CN105720304A - 一种非水电解液和一种锂离子电池 - Google Patents

一种非水电解液和一种锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种非水电解液，包括有机溶剂和锂盐，所述有机溶剂选自非碳酸酯溶剂。本发明提供的非水电解液具有较好的抗亲核攻击能力，高活性的自由基离子O2 .?较难与这些溶剂发生亲核反应，从而有效抑制了材料中Li2O流失，稳定了富锂正极材料的结构，有效缓解了材料电压滞后现象的发生。同时本发明提供的非水电解液具有抗氧化性好且不燃的特性，因此本发明提供的非水电解液制备的富锂电池具有较好的循环性能和较高的安全性。

Description

一种非水电解液和一种锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种非水电解液和一种锂离子电池。
背景技术
当前，开发具有更高能量密度的锂离子电池已成为发展新能源汽车和储能技术的关键。而高能量密度锂离子电池受限于正极材料的比容量。因此，开发高容量正极材料已迫在眉睫。
富锂xLi2MnO3-(1-x)LiMO2(M＝Co、Ni、Mn)具有高比容量(高达300mAh g-1)、高安全性和低成本等特点已成为现阶段锂离子电池正极材料研究的热点。然而，富锂正极存在的最主要问题是电压滞后，即从充放电曲线上表现为放电平均电压随着循环次数的增加不断下降。在实际的应用过程中，材料的电压滞后会导致电池的输出功率降低，并严重影响电池管理系统对电池充放电状态的预测。
存在电压滞后这一现象的原因普遍认为是：富锂正极在首周充电活化过程中产生的O2在高电位下易得到电子，生成自由基离子O2 .-，该自由基离子会迅速地与碳酸酯溶剂发生亲核反应，反应产物有机羧酸锂和碳酸锂会沉积在电极表面，使电极表面电阻不断增加，造成电极材料中Li2O的流失，引起材料中化学组分变化和相转变，表现为电池电压滞后的发生。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种非水电解液和一种锂离子电池，本发明提供的非水电解液可以防止电池电压滞后的现象发生。
本发明提供了一种非水电解液，包括有机溶剂和锂盐，所述有机溶剂选自非碳酸酯溶剂。
优选的，所述非碳酸酯溶剂选自含磷化合物、醚类化合物、离子液体、砜类化合物和腈类化合物中的一种或者几种。
优选的，所述含磷化合物选自具有式I所示结构的磷酸酯、式II所示结构的亚磷酸酯、式III所示结构的链状磷腈化合物和式IV所示结构的环三磷腈化合物中的一种或几种，
式I、II、III中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8独立的选自碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的含氟烷基、芳香基或含氟芳香基，其中，式III中n为1～10的整数；
式IV中，R9、R10、R11、R12、R13和R14独立的选自氢原子、卤素、烷基、含氟烷基、烷氧基、含氟烷氧基、芳香基或含氟芳香基。
优选的，所述醚类化合物选自具有式V所示结构的化合物中的一种或几种，
式V中，m为0～10的整数；
R15和R16独立的选自苯基、卤素、C1～C12的直链或支链烷基、C1～C12的直链或支链含氟烷基。
优选的，所述砜类化合物选自具有式VI所示结构的链状砜和式VII所示结构的环状砜中的一种或几种，
式VII中，p独立选自1、2、3的整数；
R17、R18和R19独立的选自苯基、卤素、C1～C12的直链或支链烷基、C1～C12的直链或支链含氟烷基。
优选的，所述腈类化合物选自具有式VIII所示结构的单腈化合物和式IX所示结构的二腈化合物中的一种或几种，
式IX中，q独立选自1～6的整数；
R20独立的选自苯基、卤素、C1～C12的直链或支链烷基、C1～C12的直链或支链含氟烷基。
优选的，所述离子液体中的阳离子选自含氮的阳离子，所述离子液体中阴离子选自四氟硼酸阴离子、六氟磷酸阴离子、高氯酸阴离子、三氟甲基磺酰亚胺阴离子、二(三氟甲基磺酰)亚胺阴离子、三氟甲基磺酰酸阴离子、双氟磺酰亚胺阴离子中的一种。
优选的，所述含氮的阳离子选自式X所示化合物、式XI所示化合物和式XII所示化合物中的一种或多种；
其中，R21、R22、R23、R24、R25和R26独立的选自氢原子、卤素、烷基、含氟烷基、烷氧基、含氟烷氧基、芳香基或含氟芳香基。
优选的，所述锂盐的浓度为0.1mol/L～3mol/L。
优选的，还包括添加剂，所述添加剂在所述非水电解液中的质量百分数为0.005％～10％。
优选的，所述添加剂选自第一添加剂和/或第二添加剂；
所述第一添加剂选自亚硝酸锂、硝酸锂、氯化锂、氟化锂、溴化锂、碘化锂、磷酸锂、一氟磷酸锂、二氟磷酸锂、三氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三草酸磷酸锂、二氟二草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂的一种或几种。
所述第二添加剂选自含氟碳酸酯、不饱和碳酸酯、磺酸内酯、含氟羧酸酯、含氟醚中的一种或几种；
所述含氟碳酸酯选自式XIII所示结构的含氟环状碳酸酯或式XIV所示结构的含氟链状碳酸酯中的一种或几种；
其中，R27、R28、R29和R30独立的选自氢、氟、C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基，且R27和R28其中之一为含氟基团，R29和R30其中之一为含氟基团；
所述不饱和碳酸酯选自含双键的不饱和碳酸酯；
所述磺酸内酯选自式XV所示结构的环状磺酸内酯；
其中，r为1～3的整数，R31独立的选自氢、氟、C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基；
所述含氟羧酸酯选自式XVI所示结构中的一种或几种；
其中，R32和R33独立的选自C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基，且R32和R33其中之一为含氟基团。
所述含氟醚选自式XVII所示结构中一种或几种；
其中，R34和R35独立的选自C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基，且R34和R35其中之一为含氟基团。
优选的，所述第一添加剂和第二添加剂的质量比为1:20～20:1。
本发明还提供了一种锂离子电池，包括正极、隔膜、负极、电解液和电池外壳，所述电解液为上述非水电解液。
与现有技术相比，本发明提供了一种非水电解液，包括有机溶剂和锂盐，所述有机溶剂选自非碳酸酯溶剂。本发明提供的非水电解液具有较好的抗亲核攻击能力，高活性的自由基离子O2 .-较难与这些溶剂发生亲核反应，从而有效抑制了材料中Li2O流失，稳定了富锂正极材料的结构，有效缓解了材料电压滞后现象的发生。同时本发明提供的非水电解液具有抗氧化性好且不燃的特性，因此本发明提供的非水电解液制备的富锂电池具有较好的循环性能和较高的安全性。
结果表明，本发明提供的非水电解液制备的富锂锂离子电池在25℃充放电循环100周，电池的容量保持率为88.9％～94.1％，电压滞后仅为0.05～0.20V，而在现有碳酸酯电解液中电池的容量保持率为71.2％～88.7％，电压滞后为0.3～0.6V。本发明提供的非水电解液制备的富锂锂离子电池具有较好的循环性能。
附图说明
图1为本发明实施例2、对比例1和对比例2得到的富锂锂离子电池的放电平均电压-循环次数比较图。
具体实施方式
本发明提供了一种非水电解液，包括有机溶剂和锂盐，所述有机溶剂选自非碳酸酯溶剂。
在本发明中，所述非水电解液包括有机溶剂，所述有机溶剂选自非碳酸酯溶剂。
优选的，所述非碳酸酯溶剂选自含磷化合物、醚类化合物、离子液体、砜类化合物和腈类化合物中的一种或者几种。
更优选的，所述含磷化合物选自具有式I所示结构的磷酸酯、式II所示结构的亚磷酸酯、式III所示结构的链状磷腈化合物和式IV所示结构的环三磷腈化合物中的一种或几种，
式I、II、III中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8独立的选自碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的含氟烷基、芳香基或含氟芳香基，其中，式III中n为1～10的整数；
式IV中，R9、R10、R11、R12、R13和R14独立的选自氢原子、卤素、烷基、含氟烷基、烷氧基、含氟烷氧基、芳香基或含氟芳香基。
最优选的，所述含磷化合物选自：
中的一种或多种。
所述醚类化合物选自具有式V所示结构的化合物中的一种或几种，
式V中，m为0～10的整数；
R15和R16独立的选自苯基、卤素、C1～C12的直链或支链烷基、C1～C12的直链或支链含氟烷基。
最优选的，所述醚类化合物选自：
中的一种或多种。
所述砜类化合物选自具有式VI所示结构的链状砜和式VII所示结构的环状砜中的一种或几种，
式VII中，p独立选自1、2、3的整数；
R17、R18和R19独立的选自苯基、卤素、C1～C12的直链或支链烷基、C1～C12的直链或支链含氟烷基。
最优选的，所述砜类化合物选自：
中的一种或多种。
所述腈类化合物选自具有式VIII所示结构的单腈化合物和式IX所示结构的二腈化合物中的一种或几种，
式IX中，q独立选自1～6的整数；
R20独立的选自苯基、卤素、C1～C12的直链或支链烷基、C1～C12的直链或支链含氟烷基。
最优选的，所述腈类化合物选自：
中的一种或多种。
所述离子液体中的阳离子选自含氮的阳离子。优选的，所述含氮的阳离子选自式X所示化合物、式XI所示化合物和式XII所示化合物中的一种或多种；
其中，R21、R22、R23、R24、R25和R26独立的选自氢原子、卤素、烷基、含氟烷基、烷氧基、含氟烷氧基、芳香基或含氟芳香基。
更优选的，所述含氮的阳离子选自：
中的一种或多种。
所述离子液体中阴离子选自四氟硼酸阴离子、六氟磷酸阴离子、高氯酸阴离子、三氟甲基磺酰亚胺阴离子、二(三氟甲基磺酰)亚胺阴离子、三氟甲基磺酰酸阴离子、双氟磺酰亚胺阴离子中的一种，优选为六氟磷酸阴离子。
在本发明中，所述非水电解液还包括锂盐，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂与双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种，优选为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂。在所述非水电解液中，所述锂盐的浓度为0.1mol/L～3mol/L，优选为0.5mol/L～2.5mol/L，更优选为1.0mol/L～2.0mol/L。
本发明提供的非水电解液还包括添加剂，在本发明中，所述添加剂在所述非水电解液中的质量百分数为0.005％～10％，优选为0.01％～8％，更优选为0.1％～5％。
在本发明中，所述添加剂选自第一添加剂和/或第二添加剂；
所述第一添加剂选自亚硝酸锂、硝酸锂、氯化锂、氟化锂、溴化锂、碘化锂、磷酸锂、一氟磷酸锂、二氟磷酸锂、三氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三草酸磷酸锂、二氟二草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂的一种或几种，优选为硝酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂。
所述第二添加剂选自含氟碳酸酯、不饱和碳酸酯、磺酸内酯、含氟羧酸酯、含氟醚中的一种或几种；
所述含氟碳酸酯选自式XIII所示结构的含氟环状碳酸酯或式XIV所示结构的含氟链状碳酸酯中的一种或几种；
其中，R27、R28、R29和R30独立的选自氢、氟、C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基，且R27和R28其中之一为含氟基团，R29和R30其中之一为含氟基团。
更优选的，所述含氟碳酸酯选自氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、二氟甲基碳酸乙烯酯和三氟甲基乙基碳酸酯中的一种或几种。
所述不饱和碳酸酯选自含双键的不饱和碳酸酯，优选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙烯酯、碳酸丙烯亚乙烯酯中的一种或几种；
所述磺酸内酯选自式XV所示结构的环状磺酸内酯；
其中，r为1～3的整数，R31独立的选自氢、氟、C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基。
所述磺酸内酯优选为1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯和1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯中的一种或几种。
所述含氟羧酸酯选自式XVI所示结构中的一种或几种；
其中，R32和R33独立的选自C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基，且R32和R33其中之一为含氟基团。
所述含氟羧酸酯优选为三氟丙酸甲酯、三氟丙酸乙酯、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、五氟丙酸甲酯和五氟丙酸乙酯中的一种或几种
所述含氟醚选自式XVII所示结构中一种或几种；
其中，R34和R35独立的选自C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基，且R34和R35其中之一为含氟基团。
优选的，所述含氟醚选自一端为甲基，另一端为C1～C6的直链或支链含氟烷基的含氟醚，更优选为九氟正丁基甲基醚、九氟异丁基甲基醚、七氟正丙基甲基醚、七氟异丙基甲基醚和六氟异丙基甲基醚中的一种或几种。
在本发明的一些实施例中，当所述非水电解液中的添加剂为第一添加剂时，上述非水电解液尤其适用于富锂锰基正极与非碳系材料负极匹配的电池体系以及锂空电池、锂硫电池体系。
在本发明的另一些实施例中，所述非水电解液中的添加剂为第二添加剂，或所述非水电解液中的添加剂为第一添加剂与第二添加剂的复合添加剂，上述非水电解液不仅适用于富锂锰基正极与非碳系材料负极匹配的电池体系、锂空电池、锂硫电池体系，而且也适用于传统的锂离子电池正极材料(如层状氧化物材料、尖晶石正极材料、聚阴离子类化合物)与碳系负极(如石墨类碳材料、硬碳、软碳)匹配的电池体系。
当所述非水电解液中的添加剂为第一添加剂与第二添加剂的复合添加剂时，所述第一添加剂和第二添加剂的质量比为1:20～20:1，优选的质量比为1:1
本发明还提供了一种非水电解液的制备方法，包括以下步骤：
将有机溶剂和锂盐混合，得到非水电解液，所述有机溶剂选自非碳酸酯溶剂。
优选的，在将有机溶剂和锂盐混合时，还可以加入添加剂，所述添加剂优选为上文所述的第一添加剂和/或第二添加剂。
本发明还提供了一种锂离子电池，包括正极、隔膜、负极、电解液和电池外壳，所述电解液为上述非水电解液。
本发明对所述锂离子电池正极的材料并没有特殊限制，优选为S、O2、层状氧化物材料、尖晶石正极材料、聚阴离子类化合物、富锂锰基氧化物正极材料中的一种。
所述层状氧化物材料优选为LiCoO2，LiNiO2，LiMnO2或LiMnxCoyNi1-x-yO2，在LiMnxCoyNi1-x-yO2中，x＝0～1，y＝0～1。
所述尖晶石正极材料优选为LiMn2O4或LiNi0.5Mn1.5O4。
所述聚阴离子类化合物优选为橄榄石结构电极材料或NASICON结构电极材料，更优选为LiFePO4或Li3V2(PO4)3。
所述富锂锰基氧化物正极材料优选为xLi2MnO3﹒(1-x)LiMO2，其中，M选自Ni，Co，Mn，Fe或Cr中的一种，x＝0～1。
更优选的，所述正极材料选自S、O2和富锂锰基氧化物正极材料中的一种。
本发明对所述隔膜的种类并没有特殊限制，优选为聚烯烃类、聚酰胺类、聚砜类、聚磷腈类、聚醚砜类、聚醚醚酮类、聚醚酰胺类和聚丙烯腈类中的一种。
本发明对所述负极材料并没有特殊限制，优选为金属锂、碳系负极材料和非碳系负极材料中的一种。更优选的，所述的碳系负极材料包括石墨类碳材料、硬碳、软碳的一种；所述的非碳系负极材料包括硅基、锡基、锑基、铝基和过渡金属化合物的一种。
本发明提供的非水电解液具有较好的抗亲核攻击能力，高活性的自由基离子O2 .-较难与这些溶剂发生亲核反应，从而有效抑制了材料中Li2O流失，稳定了富锂正极材料的结构，有效缓解了材料电压滞后现象的发生。同时本发明提供的非水电解液具有抗氧化性好且不燃的特性，因此本发明提供的非水电解液制备的富锂电池具有较好的循环性能和较高的安全性。
结果表明，本发明提供的非水电解液制备的富锂锂离子电池在25℃充放电循环100周，电池的容量保持率为88.9％～94.1％，电压滞后仅为0.05～0.20V，而在现有碳酸酯电解液中电池的容量保持率为71.2％～88.7％，电压滞后为0.3～0.6V。本发明提供的非水电解液制备的富锂锂离子电池具有较好的循环性能。
此外，本发明提供的非水电解液的具有耐燃性，因此本发明提供的非水电解液制备得到的富锂锂离子电池具有较高的安全性。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的非水电解液和锂离子电池进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
以下实施例所用的非碳酸酯溶剂的种类有：
本发明以下实施例所用到的试剂均为市售商品。
实施例1～9表1
有机溶剂选自式1～3所示结构的含磷化合物，正极选自富锂锰基正极材料，负极选自硅基负极材料，得到锂离子电池，测定其性能，结果见表1，表1为锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果。
表1锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果
实施例10～18表2
有机溶剂选自式4～6所示结构的醚类化合物，正极选自富锂锰基正极材料，负极选自硅基负极材料。得到锂离子电池，测定其性能，结果见表2，表2为锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果。
表2锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果
实施例19～27表3
有机溶剂选自式7～9所示结构的砜类化合物，正极选自富锂锰基正极材料，负极选自硅基负极材料。得到锂离子电池，测定其性能，结果见表3，表3为锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果。
表3锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果
实施例28-39表4
有机溶剂选自式10、式11所示结构的腈类化合物和式12、式13所示结构的离子液体，正极选自富锂锰基正极材料，负极选自硅基负极材料。得到锂离子电池，测定其性能，结果见表4，表4为锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果。
表4锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果
实施例40-47表5
有机溶剂选自上述实施例1～39中循环性能较优异的式2、式4所示结构的非碳酸酯溶剂，锂盐为六氟磷酸锂，且摩尔浓度为1mol/L，按照表5的配方向上述非碳酸酯溶剂中再加入电解液总质量1％的添加剂，制备得到非水电解液。表5中，第一添加剂为二氟草酸硼酸锂，第二添加剂氟代碳酸乙烯酯，当添加剂为第一添加剂和第二添加剂混合添加剂时，第一添加剂与第二添加剂的质量比为1:1。正极选自非富锂锰基正极材料如钴酸锂正极材料，负极选自石墨类负极材料MCMB，制备得到锂离子电池，测定其性能，结果见表5，表5为锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果。
表5锂离子电池中电解液配方以及性能测试结果
对比例1
在最优性能的实施例2的非水电解液中不加入电解液的总质量2％的硝酸锂，搅拌均匀后得到锂离子电池电解液。
对比例2
采用市售的S-3015A型号的碳酸酯电解液，其主要组成成分为体积百分比30％的EC、70％的DMC和LiPF6，所述LiPF6在碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)中的摩尔浓度为1mol/L。
实施例48
将上述实施例1～47制备的非水电解液及对比例1和2得到的非水电解液分别注入到正极为富锂正极材料Li[Li0.144Ni0.136Co0.136Mn0.544]O2，负极为石墨MCMB，隔膜为Celgard聚丙烯隔膜的18650圆柱型电池中，电池的额定容量为3600mAh，对电池进行测试。在2.0～4.8V以0.05C倍率循环100周，对电池进行充放电测试，测试结果见表1～6。从表6的测试数据可知，采用非碳酸酯溶剂的非水电解液的实施例电池的循环性能优于现常规碳酸酯电解液的对比例2的电池，电压滞后现象也明显得到改善，同时，采用添加剂的非碳酸酯溶剂的非水电解液的实施例2电池的循环性能明显优于不加添加剂的非水电解液的对比例1电池。
表6锂离子电池的性能测试结果
对对比例1、对比例2和实施例2的电解液制备的Li[Li0.144Ni0.136Co0.136Mn0.544]O2/MCMB电池在常温环境下0.05C倍率下2.0～4.8V充放电的放电平均电压进行测试，结果见图1，图1为本发明实施例2、对比例1和对比例2得到的富锂锂离子电池的放电平均电压-循环次数比较图。图1中曲线□为实施例2采用的电解液制备的电池的放电平均电压曲线，曲线○为对比例2采用的电解液制备的电池的放电平均电压曲线，曲线△为对比例1采用的电解液制备的电池的放电平均电压曲线，由图可知，本发明非水电解液制备的Li[Li0.144Ni0.136Co0.136Mn0.544]O2/MCMB电池常温循环下的电压滞后现象得到明显改善。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种非水电解液，其特征在于，包括有机溶剂和锂盐，所述有机溶剂选自非碳酸酯溶剂。
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述非碳酸酯溶剂选自含磷化合物、醚类化合物、离子液体、砜类化合物和腈类化合物中的一种或者几种。
3.根据权利要求2所述的非水电解液，其特征在于，所述含磷化合物选自具有式I所示结构的磷酸酯、式II所示结构的亚磷酸酯、式III所示结构的链状磷腈化合物和式IV所示结构的环三磷腈化合物中的一种或几种，
式I、II、III中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8独立的选自碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的含氟烷基、芳香基或含氟芳香基，其中，式III中n为1～10的整数；
式IV中，R9、R10、R11、R12、R13和R14独立的选自氢原子、卤素、烷基、含氟烷基、烷氧基、含氟烷氧基、芳香基或含氟芳香基。
4.根据权利要求2所述的非水电解液，其特征在于，所述醚类化合物选自具有式V所示结构的化合物中的一种或几种，
式V中，m为0～10的整数；
R15和R16独立的选自苯基、卤素、C1～C12的直链或支链烷基、C1～C12的直链或支链含氟烷基。
5.根据权利要求2所述的非水电解液，其特征在于，所述砜类化合物选自具有式VI所示结构的链状砜和式VII所示结构的环状砜中的一种或几种，
式VII中，p独立选自1、2、3的整数；
R17、R18和R19独立的选自苯基、卤素、C1～C12的直链或支链烷基、C1～C12的直链或支链含氟烷基。
6.根据权利要求2所述的非水电解液，其特征在于，所述腈类化合物选自具有式VIII所示结构的单腈化合物和式IX所示结构的二腈化合物中的一种或几种，
式IX中，q独立选自1～6的整数；
R20独立的选自苯基、卤素、C1～C12的直链或支链烷基、C1～C12的直链或支链含氟烷基。
7.根据权利要求2所述的非水电解液，其特征在于，所述离子液体中的阳离子选自含氮的阳离子，所述离子液体中阴离子选自四氟硼酸阴离子、六氟磷酸阴离子、高氯酸阴离子、三氟甲基磺酰亚胺阴离子、二(三氟甲基磺酰)亚胺阴离子、三氟甲基磺酰酸阴离子、双氟磺酰亚胺阴离子中的一种。
8.根据权利要求7所述的非水电解液，其特征在于，所述含氮的阳离子选自式X所示化合物、式XI所示化合物和式XII所示化合物中的一种或多种；
其中，R21、R22、R23、R24、R25和R26独立的选自氢原子、卤素、烷基、含氟烷基、烷氧基、含氟烷氧基、芳香基或含氟芳香基。
9.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述锂盐的浓度为0.1mol/L～3mol/L。
10.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，还包括添加剂，所述添加剂在所述非水电解液中的质量百分数为0.005％～10％。
11.根据权利要求10所述的非水电解液，其特征在于，所述添加剂选自第一添加剂和/或第二添加剂；
所述第一添加剂选自亚硝酸锂、硝酸锂、氯化锂、氟化锂、溴化锂、碘化锂、磷酸锂、一氟磷酸锂、二氟磷酸锂、三氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三草酸磷酸锂、二氟二草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂的一种或几种；
所述第二添加剂选自含氟碳酸酯、不饱和碳酸酯、磺酸内酯、含氟羧酸酯和含氟醚中的一种或几种；
所述含氟碳酸酯选自式XIII所示结构的含氟环状碳酸酯或式XIV所示结构的含氟链状碳酸酯中的一种或几种；
其中，R27、R28、R29和R30独立的选自氢、氟、C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基，且R27和R28其中之一为含氟基团，R29和R30其中之一为含氟基团；
所述不饱和碳酸酯选自含双键的不饱和碳酸酯；
所述磺酸内酯选自式XV所示结构的环状磺酸内酯；
其中，r为1～3的整数，R31独立的选自氢、氟、C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基；
所述含氟羧酸酯选自式XVI所示结构中的一种或几种；
其中，R32和R33独立的选自C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基，且R32和R33其中之一为含氟基团；
所述含氟醚选自式XVII所示结构中一种或几种；
其中，R34和R35独立的选自C1～C6的直链或支链烷基、C1～C6的直链或支链含氟烷基，且R34和R35其中之一为含氟基团。
12.根据权利要求11所述的非水电解液，其特征在于，所述第一添加剂和第二添加剂的质量比为1:20～20:1。
13.一种锂离子电池，包括正极、隔膜、负极、电解液和电池外壳，其特征在于，所述电解液为权利要求1～12中任意一项所述的非水电解液。
14.根据权利要求13所述的锂离子电池，其特征在于，所述的正极包括S、O2、层状氧化物材料、尖晶石正极材料、聚阴离子类化合物、富锂锰基氧化物正极材料中的一种。
15.根据权利要求13所述的锂离子电池，其特征在于，所述的隔膜包括聚烯烃类、聚酰胺类、聚砜类、聚磷腈类、聚醚砜类、聚醚醚酮类、聚醚酰胺类、聚丙烯腈类的一种。
16.根据权利要求13所述的锂离子电池，其特征在于，所述的负极包括金属锂、碳系和非碳系负极材料中的一种。
17.根据权利要求16所述的锂离子电池，其特征在于，所述的碳系负极材料包括石墨类碳材料、硬碳、软碳的一种。
18.根据权利要求17所述的锂离子电池，其特征在于，所述的非碳系负极材料包括硅基、锡基、锑基、铝基和过渡金属化合物的一种。
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