CN112349960B - 电解液及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电解液及锂离子电池。所述电解液包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，其特征在于，所述添加剂包括第一添加剂、第二添加剂以及第三添加剂，所述第一添加剂选自式1所示的化合物中的一种或几种，所述第二添加剂选自式2所示的化合物中的一种或几种，所述第三添加剂选自式3所述的化合物中的一种或几种。所述锂离子电池具有较好的高倍率循环性能和高温存储性能。

Description

电解液及锂离子电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具有比能量高、循环寿命长、自放电少、安全性能好等特点而备受关注，目前锂离子电池的应用已经深入到日常生活的方方面面，例如相机、笔记本电脑、电动汽车等，用户除了对锂离子电池的能量密度要求越来越高以外，对锂离子电池快充能力的需求也越来越迫切。

近来采用高镍三元材料替代传统锂钴材料来提高锂离子电池的能量密度已经在业界得到了广泛的应用。但是由于高镍三元材料中镍的含量较高，正极活性材料的结构稳定性降低，循环、存储过程中正极与电解液之间的界面不稳定，从而导致电解液在正极发生持续的氧化分解，消耗活性锂的同时还会恶化锂离子电池的电性能。另外，正极活性材料不稳定的结构还会使得其中的过渡金属离子在充电过程中容易溶出，不仅会进一步破坏正极活性材料的结构，而且溶出的过渡金属离子还会在负极发生还原反应，消耗电子的同时还会使锂离子电池的充电容量降低，且还原后得到的金属原子沉积在负极表面，还会破坏负极表面的SEI膜，从而会进一步恶化锂离子电池的电性能。

授权公告日为2016年4月27日的中国专利申请CN102709588B公开了二氟草酸硼酸锂和丁二腈的添加剂组合可以改善高镍三元材料体系的循环性能和高温存储性能。但是二氟草酸硼酸锂在高温下易发生氧化反应，因此当二氟草酸硼酸锂的用量较高时会明显恶化电池的高温存储容量保持率和高温循环性能。另外，丁二腈虽然可以有效缓解正极活性材料中过渡金属离子的溶出，但是其在负极易被还原，因此会恶化负极界面；同时丁二腈的用量较高时会增大电解液的黏度，进而恶化电池的动力学性能。

申请日为2016年11月17日的中国专利申请CN106252639A公开了一种兼顾高低温性能的高容量锂离子电池电解液，该电解液中的添加剂含有氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯和二氟草酸磷酸锂，其中氟代碳酸乙烯酯在电解液总重量中的含量为3％～15％。氟代碳酸乙烯酯是一种较好的负极成膜添加剂，成膜阻抗比较低，但是该添加剂易被氧化产生氟化氢，氟化氢不仅会破坏电解液的成分，而且会破坏正极结构，尤其在用量超过3％时，这种破坏效果尤为突出。1,3-丙磺酸内酯虽然在高镍三元材料体系中抑制高温产气性能较为突出，但是其会显著增大循环过程中的正负极界面的阻抗，进而恶化锂离子电池的循环性能。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电解液及锂离子电池，所述锂离子电池具有较好的高倍率循环性能和高温存储性能。

为了达到上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种电解液，其包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，其特征在于，所述添加剂包括第一添加剂、第二添加剂以及第三添加剂，所述第一添加剂选自式1所示的化合物中的一种或几种，所述第二添加剂选自式2所示的化合物中的一种或几种，所述第三添加剂选自式3所述的化合物中的一种或几种。在式1中，R₁选自自H、卤素原子、碳原子数为1～12的烷基或卤代烷基、碳原子数为2～10的的烯基或卤代烯基中的一种，在式2中，n为0～3内的整数，R₂选自H原子、碳原子数为1～6的烷基或卤代烷基中的一种，在式3中，A⁺为金属离子，R₃、R₄各自独立地选自卤素原子、碳原子数为1～12的卤代烷基、碳原子数为1～12的卤代烷氧基中的一种。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种锂离子电池，其包括本发明第一方面的电解液。

本发明至少包括如下的益效果：

本发明的电解液中同时包括三种添加剂，在三种添加剂的协同作用下，锂离子电池的正、负极表面均可以形成良好且稳定的界面保护膜，不仅可以抑制电解液在正、负极界面的副反应，而且可以保持正、负极活性材料的结构稳定性，使锂离子可以在正、负极活性材料中具有较快的扩散速率，从而可以承受大电流充电。

三种添加剂在正、负极表面形成的界面保护膜还具有阻抗低的特点，因此可以协调匹配大电流充电过程中锂离子的迁移速率和电子传输速率，降低锂离子电池内部的极化，进而可以减少电池极化引起的负面效应，提高锂离子电池的循环性能。

由于三种添加剂在正、负极表面形成的界面保护膜具有阻抗低的特点，因此还可以减弱电池内部由于焦耳发热效应带来的电解液高温分解产气的问题，从而提高锂离子电池的高温存储性能。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的电解液及锂离子电池。

首先说明根据本发明第一方面的电解液，其包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，所述添加剂包括第一添加剂、第二添加剂以及第三添加剂，所述第一添加剂选自式1所示的化合物中的一种或几种，所述第二添加剂选自式2所示的化合物中的一种或几种，所述第三添加剂选自式3所述的化合物中的一种或几种。

在式1中，R₁选自自H、卤素原子、碳原子数为1～12的烷基或卤代烷基、碳原子数为2～10的的烯基或卤代烯基中的一种；

在式2中，n为0～3内的整数，R₂选自H原子、碳原子数为1～6的烷基或卤代烷基中的一种；

在式3中，A⁺为金属离子，R₃、R₄各自独立地选自卤素原子、碳原子数为1～12的卤代烷基、碳原子数为1～12的卤代烷氧基中的一种。

在锂离子电池充电过程中，外电压加载在锂离子电池的正负两极，锂离子从正极活性材料中脱出后进入电解液中，同时产生多余电子通过正极集流体经外部电路向负极运动；锂离子在电解液中从正极向负极运动，穿过隔离膜达到负极，经过负极表面的SEI膜嵌入到负极活性材料中，并与电子结合。其中，正极活性材料中脱出的锂离子越多，锂离子电池的充电容量就越高，因此，在整个离子和电子的运动过程中，即锂离子电池的充电过程中，对电荷转移产生影响的因素都将对锂离子在正、负极活性材料之间的脱嵌产生影响，尤其是影响锂离子需要快速嵌入到负极活性材料的充电过程(即大电流充电过程)。与此同时，对锂离子电池进行大电流充电还会导致焦耳发热效应加剧，并带来电解液高温分解产气等一些列问题，从而影响锂离子电池的电化学性能，例如，存储性能、循环性能等。

因此，锂离子电池快速充电技术的核心就是在不影响锂离子电池寿命和安全性能的前提下，加速锂离子在正、负极之间的移动速度。由此锂离子电池想要具有优异的快速充电性能，至少需要满足以下条件：(1)正、负极活性材料的结构稳定，以利于在快速脱锂的过程中能够保持结构稳定不会造成结构坍塌破坏，从而使锂离子在正、负极活性材料中具有较快的扩散速度，以承受大电流充电；(2)协调快速充电过程中锂离子的迁移速率和电子的传输速率，使两者相匹配，以降低锂离子电池内部的极化，从而减少电池极化引起的负面效应，例如，锂金属析出等，以在不影响锂离子电池动力学性能的前提下提高锂离子电池的容量和寿命；(3)降低电池内阻，从而减弱电池内部的焦耳发热效应带来的副反应，如电解液高温分解产气等，以提高锂离子电池的寿命和安全性能。

第一添加剂在化成过程中参与在负极表面成膜，由此负极表面所形成的界面保护膜SEI膜是锂离子的优良导体，能够让锂离子在其中进行快速传输并进入到负极活性材料表面进行脱嵌锂。负极表面形成的SEI膜还是良好的电子绝缘体，能够有效降低电池内部短路的概率，改善锂离子电池自放电情况，同时还能够有效防止电解液中溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对负极活性材料结构造成破坏，使锂离子电池的负极满足快速充电的需求，并且使锂离子电池兼顾良好的循环性能和使用寿命。

第二添加剂可以参与在正极表面成膜，其结构中的氰基可以络合正极活性材料中的过渡金属离子，从而达到稳定正极活性材料结构、抑制过渡金属离子溶出的目的。然而，第二添加剂在正极表面成膜的阻抗往往较大，单独使用时会恶化锂离子电池的动力学性能，同时第二添加剂在负极不稳定，极易被还原分解，其还原分解产物沉积在负极表面会恶化锂离子电池的循环性能。

第三添加剂也可以参与在正极表面成膜，起到抑制电解液在正极氧化分解的作用，同时其在正极表面形成的保护膜具有阻抗低的优点。

如果仅是从以上各添加剂各自优化的角度出发，对实现电化学性能优异、安全性能高且可以进行快速充电的锂离子电池往往存在很大的局限性。

在本发明的电解液中，将第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂联合使用，第二添加剂可以与正极活性材料中的过渡金属离子络合从而在正极表面成膜，达到抑制正极活性材料中过渡金属离子溶出、稳定正极与电解液界面的作用，而其正极表面成膜阻抗高和在负极表面易还原分解的问题则可以分别通过与第三添加剂和第一添加剂的配合使用来克服。其中，第三添加剂可以在正极表面成膜，且其成膜阻抗较低，因此可以改善第二添加剂在正极表面成膜阻抗高的缺点，而第一添加剂在化成时可优先在负极表面形成SEI膜，从而可以抑制第二添加剂在负极的还原分解，避免其还原分解产物对锂离子电池电化学性能的恶化。

当第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂联合使用时，第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂可以通过协同作用在正、负极表面均形成良好且稳定的界面保护膜，不仅可以抑制电解液在正、负极界面的副反应，而且可以保持正、负极活性材料的结构稳定性，使锂离子可以在正、负极活性材料中具有较快的扩散速率，从而可以承受大电流充电。第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂在正、负极表面形成的界面保护膜还具有阻抗低的特点，因此可以协调匹配大电流充电过程中锂离子的迁移速率和电子传输速率，降低锂离子电池内部的极化，进而可以减少电池极化引起的负面效应，提高锂离子电池的循环性能。此外，由于第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂在正、负极表面形成的界面保护膜具有阻抗低的特点，因此还可以减弱电池内部由于焦耳发热效应带来的副反应，例如电解液高温分解产气等，从而提高锂离子电池的高温存储性能。

在本发明第一方面的电解液中，优选地，所述第一添加剂选自碳酸亚乙烯酯、碳酸亚丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或几种。

在本发明第一方面的电解液中，优选地，所述第二添加剂选自丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈中的一种或几种。

在本发明第一方面的电解液中，在式3中，A⁺选自Li⁺、Na⁺、K⁺中的一种。优选地，A⁺选自Li⁺。

在本发明第一方面的电解液中，优选地，所述第三添加剂选自二氟双草酸磷酸锂、双(三氟甲基)双草酸磷酸锂、双(三氟乙基)双草酸磷酸锂中的一种或几种。

在本发明第一方面的电解液中，若电解液中第一添加剂的含量过少，则其难以在负极表面形成完整的SEI膜，从而无法有效地抑制电解液在负极表面的副反应；若电解液中第一添加剂的含量过多，则其在负极表面形成的SEI膜过厚，阻抗较大，会恶化锂离子电池的动力学性能，同时对提升锂离子电池的快速充电性能也不利。优选地，所述第一添加剂的含量W₁为所述电解液总质量的0.01％～3％。

在本发明第一方面的电解液中，若电解液中第二添加剂的含量过少，则其难以在正极形成完整的界面保护膜，从而无法有效地抑制正极活性材料中过渡金属离子的溶出，正极活性材料的结构稳定性在快速充电过程中迅速变差甚至是发生结构坍塌，影响锂离子在正极活性材料中的扩散速度，进而使锂离子电池难以承受大电流充电的需求；若电解液中第二添加剂的含量过多，则电解液的粘度会增大，一方面会影响锂离子在电解液中的迁移速率，使锂离子的迁移速率和电子的传输速率无法匹配，无法满足快速充电的需求，另一方面也会恶化锂离子电池的动力学性能。优选地，所述第二添加剂的含量W₂为所述电解液总质量的0.01％～2％。

在本发明第一个方面的电解液中，若电解液中第三添加剂的含量过少，则其难以在正极表面形成完整且稳定的界面保护膜，从而无法有效地抑制电解液在正极的氧化分解反应；若电解液中第三添加剂的含量过多，随着快速充电的进行，锂离子电池由于焦耳发热效应产生的热逐渐累积，而第三添加剂的耐高温氧化性较差，因此会发生分解产气，恶化锂离子电池的高温存储性能。优选地，所述第三添加剂的含量W₃为所述电解液总质量的0.01％～3％。

在本发明第一方面的电解液中，优选地，电解液中第一添加剂、第二添加剂、第三添加剂的含量满足关系：W₃≤W₁+W₂≤2W₃。当第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂的含量进一步满足上述关系时，三者之间协同作用才能够有效地保护锂离子电池的正负极界面，否则则可能无法有效地改善锂离子电池DCR的恶化。

在本发明第一方面的电解液中，所述锂盐的种类没有具体地限制，可根据实际需求进行选择。优选地，所述锂盐可具体选自六氟磷酸锂、双(三氟甲基)磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟砷酸锂、双草酸硼酸锂、高氯酸锂中的一种或几种。更优选地，所述锂盐选自六氟磷酸锂。

在本发明第一方面的电解液中，所述锂盐的浓度没有具体地限制，可根据实际需求进行选择。优选地，所述锂盐的浓度为0.5M～1.5M。更优选地，所述锂盐的浓度为0.8M～1.2M。

在本发明第一方面的电解液中，所述电解液的室温电导率为6mS/cm～9mS/cm。

在本发明第一方面的电解液中，所述有机溶剂的种类没有特别的限制，可包括任意种类的环状碳酸酯、链状碳酸酯和羧酸酯。优选地，所述有机溶剂可选自碳酸二甲酯、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、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、四氢呋喃中的一种或几种。所述有机溶剂的含量没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。优选地，所述有机溶剂的含量为所述电解液总质量的65％～85％。

在本发明第一方面的电解液中，优选地，所述有机溶剂包括环状碳酸酯，且所述环状碳酸酯的含量为所述有机溶剂总质量的20％～50％。此时可以更好地将电解液的电导率控制为大于等于7mS/cm，从而使锂离子电池在具有较好的综合性能的同时还可以更好地满足快速充电的需求。原因在于，环状碳酸酯具有较高的熔点和介电常数，在较高温度和较高电压下具有良好的热稳定性和化学稳定性，能为4.2V及以上高电压的锂离子电池提供稳定的电化学环境，同时在介电常数高的溶剂中，锂盐更容易解离，因此有机溶剂含有环状碳酸酯时对改善锂离子电池的综合性能有利。但是环状碳酸酯的粘度较大，锂离子在其中的扩散速度较慢，因此需要控制有机溶剂中环状碳酸酯的含量，以达到使锂离子电池在具有较好的综合性能的同时还可以更好地满足快速充电的需求。

其次说明根据本发明第二方面的锂离子电池，其包括本发明第一方面的所述的电解液。

进一步地，所述锂离子电池还包括正极片、负极片以及隔离膜。

在本发明第二方面的锂离子电池中，所述正极片可包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上且包括正极活性材料的正极膜片，所述正极活性材料可选自锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、橄榄石结构的含锂磷酸盐等，但本发明并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作锂离子电池正极活性材料的传统公知的材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。

优选地，所述正极活性材料可选自LiCoO₂、LiNiO₂、LiMnO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiMnPO₄、Li_zNi_xCo_yMe_(1-x-y)O₂中的一种或几种，其中，0＜x＜1，0<y<1，0<(1-x-y)<1，z≥0.95，Me选自Mn、Al、Mg、Zn、Ga、Ba、Fe、Cr、Sn、V、Sc、Ti、Zr中的一种或几种。

更优选地，所述正极活性材料选自Li_zNi_xCo_yMe_(1-x-y)O₂中的一种或几种，其中，0.5＜x＜1，0<y<1，0<(1-x-y)<1，z≥0.95，Me选自Mn、Al、Mg、Zn、Ga、Ba、Fe、Cr、Sn、V、Sc、Ti、Zr中的一种或几种。

将镍含量较高的正极活性材料与含有第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂的电解液搭配使用，可以在进一步提高锂离子电池高比容量的同时，使锂离子电池具有良好的快速充电性能和安全性能。

在本发明第二方面的的锂离子电池中，所述正极膜片还可包括导电剂和粘结剂，所述导电剂和粘结剂的种类没有具体的限制，可根据实际需求进行选择。

在本发明第二方面的的锂离子电池中，所述负极片可包括负极集流体以及设置在负极集流至少一个表面上且包括负极活性材料的负极膜片，所述负极活性材料可选自碳材料、硅基材料、锡基材料、钛酸锂中的一种或几种。其中，所述碳材料可选自石墨、软碳、硬碳、碳纤维、中间相碳微球中的一种或几种，所述石墨可选自人造石墨、天然石墨中的一种或几种，所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅合金中的一种或几种，所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物、锡合金中的一种或几种。更优选地，所述负极活性材料可选自碳材料、硅基材料中的一种或几种。

在本发明第二方面的的锂离子电池中，所述负极膜片还可包括导电剂和粘结剂，所述导电剂和粘结剂的种类没有具体的限制，可根据实际需求进行选择。

在本发明第二方面的的锂离子电池中，所述隔离膜设置在正极片和负极片之间，起到隔离的作用。其中，所述隔离膜的种类并不受到具体的限制，可以是现有电池中使用的任何隔离膜材料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯以及它们的多层复合膜，但不仅限于这些。

下面结合实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在下述实施例中，除非另有说明，所用到的原料均可商购获得。

实施例1-5和对比例1-6的锂离子电池均按照下述方法进行制备。

(1)正极片的制备

将正极活性材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂、导电剂Super P、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中混合均匀制成正极浆料，其中，正极浆料中的固体含量为50wt％，固体成分中LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂、Super P、PVDF的质量比为80:10:10。然后将正极浆料均匀涂布在正极集流体铝箔上并在85℃下烘干后进行冷压，接着进行切边、裁片、分条后，在85℃的真空条件下继续烘干4h，制成正极片。

(2)负极片的制备

将负极活性材料石墨、导电剂Super P、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)、粘结剂丁苯橡胶(SBR)在去离子水中混合均匀制成负极浆料，其中，负极浆料中的固体含量为30wt％，固体成分中石墨、Super P、CMC、SBR的质量比为80:15:3:2。然后将负极浆料均匀涂布在负极集流体铜箔上并在85℃下烘干，接着进行冷压、切边、裁片、分条后，在120℃真空条件下继续烘干12h，制成负极片。

(3)电解液的制备

在充满氩气的手套箱中(水含量＜10ppm，氧气含量＜1ppm)，将表1所示的第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂按照一定的质量比加入到有机溶剂中并充分搅拌混合均匀，其中有机溶剂混合得到，然后加入锂盐六氟磷酸锂，配成浓度为1mol/L的电解液，其中，有机溶剂的具体种类和含量如表1所示。

(4)隔离膜的制备

选择厚度为16μm的聚乙烯膜作为隔离膜。

(5)锂离子电池的制备

将上述正极片、隔离膜、负极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极片中间起到隔离作用，卷绕得到裸电芯，焊接极耳，将裸电芯置于外包装中，干燥后注入上述制备的电解液，经过封装、静置、化成、整形、容量测试等，即得到厚度为4.0mm、宽度为60mm、长度为140mm的软包装型锂离子电池。

表1 实施例1-5和对比例1-6的参数设置

接下来说明锂离子电池的测试过程。

(1)电解液的电导率测试

采用DDS-307电导率仪测试电解液的电导率。

(2)锂离子电池的高倍率循环性能测试

在25℃下，将锂离子电池以4C恒流充电到4.2V，接着以4.2V恒压充电到0.05C，然后以1C恒流放电到2.8V，此为一个充放电循环过程，此次的放电容量为首次循环的放电容量，记为C₁。将锂离子电池按照上述方法进行300次循环充电/放电测试，检测得到第300次循环的放电容量，并记为C₃₀₀。

锂离子电池4C/1C循环300次后的容量保持率(％)＝C₃₀₀/C₁×100％。

(3)锂离子电池的高温存储性能测试

在25℃下，将锂离子电池以1C恒流充电到4.2V，随后以4.2V恒压充电至电流为0.05C，满充后，采用排水法测试并记录锂离子电池的初始体积，然后将锂离子电池放在80℃下存储24h，接着取出锂离子电池，在室温条件下静置60min，冷却至室温后的1h内用排水法测试并记录锂离电池的体积，之后按上述步骤对锂离子电池进行80℃存储测试，直至存储满10天，然后采用排水法测试并记录锂离子电池在80℃存储10天后的体积。

锂离子电池80℃存储10天后的体积膨胀率(％)＝[锂离子电池80℃存储10天后的体积/锂离子电池的初始体积)-1]×100％。

表1 实施例1-5和对比例1-6的参数和性能测试结果

从表1的测试结果可以看出，实施例1-5的电解液中同时包括第一添加剂、第二添加剂以及第三添加剂，锂离子电池具有较高的大倍率循环容量保持率和较低的高温存储体积膨胀率。这是由于当电解液中同时包括第一添加剂、第二添加剂以及第三添加剂时，通过三种添加剂之间的协同作用，可以在正、负极表面均形成良好且稳定的界面保护膜，不仅可以抑制电解液在正、负极界面的副反应，而且可以保持正、负极活性材料的结构稳定，使锂离子可以在正、负极活性材料中具有较快的扩散速率，从而能够承受大电流充电，使锂离子电池具有较好的快速充电性能；同时由第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂共同作用形成的界面保护膜还具有阻抗低的特点，因此其可以协调匹配大电流充电过程中锂离子的迁移速率和电子传输速率，从而降低锂离子电池内部的极化，降低因电池极化而带来的负面效应，从而对提高离子锂离子电池的循环性能有利；此外，由于第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂在正、负极表面形成的界面保护膜具有阻抗低的特点，因此其还可减弱电池内部由于焦耳发热效应导致的电解液高温分解产气，从而可以提高锂离子电池的高温存储性能。因此，在第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂的协同作用下，锂离子电池可同时兼顾较好的高倍率循环性能和高温存储性能。

对比例1中仅含有第一添加剂和第二添加剂，虽然其可以在正、负极表面形成界面保护膜，但所形成的界面保护膜的阻抗较大，不利于锂离子在正、负极界面之间的快速传输，因此不利于改善锂离子电池高温存储性能，同时还会恶化锂离子电池的快速充电性能。

对比例2中仅含有第一添加剂和第三添加剂，虽然正、负极表面可以形成较为稳定的界面保护膜，但是其在正极表面形成的界面保护膜无法有效地抑制正极活性材料中过渡金属离子的溶出，因此无法稳定正极活性材料结构，同时溶出的过渡金属离子游离到负极表面后还会在负极表面发生还原反应，破坏负极表面的SEI膜，进而恶化锂离子电池的性能。

对比例3中仅含有第二添加剂和第三添加剂，这两种添加剂主要参与在正极表面成膜，即其无法有效地在负极表面成膜，因此在充电过程中电解液依旧会在负极表面发生还原分解反应，消耗活性锂的同时恶化锂离子电池高倍率循环性能和高温存储性能。

对比例4中第一添加剂和第二添加剂含量过多，导致第三添加剂无法有效抑制第一添加剂和第二添加剂对锂离子电池循环过程的DCR恶化，因而无法有效改善锂离子电池的循环性能和存储性能。

对比例5中第一添加剂和第二添加剂含量过少，则其无法有效的保护正负极界面。

对比例6中的电解液中没有加入环状碳酸酯，导致电解液的电导率相对较低，因此无法有效的快速传递活性锂离子，导致电芯极化比较大，进而恶化锂离子电池的性能。

Claims (4)

1.一种电解液，包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，其特征在于，所述添加剂包括第一添加剂、第二添加剂以及第三添加剂，

所述第一添加剂为碳酸亚丙烯酯；

所述第二添加剂为戊二腈；

所述第三添加剂为二(三氟甲基)双草酸磷酸锂；

所述有机溶剂包括环状碳酸酯，所述环状碳酸酯的含量为所述有机溶剂总质量的20%~50%；

所述第一添加剂的含量W₁为所述电解液总质量的0.5%；

所述第二添加剂的含量W2为所述电解液总质量的0.003%；

所述第三添加剂的含量W3为所述电解液总质量的0.5%。

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂还包括链状碳酸酯、羧酸酯中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，

所述链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯中的一种或几种；

所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯中的一种或几种；

所述羧酸酯选自γ-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯中的一种或几种。

4.一种锂离子电池，其特征在于，包括根据权利要求1-3中任一项所述的电解液。