜片，负极片包括负极集流体及涂布在负极集流体上的负极膜片；其特征在于，所述电解液为权利要求1～9中任一项所述的非水电解液。
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