CN110190332B - 高镍三元正极材料体系电池用电解液及锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高镍三元正极材料体系电池用电解液及锂离子电池，所述电解液包括溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述添加剂包括正极成膜添加剂三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯、负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯和低阻抗添加剂二氟磷酸锂。本发明的电解液应用于高镍正极/硅碳负极体系的锂离子电池，可以改善电解液与正负极的界面相容性，提高锂离子电池的高温循环性能、高温存储性能以及低温放电性能。并且制备方法简单，易于工业化，具有广泛的应用前景。

Description

高镍三元正极材料体系电池用电解液及锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体的，涉及一种高镍三元正极材料体系电池用电解液及锂离子电池。
背景技术
高能量密度锂离子电池受到越来越多的关注，为了提高锂离子电池的能量密度人们在正负极材料上做出了许多努力。在正极方面，高镍三元层状氧化物{Li[NixCoyMz]O2(0＜x,y,z＜1；M＝Mn，缩写NMC；M＝Al；缩写NCA)}具有能量密度高、循环性能好、价格适中等优异的综合性能，是目前锂离子电池(LIBs)中最具应用前景的一类正极材料。随着纯电动汽车(EVs)及混合电动汽车(HEVs)的快速发展，人们对LIBs的能量密度、循环寿命以及安全性要求不断提高。然而,在传统电解液体系中，三元正极材料在高电压、高温下会发生剧烈的结构变化和界面副反应，给实际应用带来巨大挑战，尤其是高镍三元材料的循环寿命和安全性。
目前，解决方法有两种：
一方面，现有研究通常从材料改性离子掺杂、材料表面包覆和开发电解液添加剂三方面着手，开展了大量探索性的研究工作。通过在三元材料晶格中掺杂Mg和F等元素；通过在材料表面包覆一些厚度合适的金属氧化物(如Al2O3、ZrO等)、氟化物(如AlF3等)或者某些磷酸盐，物理隔离活性物质与电解液之间的直接接触，减少副反应的发生等等。虽然这种包覆和掺杂改性能够一定程度上改变电极材料某些性能，但是不能从根本上改善电池的高温循环、低温放电等性能。
另一方面，研究发现造成高镍三元材料这些问题的原因复杂，主要分为材料本身的问题和界面量大问题。材料本身的问题有：一是循环过程中的Ni2+/Li+混排，产生相变反应，进而诱发应力应变效应，造成材料循环过程中容量衰减；二是高脱锂状态下Ni4+倾向于还原生成Ni3+，材料中会释放出氧气，而使材料的热稳定性变差。界面问题是指电极/电解液界面在实际电化学环境中存在不稳定性，极易受电解液中游离酸腐蚀作用，从而导致电池容量保持率低、高温性能差等问题。
在负极方面，目前商业使用最多的碳负极的容量已经非常接近其理论容量(372mAh/g)，比容量开发潜力较小，且在电池过充时具有较大的隐患。所以开发出更高能量密度负极材料已成为目前锂离子电池领域的迫切需求。其中硅碳类材料由于具备高的理论容量而备受关注，并且越来越多被应用在商业化产品中。以高镍材料作为锂离子电池正极，以硅碳复合材料作为负极能够很大程度的提升电池的比能量。另外，硅碳复合材料的导电性相对于石墨负极要差，尤其在低温下硅碳复合负极的锂离子电池低温放电性能明显比石墨负极差、电池阻抗上升明显，且在负极表面更容易析锂，给电池的安全性能造成了极大的隐患。
开发新型的电解液成膜添加剂在电池体系中形成保护膜来切断电极材料与电解液的直接接触是目前为止最行之有效的方法之一，其避免了高温高压条件下，正\负极材料对电解液氧化还原反应造成的锂离子电池循环性能下降的问题。
因此，有必要开发新的电解液添加剂来进一步提高镍三元正极材料体系锂离子电池的高温循环及高温储存性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中高镍三元正极材料体系、特别是高镍三元正极材料/硅碳负极体系锂离子电池存在的高温循环及高温储存性能差问题，提供一种新的电解液及锂离子电池，并希望在此基础上进一步改善锂离子电池的低温放电性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种高镍三元正极材料体系电池用电解液，所述电解液包括溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述添加剂包括正极成膜添加剂三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯、负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯和低阻抗添加剂二氟磷酸锂。
优选地，以溶剂和电解质锂盐的质量之和为100％计，所述正极成膜添加剂三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯在所述电解液中的质量百分含量为1.0％～2.0％。
优选地，以溶剂和电解质锂盐的质量之和为100％计，所述负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为3％～15％。
优选地，以溶剂和电解质锂盐的质量之和为100％计，低阻抗添加剂二氟磷酸锂在所述电解液中的质量百分含量为0.5％～1.5％
优选地，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中至少两种的组合。
优选地，按照溶剂总质量为100％计，所述溶剂的组成为：碳酸甲乙酯10％～40％、碳酸乙烯酯20％～30％、碳酸二甲酯40％～60％。
优选地，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种。
优选地，所述电解质锂盐的浓度为1.0～1.2mol/L。
另一方面，本发明提供了一种高镍三元锂离子电池，所述高镍三元锂离子电池的电解液为如上所述的高镍三元正极材料体系电池用电解液。
优选地，所述高镍三元锂离子电池的正极活性物质为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2或LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。
优选地，所述高镍三元锂离子电池的负极活性物质为硅碳复合材料。
本发明所述的电解液用于高镍三元正极/硅碳负极体系的锂离子电池，可以改善电解液与正负极的界面相容性，提高锂离子电池的循环性能、高温储存性能，同时具有优异的低温放电性能。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的电解液中，正极成膜添加剂三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(简称TABSP)的HOMO能级均高于溶剂分子，分子中的不饱和碳碳双键及氮磷双键优先于溶剂分子在正极表面被氧化成形成稳定的保护膜，此膜有较好的热稳定性，能改善电池的高温存储、高温循环及低温放电性能。
(2)负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯(简称FEC)在硅碳负极表面开环聚合形成SEI膜，避免电极材料与电解液直接接触发生反应破坏其结构，但膜阻抗较大；低阻抗添加剂二氟磷酸锂(简称LiDFP)主要作用是配合负极成膜添加剂降低阻抗，提升高低温性能。
(3)通过结合三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯改善高温性能、氟代碳酸乙烯酯改善低温放电性能、二氟磷酸锂改善低温及降阻抗作用，利用三类添加剂的协同作用改善使高镍正极和硅碳复合负极锂离子电池高温存储、高温循环及低温放电性能得到提高。因此，三者结合，相互协同作用，可以改善电解液与正负极的界面相容性，提高锂离子电池的高温循环性能、高温储存性能以及低温放电性能，由其得到的高镍锂离子电池的高温循环容量保持率可达92％以上，高温储存容量保持率可达近93％。并且制备方法简单，易于工业化，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
根据本发明提供的一些实施方式，本发明提供的高镍三元正极材料体系电池用电解液包括溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述添加剂包括三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)，负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC)和低阻抗添加剂二氟磷酸锂(LiDFP)。
在本发明中，通过在电解液中正极成膜添加剂三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯、负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯和低阻抗添加剂二氟磷酸锂，三者结合，相互协同作用，改善电解液与正负极的界面相容性，提高锂离子电池性能，从而解决现有技术中高镍三元电池电解液在高镍三元正极材料表面持续氧化分解导致金属离子溶出并沉积在负极，进一步破坏负极SEI膜，造成阻抗上升循环变差的问题，特别是高温条件下该问题尤其严重的情况；并进一步改善硅碳负极的低温放电性能。
在本发明中，正极成膜添加剂三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯的HOMO能级高于溶剂分子，分子中的不饱和碳碳双键及氮磷双键优先于溶剂分子在正极表面被氧化成形成稳定的保护膜，此膜有较好的热稳定性，能改善电池的高温存储、高温循环及低温放电性能。
根据本发明提供的一些实施方式，以溶剂和电解质锂盐的质量之和为100％计，所述正极成膜添加剂三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯在所述电解液中的质量百分含量为1.0～2.0％，例如1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2.0％。在本发明中，如果正极成膜添加剂含量太多，则会导致正极CEI膜过厚，阻抗增大，循环性能变差；此外，过多添加会导致成本过高。如果正极成膜添加剂含量太少，则会使得正极CEI膜太薄，无法充分的保护正极。
根据本发明提供的一些实施方式，以溶剂和电解质锂盐的质量之和为100％计，所述负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为3％～15％。在本发明中，如果负极成膜添加剂含量太多，则会导致负极SEI膜过厚，初始容量和首效降低，阻抗增大，循环性能变差；此外，过多添加会导致成本过高。如果负极成膜添加剂含量太少，则无法形成稳定的SEI膜，导致循环性能和高温性能变差。
在一些实施方式中，所述负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为5％～15％，例如5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％。
根据本发明提供的一些实施方式，以溶剂和电解质锂盐的质量之和为100％计，所述低阻抗添加剂二氟磷酸锂在所述电解液中的质量百分含量为0.5％～1.5％，例如0.5％、0.6％、0.8％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％或1.5％。在本发明中，如果负极成膜FEC添加剂过多导致形成的SEI膜过厚，膜阻抗大，造成锂离子的嵌入和脱出困难，进而影响循环性能，同时添加剂量过大会导致成本高，若添加剂量过少，则无法形成完整的保护膜电极材料就会暴露在电解液中而被破坏；就低阻抗添加剂二氟磷酸锂而言，电解液中添加量1.5％以上有两种弊端：其一现有溶剂体系溶解度较低，不能完全溶解，造成物料浪费；其二电极表面成膜过厚，致使电池输出性能劣化。
在本发明中，所述三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯的结构如下：
Figure GDA0002278689060000041
所述氟代碳酸乙烯酯的结构如下：
Figure GDA0002278689060000042
所述二氟磷酸锂的结构如下：
Figure GDA0002278689060000043
正极成膜添加剂三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯和负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯所形成保护膜均阻抗偏大，而二氟磷酸锂主要作用是降低阻抗、提升高低温性能，因此，本发明特异选择三者配合才能达到较好的改善电解液与正负极的界面相容性、提高锂离子电池高温循环性能、高温储存性能以及低温的作用，如果将两种添加剂即使换成与其较为接近的结构的硼酸酯类物质和硫醇类物质却不一定能够产生协同作用或其协同作用较本发明差，对提高电池的性能作用不大。
根据本发明提供的一些实施方式，所述溶剂选自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)中至少两种的组合。
优选地，所述溶剂为碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)三种的组合。
在本发明中，以溶剂和电解质锂盐的质量之和为100％计，所述溶剂的质量分数为80～90％。
根据本发明提供的一些实施方式，按照溶剂总质量为100％计，所述溶剂的组成为：10％～40％(例如10％、13％、15％、18％、20％、23％、25％、28％、30％、33％、35％、38％或40％)碳酸甲乙酯(EMC)、20％～30％(例如20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％)的碳酸乙烯酯(EC)和40％～60％(例如40％、43％、45％、48％、50％、53％、55％、58％或60％)的碳酸二甲酯(DMC)。
根据本发明提供的一些实施方式，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂或二氟草酸硼酸锂中的至少一种。
根据本发明提供的一些实施方式，在所述电解液中电解质锂盐的浓度为1.0～1.2mol/L，例如1.0mol/L、1.02mol/L、1.05mol/L、1.08mol/L、1.1mol/L、1.12mol/L、1.14mol/L、1.15mol/L或1.2mol/L。
具体地，所述电解质锂盐的浓度是指锂离子在溶剂中的浓度。
根据本发明提供的一些实施方式，如上所述的高镍三元正极材料体系电池用电解液的制备方法包括以下步骤：
S1：将电解质锂盐加入溶剂中，搅拌使锂盐完全溶解，得到锂盐溶液；
S2：在上述锂盐溶液中加入正极成膜添加剂、负极成膜添加剂和低阻抗添加剂，混合均匀即得到所述高镍三元正极材料体系电池用电解液。
优选地，对所述溶剂进行纯化。所述纯化是指溶剂的除杂、除水操作，优选通过分子筛、活性炭进行处理。所述的分子筛可以采用
Figure GDA0002278689060000052
型、
Figure GDA0002278689060000051
型或型。
根据本发明提供的一些实施方式，所述电解质锂盐在有机溶剂中溶解的温度为10～20℃。
所述电解质锂盐、有机溶剂、正极成膜添加剂、负极成膜添加剂和低阻抗添加剂的选择和用量与上述高镍三元正极材料体系电池用电解液相同。
另一方面，本发明提供了一种高镍三元锂离子电池，所述高镍三元锂离子电池的电解液为如上所述的高镍三元正极材料体系电池用电解液。
优选地，所述高镍三元锂离子电池的正极活性物质为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2或LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。
优选地，所述高镍三元锂离子电池的负极活性物质为硅碳复合材料。
本发明所述的电解液用于高镍三元正极/硅碳负极体系的锂离子电池，可以改善电解液与正负极的界面相容性，提高锂离子电池的高温循环性能、高温储存性能以及低温放电性能。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
在本实施例中，提供的电解液包括碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)组成的混合有机溶剂，锂盐为LiPF6，正极成膜添加剂为三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯、负极成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯和低阻抗添加剂为二氟磷酸锂。
所述电解液的制备方法为：在水分小于10ppm、氧含量小于1ppm的手套箱中，将溶剂按照碳酸甲乙酯(EMC)30％、碳酸乙烯酯(EC)20％、碳酸二甲酯(DMC)50％质量分数混合均匀，在10℃条件下，加入电解质锂盐LiPF6配成1mol/L的溶液，充分搅拌混合均匀，而后加入以溶剂和锂盐的质量之和为100％计，加入1.0％三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)、10％氟代碳酸乙烯酯(FEC)和1.0％二氟磷酸锂(LiDFP)，搅拌均匀后制得电解液。
实施例2
与实施例1不同的是以溶剂和锂盐的质量之和为100％计，三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)的加入量为1.2％、氟代碳酸乙烯酯(FEC)的加入量为10％和二氟磷酸锂(LiDFP)的加入量为1.0％。
实施例3
与实施例1不同的是以溶剂和锂盐的质量之和为100％计，三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)的加入量为2.0％、氟代碳酸乙烯酯(FEC)的加入量为10％和二氟磷酸锂(LiDFP)的加入量为1.0％。
实施例4
与实施例1不同的是以溶剂和锂盐的质量之和为100％计，三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)的加入量为1.2％、氟代碳酸乙烯酯(FEC)的加入量为10％和二氟磷酸锂(LiDFP)的加入量为0.5％。
实施例5
与实施例1不同的是以溶剂和锂盐的质量之和为100％计，三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)的加入量为1.2％、氟代碳酸乙烯酯(FEC)的加入量为10％和二氟磷酸锂(LiDFP)的加入量为1.5％。
实施例6
与实施例1不同的是以溶剂和锂盐的质量之和为100％计，三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)的加入量为1.2％、氟代碳酸乙烯酯(FEC)的加入量为5％和二氟磷酸锂(LiDFP)的加入量为1.0％。
实施例7
与实施例1不同的是以溶剂和锂盐的质量之和为100％计，三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)的加入量为1.2％、氟代碳酸乙烯酯(FEC)的加入量为15％和二氟磷酸锂(LiDFP)的加入量为1.0％。
对比例1
与实施例2不同的是，在电解液中不添加二氟磷酸锂(LiDFP)，其余均与实施例2相同。
对比例2
与实施例2不同的是，在电解液中不添加三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)，其余均与实施例2相同。
对比例3
与实施例2不同的是，在电解液中不添加氟代碳酸乙烯酯(FEC)，其余均与实施例2相同。
对比例4
与实施例2不同的是，在电解液中加入3.0％三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)、10％氟代碳酸乙烯酯(FEC)和1.0％二氟磷酸锂(LiDFP)，其余均与实施例1相同。
对比例5
与实施例2不同的是，在电解液中加入0.5％三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)、10％氟代碳酸乙烯酯(FEC)和1.0％二氟磷酸锂(LiDFP)，其余均与实施例1相同。
对比例6
与实施例2不同的是，在电解液中用
Figure GDA0002278689060000071
(TMOBSP)代替三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯，其余均与实施例1相同。
性能测试
1、电池的制备
正极片的制备：正极浆料组分为高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、乙炔黑(导电剂)、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF，粘结剂)按质量比94:3:3。将PVDF加入到N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，搅拌均匀，向溶液中加入乙炔黑继续搅拌，最后加入高镍三元正极材料锂镍钴锰氧搅拌均匀形成正极浆料，将正极浆料涂覆在铝箔上，正极片进行烘烤、滚压、裁片、焊极耳。
负极片的制备：负极浆料组分为硅碳复合材料、乙炔黑、羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)95:1.0:1.5:2.5。首先将CMC加入到水中，高速搅拌使其完全分散于水中，然后加入乙炔黑继续搅拌至均匀，最后加入硅碳复合材料粉末，搅拌均匀分散后加入SBR制成负极浆料，将其均匀涂覆在铜箔上，负极片进行烘烤、滚压、裁片、焊极耳。
隔膜：以PE多孔聚合薄膜作为隔膜。
锂离子电池的制备：将得到的正极片、负极片和聚乙烯隔膜按顺序卷绕成电芯，装入圆柱电池壳中，将上述电解液注入到电池中，密封制成18650型圆柱电池。
2、电池的性能测试
(1)循环性能测试：在25±2℃/45±2℃下，将化成后的电池用1C恒流恒压充至4.2V，然后用1C恒流放电至2.75V。充放电500次循环后计算第500次循环容量保持率，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1次循环放电容量)*100％
(2)高温存储性能：将化成后的电池在常温下以1C恒流恒压充至4.2V，然后在60℃存储7天后，冷却至室温以1C恒流放电至2.75V记录放电容量并计算电池的容量保持率；再以1C恒流恒压充至4.2V，恒流放电至2.75V记录放电容量并计算电池的容量恢复率。计算公式如下：
电池容量保持率(％)＝保持放电容量/初始放电容量*100％
电池容量恢复率(％)＝恢复放电容量/初始放电容量*100％
(3)低温放电：在室温以1C恒流恒压充电至4.2V，搁置5min，0.2C放电至2.75V，记录电池初始放电容量，搁置5min，在1C1C恒流恒压充电至4.2V(截止电流0.05C)。把电池放置-20℃低温箱中搁置4h，并在此温度条件下以0.2C放电至2.75V，记录电池低温放电容量。计算公式如下：
低温放电容量保持率(％)＝低温放电容量/初始放电容量*100％。
表1实施例及对比例制备的锂离子电池的性能测试结果
Figure GDA0002278689060000081
表1中各实施例和对比例的电池体系为NCM811搭配硅碳，采用本发明技术方案的实施例1～7具有良好的循环性能、高温存储性能和低温放电性能；而采用对比例1～4电解液的电池都较差。
具体地，不含二氟磷酸锂(LiDFP)的对比例1，常温循环和高温循环500圈的容量保持率分别为73.3％和71.9％，与实施例2相比分别降低了17.5％和16.9％，电解液中不含二氟磷酸锂(简称LiDFP)的电池循环性能严重劣化，相对应的高温存储和低温放电性能均有不同幅度的降低。说明二氟磷酸锂(LiDFP)的存在，能在负极表面形成稳定且较低阻抗的SEI膜，确保了电池具有优良的高低温性能。
不含三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)的对比例2，常温循环和高温循环500圈的容量保持率分别为73.9％和72.3％，与实施例2相比分别降低了16.9％和16.5％，电池性能劣化严重，说明缺少正极成膜添加剂三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯(TABSP)即无法在正极表面形成稳定的CEI膜，阻止过渡金属离子的溶出进而破坏负极结构导致电池性能下降。
不含氟代碳酸乙烯酯(FEC)的对比例3，由于负极硅碳材料表面没有成膜保护，遭到电解液破坏，常温循环和高温循环500圈的容量保持率分别为73.6％和72.2％，与实施例2相比分别降低了17.2％和16.6％，说明缺少负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯电解液配方不能在硅碳表面形成良好的SEI膜，导致电池性能下降。
由对比例4和5的测试数据可知，当正极成膜添加剂添加量过多或者过少都会影响成膜的效果，对电池性能提升较少。
由对比例6的测试数据可知，将TABSP替换为不含烯丙基的TMOBSP后，锂电池的各项性能均有不同程度的下降，这是因为不含烯丙基的TMOBSP添加剂成膜阻抗较添加剂TABSP大，导致锂离子在正极材料嵌入和脱出困难，使得电池各项性能下降。
本发明通过上述实施例来说明本发明的高镍三元正极材料体系电池用电解液及锂离子电池，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (11)

1.一种高镍三元正极材料体系电池用电解液，其特征在于，所述电解液包括溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述添加剂包括正极成膜添加剂三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯、负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯和低阻抗添加剂二氟磷酸锂，其中所述三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯的结构为
Figure FDA0002278689050000011
2.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料体系电池用电解液，其特征在于，以溶剂和电解质锂盐的质量之和为100％计，所述正极成膜添加剂三烯丙基苯磺酰基磷酸亚胺酸酯在所述电解液中的质量百分含量为1.0％～2.0％。
3.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料体系电池用电解液，其特征在于，以溶剂和电解质锂盐的质量之和为100％计，所述负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为3％～15％。
4.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料体系电池用电解液，其特征在于，以溶剂和电解质锂盐的质量之和为100％计，所述低阻抗添加剂二氟磷酸锂在所述电解液中的质量百分含量为0.5％～1.5％。
5.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料体系电池用电解液，其特征在于，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中至少两种的组合。
6.根据权利要求5所述的高镍三元正极材料体系电池用电解液，其特征在于，按照溶剂总质量为100％计，所述溶剂的组成为：碳酸甲乙酯10％～40％、碳酸乙烯酯20％～30％、碳酸二甲酯40％～60％。
7.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料体系电池用电解液，其特征在于，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的高镍三元正极材料体系电池用电解液，其特征在于，所述电解质锂盐的浓度为1.0～1.2mol/L。
9.一种高镍三元锂离子电池，其特征在于，所述高镍三元锂离子电池的电解液为如权利要求1-8中任一项所述的高镍三元正极材料体系电池用电解液。
10.根据权利要求9所述的高镍三元锂离子电池，其特征在于，所述高镍三元锂离子电池的正极活性物质为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2或LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。
11.根据权利要求9或10所述的高镍三元锂离子电池，其特征在于，所述高镍三元锂离子电池的负极活性物质为硅碳复合材料。
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