CN108808084A - 锂离子电池非水电解液和锂离子电池 - Google Patents

锂离子电池非水电解液和锂离子电池 Download PDF

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Abstract

为了解决现有的含有马来酸酐共聚物的锂离子电池非水电解液循环性能和高温存储性能不足的问题，本发明提供了一种锂离子电池非水电解液。所述锂离子电池非水电解液，包括如下结构式Ⅰ所示的化合物A和结构式Ⅱ所示的化合物B，所述结构式Ⅰ中，R7、R8各自独立地选自氢原子、卤素原子或‑O‑R9、芳基中的一种，其中，n为正整数，R9为C1‑C4的烷基；所述结构式Ⅱ中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢原子、卤素原子或C1‑C5基团中的一种。本发明提供的锂离子电池非水电解液，通过化合物A和化合物B的作用，提高了电池的循环稳定性和高温存储性能。

Description

锂离子电池非水电解液和锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池，依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池具有比能量高、比功率大、循环寿命长等特点，目前主要应用于3C数码类消费电子产品领域和新能源动力汽车和储能领域。随着新能源汽车续航里程的要求不断提高和数码类消费电子产品的尺寸不断小型化，高能量密度化成为目前锂离子电池的主要发展趋势，而提高锂离子电池工作电压成为提高电池能量密度的有效途径。锂离子电池工作电压的提高，虽然能够提高电池能量密度，但是与此同时，电池工作电压的提高往往也会劣化电池的性能。因为，一方面，电池正极的晶体结构在高电压条件下不稳定，充放电的过程中，电池正极的晶体结构会发生结构的塌陷，从而导致性能的恶化；另一方面，在高电压下，正极表面处于高氧化态下，活性较高，容易催化电解液氧化分解，电解液的分解产物容易在正极表面发生沉积，堵塞锂离子的脱嵌通道，从而恶化电池性能。
电解液是影响电池综合性能的关键因素，特别地，电解液中的添加剂对电池的各项性能的发挥尤其重要。因此，要充分发挥以三元镍钴锰材料作为正极的锂离子动力电池的性能，电解液的匹配是关键。专利US9236634B2中公开了一种锂离子电池电解液，该电解液包含添加剂马来酸酐共聚物，马来酸酐共聚物作为添加剂可以改善4.2V～4.9V高电压锂离子电池的循环性能。但是，经大量研究发现，使用马来酸酐共聚物添加剂在电池循环后期却会出现衰减加速的情况，而且该类添加剂应用于电池中，会使电池出现长期高温存储气胀偏大，存在高温存储性能不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有较好的循环性能和高温存储性能的锂离子电池非水电解液，旨在解决现有的含有马来酸酐共聚物的锂离子电池非水电解液循环性能和高温存储性能不足的问题。
本发明是这样实现的，一种锂离子电池非水电解液，包括如下结构式Ⅰ所示的化合物A和结构式Ⅱ所示的化合物B，
所述结构式Ⅰ中，R7、R8各自独立地选自氢原子、卤素原子或-O-R9、芳基中的一种，其中，n为正整数，R9为C1-C4的烷基；
所述结构式Ⅱ中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢原子、卤素原子或C1-C5基团中的一种。
所述结构式Ⅱ中，C1-C5基团选自烃基、卤代烃基、含氧烃基、含硅烃基、氰基取代的烃基。
所述结构式Ⅱ中，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢原子、氟原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、三甲基硅氧基、氰基、或三氟甲基。
优选的，所述化合物B选自下述结构所示化合物1-9中的一种或多种，
优选的，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述化合物B的质量百分含量为0.1-5％。
优选的，所述化合物A选自下述结构所示化合物10-13中的一种或多种，
且所述化合物10、化合物11、化合物12、化合物13中，n为正整数。
优选的，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述化合物A的质量百分含量为0.1-5％。
优选的，所述锂离子非水电解液还包括不饱和环状碳酸酯类化合物、氟代环状碳酸酯类化合物、磺酸内酯类化合物中的至少一种。
优选的，所述不饱和环状碳酸酯类化合物包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯中的至少一种；所述氟代环状碳酸酯类化合物包括氟代碳酸乙烯酯；所述磺酸内酯类化合物选自1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯中的至少一种。
优选的，所述锂离子电池非水电解液包括锂盐，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO2F)2中的一种或多种。
以及，一种锂离子电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，所述电解液为上述的锂离子电池非水电解液。
优选的，所述正极包括正极活性材料，所述正极的活性物质为LiNixCoyMnzL(1-x-y-z)O2、LiCox’L(1-x’)O2、LiNix”L’y’Mn(2-x”-y’)O4、Liz’MPO4中的至少一种，其中，L为Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si或Fe中的至少一种，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0＜x+y+z≤1，0<x’≤1，0.3≤x”≤0.6，0.01≤y’≤0.2，L’为Co、Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si、Fe中的至少一种；0.5≤z’≤1，M为Fe、Mn、Co中的至少一种。
本发明锂离子电池非水电解液同时含有化合物A和化合物B，能够有效改善电池的高温存储性能和循环稳定性，使得含有该非水电解液的锂离子电池兼具较好的循环性能、高温存储性能。
本发明实施例提供的锂离子电池，由于含有上述非水电解液，因此，同时兼具较好的循环性能、高温存储性能。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种锂离子电池非水电解液，包括如下结构式Ⅰ所示的化合物A和结构式Ⅱ所示的化合物B，
所述结构式Ⅰ中，R7、R8各自独立地选自氢原子、卤素原子或-O-R9、芳基中的一种，其中，n为正整数，R9为C1-C4的烷基；
所述结构式Ⅱ中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢原子、卤素原子或C1-C5基团中的一种。
本发明实施例中，C1-C4是指碳原子数为1-4，同理，C1-C5是指碳原子数为1-5。
具体优选的，所述化合物A选自下述结构所示化合物10-13中的一种或多种，
且所述化合物10、化合物11、化合物12、化合物13中，n为正整数。
优选的所述化合物10、化合物11、化合物12、化合物13，不仅具有较好的循环性能，而且能与本发明实施例所述化合物B协同作用，提高电池高温存储性能和循环稳定性。
优选的，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述化合物A的质量百分含量为0.1-5％，可以明显降低高电压下正极材料和电解液之间的反应，提高了电池的循环性能。当所述化合物A的质量百分含量小于0.1％时，则所述化合物A在正极的成膜效果较弱下降，对循环起不到应有的改善作用弱化；当所述化合物A的质量百分含量大于5％时，明显增大电解液的粘度，降低电解液在电极上的渗透性，降低电池容量，同时会增大电池的阻抗，劣化电池低温和功率性能。更优选的，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述化合物A的质量百分含量为0.5-3％。
本发明实施例提供的锂离子电池非水电解液中含有如结构式Ⅰ所示的化合物A(马来酸酐共聚物)，所述化合物A在电池的化成充电过程中，具有明显的正极成膜作用。具体的，其能在电极正极材料表面产生均匀覆盖的致密钝化膜，所述钝化膜在后续的充放电过程中，可以有效降低高电压下电极材料和电解液之间的副反应，从而提高锂离子电池在高电压下的循环性能。但是，所述化合物A在负极材料表面没有明显的成膜效果，对负极缺乏有效的保护，往往会导致电池在后期出现容量衰减加速的情况和高温存储气胀偏大的问题。
本发明实施例中，所述锂离子电池非水电解液中在上述结构式Ⅰ所示化合物A的基础上，添加了上述结构式Ⅱ所示化合物B。所述化合物B具有明显的负极成膜作用，可以提高负极在循环过程中的稳定性，明显改善电池循环性能。且发明人反复研究发现，本发明实施锂离子电池非水电解液中，将所述化合物B与所述化合物A复合使用，可以同时在电池的正、负极形成有效的钝化膜，降低电解液在正、负极之间的副反应，提高循环过程中的稳定性，明显改善锂离子电池的高温存储性能。
所述结构式Ⅱ中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢原子、卤素原子或C1-C5基团中的一种。
所述结构式Ⅱ中，C1-C5基团选自烃基、卤代烃基、含氧烃基、含硅烃基、氰基取代的烃基。
所述结构式Ⅱ中，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢原子、氟原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、三甲基硅氧基、氰基、或三氟甲基。
具体优选的，所述化合物B选自下述结构所示化合物1-9中的一种或多种，
优选的所述化合物B能更好地与所述化合物A协同，赋予电池较好的综合性能(循环性能、高温存储性能)。
上述结构式Ⅱ所示化合物B的合成方法是常规的，例如化合物B可采用多元醇(如赤藓醇、木糖醇等)与碳酸酯(如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯等)在碱性催化剂作用下发生酯交换反应，再经重结晶或柱层析纯化制备得到。其合成路线示例如下：
化合物B中含氟化合物的制备采用对应的碳酸酯与F2/N2的混合气氟化后，再经重结晶或柱层析纯化而得。其合成路线示例如下：
化合物B中含氰基化合物的制备采用对应的碳酸酯与磺酰氯发生氯代反应后，再与NaCN或KCN反应，经重结晶或柱层析纯化而得。其合成路线示例如下：
化合物B中含三甲基硅氧基化合物的制备采用对应的羟基碳酸酯与氮硅烷发生取代反应后，经重结晶或柱层析纯化而得。其合成路线示例如下：
优选的，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述化合物B的质量百分含量为0.1-5％，可以明显提高电池循环性能。当所述化合物B的化质量百分含量小于0.1％时，其在负极成膜效果弱，对循环起不到应有的改善作用下降；但当所述化合物B的化质量百分含量大于5％时，会增大电池阻抗，劣化电池性能。更优选的，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述化合物B的质量百分含量为0.5-2％。
本发明锂离子电池非水电解液同时含有化合物A和化合物B，能够有效改善电池的高温存储性能和循环稳定性，使得含有该非水电解液的锂离子电池兼具较好的循环性能、高温存储性能。
应当理解，当所述锂离子电池非水电解液含有上述物质中的一种时，含量即为该一种物质的含量；当所述锂离子电池非水电解液含有上述物质中的多种时，含量为多种物质的含量之和。
在上述实施例的基础上，优选的，所述锂离子非水电解液还包括不饱和环状碳酸酯类化合物、氟代环状碳酸酯类化合物、磺酸内酯类化合物中的至少一种。
所述不饱和环状碳酸酯类化合物包括碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)中的至少一种。所述氟代环状碳酸酯类化合物包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)。所述磺酸内酯类化合物选自1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯中的至少一种。
以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，不饱和环状碳酸酯类化合物含量为0.1-5％。
以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，氟代环状碳酸酯类化合物含量为0.1-30％。
以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述磺酸内酯类化合物的质量百分含量为0.1-5％。
作为本领域技术人员所公知的，锂离子电池非水电解液中的主要成分为非水有机溶剂、锂盐和添加剂。其中，非水有机溶剂具体物质可采用常规的，例如，所述非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯中的至少一种。
优选的，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO2F)2中的一种或多种。所述锂离子电池非水电解液中，锂盐的含量为0.1-15％。
本发明中，化合物A和化合物B为添加剂。对于非水有机溶剂和锂盐的含量，是常规的，其含量具体可在包括化合物A和化合物B的添加剂的含量确定后进行常规调整。
以及，一种锂离子电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，所述电解液为上述的锂离子电池非水电解液。
优选的，所述正极包括正极活性材料，所述正极的活性物质为LiNixCoyMnzL(1-x-y-z)O2、LiCox’L(1-x’)O2、LiNix”L’y’Mn(2-x”-y’)O4、Liz’MPO4中的至少一种，其中，L为Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si或Fe中的至少一种，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0＜x+y+z≤1，0<x’≤1，0.3≤x”≤0.6，0.01≤y’≤0.2，L’为Co、Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si、Fe中的至少一种；0.5≤z’≤1，M为Fe、Mn、Co中的至少一种。
优选的，所述锂离子电池的充电截止电压≥4.3V。
所述正极、负极、隔膜没有明确限定，均可采用本领域常规的正极、负极、隔膜。
本发明提供的锂离子电池，由于含有上述非水电解液，因此，同时兼具较好的循环性能、高温存储性能。
下面结合表1和表2具体实施例进行说明。
结合表1实施例进行说明：
实施例1
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例1所示质量百分含量的组分。
实施例2
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例2所示质量百分含量的组分。
实施例3
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例3所示质量百分含量的组分。
实施例4
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例4所示质量百分含量的组分。
实施例5
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例5所示质量百分含量的组分。
实施例6
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例6所示质量百分含量的组分。
实施例7
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例7所示质量百分含量的组分。
实施例8
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例8所示质量百分含量的组分。
实施例9
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例9所示质量百分含量的组分。
实施例10
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例10所示质量百分含量的组分。
实施例11
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例11所示质量百分含量的组分。
实施例12
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例12所示质量百分含量的组分。
实施例13
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例13所示质量百分含量的组分。
实施例14
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例14所示质量百分含量的组分。
实施例15
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1实施例15所示质量百分含量的组分。
对比例1
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1对比例1所示质量百分含量的组分。
对比例2
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1对比例2所示质量百分含量的组分。
对比例3
一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表1对比例3所示质量百分含量的组分。
将本发明实施例1-15、对比例1-3的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨电池(充放电电压范围3～4.4V)进行性能测试，测试指标及测试方法如下：
(1)高温循环性能，通过测试45℃1C循环500周容量保持率体现，具体方法为：在45℃下，将化成后的电池用1C恒流恒压充至工作电压，截至电流为0.01C，然后用1C恒流放电至3.0V。如此充/放电500次循环后，计算第500次循环后容量的保持率，以评估其高温循环性能。
45℃1C循环500次容量保持率计算公式如下：
第500次循环容量保持率(％)＝(第500次循环放电容量/第一次循环放电容量)×100％。
(2)常温循环性能，通过测试25℃1C循环500周容量保持率体现，具体方法为：在25℃下，将化成后的电池用1C恒流恒压充至工作电压，截至电流为0.01C，然后用1C恒流放电至3.0V。如此充/放电500次循环后，计算第500次循环后容量的保持率，以评估其常温循环性能。
25℃1C循环500次容量保持率计算公式如下：
第500次循环容量保持率(％)＝(第500次循环放电容量/第一次循环放电容量)×100％。
(3)60℃下存储30天后的容量保持率、容量恢复率和厚度膨胀率的测试方法：将化成后的电池在常温下用1C恒流恒压充至工作电压，截至电流为0.01C，再用1C恒流放电至3.0V，测量电池初始放电容量，再用1C恒流恒压充电至工作电压，截至电流为0.01C，测量电池的初始厚度，然后将电池在60℃储存30天后，测量电池的厚度，再以1C恒流放电至3.0V，测量电池的保持容量，再用1C恒流恒压充电至工作电压，截至电流为0.01C，然后用1C恒流放电至3.0V，测量恢复容量。容量保持率、容量恢复率的计算公式如下：
电池容量保持率(％)＝保持容量/初始容量×100％；
电池容量恢复率(％)＝恢复容量/初始容量×100％；
电池厚度膨胀率(％)＝(30天后的厚度-初始厚度)/初始厚度×100％。
实施例1-15、对比例1-3的测试结果如下表1所示。
表1
结合表1，比较实施例1-10、13、14，对比例1，实施例1-10、13、14锂离子非水电解液中，均添加有化合物A、化合物B，对比例1中仅添加有化合物A。结果显示，与只添加有化合物A的对比例1相比，同时含有化合物A、化合物B的锂离子非水电解液制成的电池，其循环性能和高温存储性能有了明显的提高。可见，所述化合物A和所述化合物B复合使用，能够提高电池的循环性能和高温存储性能。
比较实施例11、12、15，对比例2、3，实施例11、12、15锂离子非水电解液中，添加有化合物A、化合物B和其他添加剂(VC或PS或LiFSI)，对比例2、3中，除了添加有化合物A，还分别添加有VC、PS。结果显示，当其他添加剂与所述化合物A复合使用时，并没有提高电池的循环性能和高温存储性能，反而，电池的循环性能和高温存储性能有所下降。而本发明实施例将化合物A、化合物B和其他添加剂(VC或PS或LiFSI)复合使用后，对电池的循环性能和高温存储性能没有影响。可见，所述化合物B的添加，还能改善其他添加剂的加入对电池循环性能和高温存储性能带来的影响。
结合表2具体实施例进行说明：
实施例16
一种LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表2实施例16所示质量百分含量的组分。
实施例17
一种LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表2实施例17所示质量百分含量的组分。
实施例18
一种LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表2实施例18所示质量百分含量的组分。
实施例19
一种LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表2实施例19所示质量百分含量的组分。
实施例20
一种LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表2实施例20所示质量百分含量的组分。
实施例21
一种LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表2实施例21所示质量百分含量的组分。
实施例22
一种LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表2实施例22所示质量百分含量的组分。
实施例23
一种LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表2实施例23所示质量百分含量的组分。
实施例24
一种LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表2实施例24所示质量百分含量的组分。
对比例4
一种LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表2对比例4所示质量百分含量的组分。
对比例5
一种LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其中，所述电解液为非水电解液，且以所述非水电解液的总重量为100％计，含有表2对比例5所示质量百分含量的组分。
将本发明实施例1-9、对比例1-2的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/人造石墨电池(充放电电压范围3～4.2V)进行性能测试，测试指标及测试方法如下：
(1)高温循环性能，通过测试45℃1C循环300周容量保持率体现，具体方法为：在45℃下，将化成后的电池用1C恒流恒压充至工作电压，截至电流为0.01C，然后用1C恒流放电至3.0V。如此充/放电300次循环后，计算第300次循环后容量的保持率，以评估其高温循环性能。
45℃1C循环300次容量保持率计算公式如下：
第300次循环容量保持率(％)＝(第300次循环放电容量/第一次循环放电容量)×100％。
(2)60℃下存储14天后的容量保持率、容量恢复率和厚度膨胀率的测试方法：将化成后的电池在常温下用1C恒流恒压充至工作电压，截至电流为0.01C，再用1C恒流放电至3.0V，测量电池初始放电容量，再用1C恒流恒压充电至工作电压，截至电流为0.01C，测量电池的初始厚度，然后将电池在60℃储存14天后，测量电池的厚度，再以1C恒流放电至3.0V，测量电池的保持容量，再用1C恒流恒压充电至工作电压，截至电流为0.01C，然后用1C恒流放电至3.0V，测量恢复容量。容量保持率、容量恢复率的计算公式如下：
电池容量保持率(％)＝保持容量/初始容量×100％；
电池容量恢复率(％)＝恢复容量/初始容量×100％；
电池厚度膨胀率(％)＝(14天后的厚度-初始厚度)/初始厚度×100％。
(3)低温放电性能，通过-20℃/0.5C放电效率体现，具体方法为：在25℃下，将化成后的电池用1C恒流恒压充至4.2V，截至电流为0.01C，然后用1C恒流放电至2.5V，记录放电容量。然后1C恒流恒压充电至4.2V，截至电流为0.01C，再将电池置于-20℃的环境中搁置12h后，0.5C恒流放电至2.5V，记录放电容量。
-20℃/0.5C放电效率计算公式如下：
-20℃的低温放电效率(％)＝0.5C放电容量(-20℃)/1C放电容量(25℃)。
实施例16-24、对比例4-5的测试结果如下表2所示。
表2
作为本领域技术人员所公知的，表1和表2的实施例和对比例中，除已列举的各物质外，还包括常规的溶剂及锂盐等物质，本发明中不做特殊说明，并且，电解液中，除已列举的上述物质之外的重量即为溶剂及锂盐的含量。
结合表1，比较实施例16-20、23，对比例4，实施例16-20、23锂离子非水电解液中，均添加有化合物A、化合物B，对比例4中仅添加有化合物A。结果显示，与只添加有化合物A的对比例1相比，同时含有化合物A、化合物B的锂离子非水电解液制成的电池，其循环性能和高温存储性能有了明显的提高。可见，所述化合物A和所述化合物B复合使用，能够提高电池的循环性能和高温存储性能。
比较实施例23，对比例5，实施例23锂离子非水电解液中，添加有化合物A、化合物B和其他添加剂(VC)，对比例5中，除了添加有化合物A，还添加有VC。结果显示，当其他添加剂与所述化合物A复合使用时，并没有提高电池的循环性能和高温存储性能，反而，电池的循环性能和高温存储性能有所下降。而本发明实施例将化合物A、化合物B和其他添加剂(VC)复合使用后，对电池的循环性能和高温存储性能没有影响。可见，所述化合物B的添加，还能改善其他添加剂的加入对电池循环性能和高温存储性能带来的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池非水电解液，其特征在于，包括如下结构式Ⅰ所示的化合物A和结构式Ⅱ所示的化合物B，
所述结构式Ⅰ中，R7、R8各自独立地选自氢原子、卤素原子或-O-R9、芳基中的一种，其中，n为正整数，R9为C1-C4的烷基；
所述结构式Ⅱ中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢原子、卤素原子或C1-C5基团中的一种。
2.如权利要求1所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述化合物B选自下述结构所示化合物1-9中的一种或多种，
3.如权利要求1所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述化合物B的质量百分含量为0.1-5％。
4.如权利要求4所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述化合物A选自下述结构所示化合物10-13中的一种或多种，
且所述化合物10、化合物11、化合物12、化合物13中，n为正整数。
5.如权利要求1所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述化合物A的质量百分含量为0.1-5％。
6.如权利要求1所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述锂离子非水电解液还包括不饱和环状碳酸酯类化合物、氟代环状碳酸酯类化合物、磺酸内酯类化合物中的至少一种。
7.如权利要求6所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述不饱和环状碳酸酯类化合物包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯中的至少一种；所述氟代环状碳酸酯类化合物包括氟代碳酸乙烯酯；所述磺酸内酯类化合物选自1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯中的至少一种。
8.如权利要求1所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述锂离子电池非水电解液包括锂盐，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO2F)2中的一种或多种。
9.一种锂离子电池，包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，其特征在于，所述电解液为权利要求1-8任一所述的锂离子电池非水电解液。
10.如权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括正极活性材料，所述正极的活性物质为LiNixCoyMnzL(1-x-y-z)O2、LiCox’L(1-x’)O2、LiNix”L’y’Mn(2-x”-y’)O4、Liz’MPO4中的至少一种，其中，L为Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si或Fe中的至少一种，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0＜x+y+z≤1，0<x’≤1，0.3≤x”≤0.6，0.01≤y’≤0.2，L’为Co、Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si、Fe中的至少一种；0.5≤z’≤1，M为Fe、Mn、Co中的至少一种。
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