CN112670577A - 一种电解液及其制备方法和锂离子电池 - Google Patents

一种电解液及其制备方法和锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电解液及其制备方法和锂离子电池。所述电解液包括添加剂，所述添加剂包括不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B，所述添加剂B包括异氰脲酸衍生物。所述制备方法包括：在保护性气氛下，将配方量的添加剂和其他原料混合，得到所述电解液，所述添加剂包括不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B。本发明提供的电解液解决了电池电解液循环性能、高温性能、常温和低温功率性能难以兼顾的问题。

Description

一种电解液及其制备方法和锂离子电池
技术领域
本发明属于电池技术领域，涉及一种电解液及其制备方法和锂离子电池。
背景技术
近年来高镍材料被应用到电动汽车电池中，但是Ni含量的提升让原本就不太安全的三元材料热稳定性变得更加不可控。将NCM与LMFP复合能有效提升电池安全性，但是LMFP本身存在电子电导率、离子扩散低以及受Jahn-Taller影响的问题，材料本身循环性能较差，尤其是高温情况下，Mn溶出加剧了材料衰减。高镍三元本身也会因为Ni元素含量的增高容易发生阳离子混排，同时，高镍三元在高温情况下更容易与水和CO2反应，造成电池产气影响循环。而动力电池组在实际使用中，即便是有BMS的管控，模组温升也往往达到40℃以上，因此如何提升电池在高温情况下的循环寿命和高温储存成为非常重要的问题，同时还能够兼具功率等性能。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电解液及其制备方法和锂离子电池，本发明提供的电解液解决了电池电解液循环性能、高温性能、常温和低温功率性能难以兼顾的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种电解液，所述电解液包括添加剂，所述添加剂包括不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B，所述添加剂B包括异氰脲酸衍生物。
本发明提供的电解液中，相互配合的各种添加剂解决了电解液循环性能、高温性能、功率性能难以兼顾的问题。
具体来讲，在本发明提供的电解液体系中，不饱和碳酸酯添加剂具有在负极成膜；锂盐添加剂具有正负极成膜的作用，且能够使得生成的SEI膜较为致密，可抑制正极金属离子溶出，减弱金属离子对负极SEI膜的破坏，提高成膜的热稳定性；添加剂A在电解液体系中能够起到在负极辅助成膜的作用，同时成膜阻抗较低，且热稳定性好；添加剂B在电解液体系中能够起到稳定电解液、同时在正极成膜的作用，且形成的SEI膜具有能够稳定正极含硼包覆层的作用。
综合来说，本发明通过同时添加不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A、添加剂B的方式，利用添加剂之间的协同作用有效地改善了正极/负极表面膜的不稳定、电池高温存储胀气严重及高温循环性能差的问题；
同时，除了向普通的电解液中加入上述添加剂，也可以向快充型电解液中加入上述添加剂，不仅能够保持上述的性能，还能够保持快充型电解液本身具备的较好的快充循环性能、功率性能，并不会如传统的添加剂加入后会降低快充型电解液的快充循环等性能。
优选地，本发明提供的电解液中，所述异氰脲酸衍生物的结构通式为
Figure BDA0002854617730000021
其中X包括甲基、乙基、正丙基、烯丙基、氯或氟；
优选地，上述异氰脲酸衍生物包括异氰脲酸三甲酯、异氰脲酸三乙酯、异氰脲酸三丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、三氯异氰脲酸、三氟异氰脲酸中的任意一种或至少两种的组合，具体结构式如下：
Figure BDA0002854617730000022
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述不饱和碳酸酯添加剂包括碳酸亚乙烯酯VC、氟代碳酸乙烯酯FEC或乙烯基碳酸乙烯酯VEC中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述锂盐添加剂包括双氟磺酰亚胺锂LiFSI、二氟磷酸锂LiPO2F2、双草酸硼酸锂LiBOB、双氟草酸硼酸锂LiODFB、二氟双草酸磷酸锂LiODFP或四氟草酸磷酸锂LiTFOP中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述添加剂A为磺丙酸酐衍生物。
优选地，添加剂A的结构通式为
Figure BDA0002854617730000031
其中R1、R2、R3、R4为氢、甲基或与磺酸酐并成苯环；
优选地，所述磺丙酸酐衍生物包括2-磺丙酸酐、3,4-二甲基-2-磺丙酸酐、4,4-二甲基-2-磺丙酸酐或2-磺基苯甲酸酐中的任意一种或至少两种的组合。
具体的结构式如下：
Figure BDA0002854617730000032
优选地，所述电解液中，不饱和碳酸酯添加剂的质量分数为0.2-1.0％，例如0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1.0％等。本发明中，如果不饱和碳酸酯添加剂的量过少，不能形成致密的SEI膜；如果不饱和碳酸酯添加量过多，会导致阻抗偏大且导致高温产气。
优选地，所述电解液中，锂盐添加剂的质量分数为0.5-2.0％，例如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2.0％等。本发明中，如果锂盐添加剂过少，不能形成致密的SEI膜，不能保证良好的功率性能；如果锂盐添加剂过多，会带来产气。
优选地，所述电解液中，添加剂A的质量分数为0.2-1.0％，例如0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1.0％等。本发明中，如果添加剂A过少，会导致不能在负极形成致密的SEI膜；如果添加剂A过多，会导致过度成膜，快充循环和功率性能下降。
优选地，所述电解液中，添加剂B的质量分数为0.1-1.0％，例如0.1％，0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1.0％等。本发明中，如果添加剂B过少，会导致不能在正极形成有效的SEI膜，高温改善不明显；如果添加剂B过多，会导致阻抗增大，快充循环和功率性能下降。
作为本发明优选的技术方案，所述电解液还包括有机溶剂和电解质盐。本发明中，所述电解质盐与锂盐添加剂不同。
优选地，所述电解液为高镍电池的电解液。本发明提供的电解液特别适用于高镍电池。
作为本发明优选的技术方案，所述有机溶剂包括环状碳酸酯和链状碳酸酯。
优选地，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯和/或碳酸丙烯酯。
优选地，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯中的任意一种或至少两种的组合。
如果是对快充和功率要求高，可加入碳酸二甲酯；如果对快充体系要求不高或者无要求可以添加除碳酸二甲酯之外的其他链状碳酸酯。
优选地，所述有机溶剂还可包括链状羧酸酯，链状羧酸酯与上述有机溶剂的配合使得电解液的电导率较高、粘度较低，提高电解液的倍率性能，同时也有利于提高快充性能。
优选地，所述链状羧酸酯包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯或丁酸丁酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述有机溶剂中，所述环状碳酸酯的体积分数为20-40％，例如20％、25％、30％、35％或40％等，所述碳酸二甲酯的体积分数为0-20％，例如0％、10％、12％、14％、16％、18％或20％等，在所述链状碳酸酯中除碳酸二甲酯外的其他链状碳酸酯的体积分数为40-70％，例如40％、45％、50％、55％、60％、65％或70％等，链状羧酸酯的体积分数为0-20％，例如0％、5％、10％、15％、18％或20％等。
优选地，所述有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和链状羧酸酯组成。
优选地，所述有机溶剂中，碳酸乙烯酯的体积分数为20-40％，例如20％、25％、30％、35％或40％等，碳酸二甲酯的体积分数为10-20％，例如10％、12％、14％、16％、18％或20％等，碳酸甲乙酯的体积分数为40-70％，例如40％、45％、50％、55％、60％、65％或70％等，链状羧酸酯的体积分数为10-20％，例如10％、12％、14％、15％、16％、18％或20％等
本发明提供的电解液中，有机溶剂可以占整个电解液体系的质量分数的80-85％。
作为本发明优选的技术方案，所述电解质盐包括六氟磷酸锂LiPF6、六氟砷酸锂LiAsF6、高氯酸锂LiClO4、双氟磺酰亚胺锂LiFSI、四氟硼酸锂LiBF4和双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI中的至少一种。
优选地，所述电解液中，电解质盐的浓度为1.0-1.5mol/L，例如1.0mol/L、1.1mol/L、1.2mol/L、1.3mol/L、1.4mol/L或1.5mol/L等。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述电解液的制备方法，所述方法包括以下步骤：
在保护性气氛下，将配方量的添加剂和其他原料混合，得到所述电解液，所述添加剂包括不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B。
本发明提供的制备方法操作简单，流程短，能够满足进行产业化大规模生产的需要。
作为本发明优选的技术方案，所述其他原料包括配方量的有机溶剂和电解质盐。
优选地，所述混合的原料加入顺序为向有机溶剂中加入添加剂，再加入电解质盐。
优选地，所述混合为搅拌混合。
优选地，所述混合的温度为5-20℃，例如5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或10℃等。采用较低的混合温度的目的在于防止锂盐、添加剂受热分解导致电解液游离酸升高。
优选地，所述保护性气氛包括氮气气氛和/或氩气气氛。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
在保护性气氛下，向有机溶剂中加入配方量的不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B，之后加入电解质盐，搅拌混合，得到所述电解液。
第三方面，本发明提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包含如第一方面所述的电解液。
作为本发明优选的技术方案，所述锂离子电池还包含正极、负极和隔膜。
优选地，所述正极的活性物质为高镍三元材料。所述高镍三元材料是指三元材料中除锂之外，在其他三种金属元素中，镍元素的摩尔百分含量在50％以上。
优选地，所述正极的活性物质包括镍钴锰三元材料和/或镍钴铝三元材料。
本发明中，所述镍钴锰三元材料的化学式可以表示为：Li(NixCoyMnz)O2，其中0.5<x≤0.8，0<y≤0.2，0<z≤0.3且x+y+z＝1。
优选地，所述镍钴铝三元材料的化学式为：Li(NixCoyAlz)O2，其中0.5<x≤0.8，0<y≤0.2，0<z≤0.05且x+y+z＝1。
优选地，所述负极的活性物质包括石墨。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)在本发明提供的电解液体系中，不饱和碳酸酯类添加剂作为负极成膜添加剂，在电解液体系中能够起到的作用为在石墨负极表面形成致密的SEI膜，提高负极材料结构稳定性，降低电池循环阻抗，提高了电池循环性能；锂盐类添加剂在电解液体系中的作用是通过强化正负极表面膜在高温下的稳定性，提高高温存储性能，抑制电池内的产气量；在电解液体系中，添加剂A在负极形成致密且导锂性能好的SEI膜，有利于改善高温性能和功率特性；添加剂B由于具有酰胺结构，在电解液体系中不仅能够稳定电解质盐，而且环状酰胺在正极氧化成膜后的正极膜与正极的某些包覆层(例如含硼包覆层)具有络合作用，有效提高了正极包覆层的稳定性，有利于改善电解液的高温性能，减少电池高温存储产气。
(2)本发明提供的制备方法操作简单，流程短，能够满足进行产业化大规模生产的需要。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1
本实施例提供一种电解液，所述电解液由有机溶剂、电解质盐和添加剂组成。所述添加剂为不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B。
不饱和碳酸酯添加剂为碳酸亚乙烯酯，在电解液中的质量分数0.8％；
锂盐添加剂为双氟磺酰亚胺锂，在电解液中的质量分数2％；
添加剂A为2-磺基苯甲酸酐(化合物10)，在电解液中的质量分数0.6％；
添加剂B为异氰脲酸三甲酯(化合物1)，在电解液中的质量分数0.6％。
所述锂盐为六氟磷酸锂，其在电解液中的浓度为1.0mol/L。
所述有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和链状羧酸酯(丙酸乙酯)组成，以有机溶剂的总体积为100％计，碳酸乙烯酯的体积分数为30％，碳酸二甲酯的体积分数为15％，碳酸甲乙酯的体积分数为40％，链状羧酸酯的体积分数为15％；以电解液质量百分数为100％算，有机溶剂占电解液的质量百分数为83.5％。
本实施例还提供一种上述电解液的制备方法，其具体方法为：
在氩气气氛下，向有机溶剂中加入配方量的不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B，之后加入电解质盐，在15℃温度下搅拌混合，得到所述电解液。
本实施例制备的电解液的测试结果见表1。
实施例2
本实施例提供一种电解液，所述电解液由有机溶剂、电解质盐和添加剂组成。所述添加剂为不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B。
不饱和碳酸酯添加剂为氟代碳酸乙烯酯，在电解液中的质量分数0.6％；
锂盐添加剂为二氟磷酸锂，在电解液中的质量分数1.0％；
添加剂A为2-磺丙酸酐(化合物7)，在电解液中的质量分数0.8％；
添加剂B为异氰脲酸三乙酯(化合物2)，在电解液中的质量分数0.4％。
所述锂盐为六氟磷酸锂，其在电解液中的浓度为1.2mol/L。
所述有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和链状羧酸酯(丙酸甲酯)组成，以有机溶剂的总体积为100％计，碳酸乙烯酯的体积分数为20％，碳酸二甲酯的体积分数为10％，碳酸甲乙酯的体积分数为60％，链状羧酸酯的体积分数为10％。；以电解液质量百分数为100％算，有机溶剂占电解液的质量百分数为82.2％。
本实施例还提供一种上述电解液的制备方法，其具体方法为：
在氩气气氛下，向有机溶剂中加入配方量的不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B，之后加入电解质盐，在5℃温度下搅拌混合，得到所述电解液。
本实施例制备的电解液的测试结果见表1。
实施例3
本实施例提供一种电解液，所述电解液由有机溶剂、电解质盐和添加剂组成。所述添加剂为不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B。
不饱和碳酸酯添加剂为碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的混合物(碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的质量比为1:1)，在电解液中的质量分数1.0％；
锂盐添加剂为双草酸硼酸锂，在电解液中的质量分数0.5％；
添加剂A为4,4-二甲基-2-磺丙酸酐(化合物8)，在电解液中的质量分数1.0％；
添加剂B为三氯异氰脲酸(化合物5)，在电解液中的质量分数1.0％。
所述锂盐为六氟磷酸锂，其在电解液中的浓度为1.2mol/L。
所述有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和链状羧酸酯(乙酸丙酯)组成，以有机溶剂的总体积为100％计，碳酸乙烯酯的体积分数为30％，碳酸二甲酯的体积分数为10％，碳酸甲乙酯的体积分数为50％，链状羧酸酯的体积分数为10％。以电解液质量百分数为100％算，有机溶剂占电解液的质量百分数为81.5％。
本实施例还提供一种上述电解液的制备方法，其具体方法为：
在氩气气氛下，向有机溶剂中加入配方量的不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B，之后加入电解质盐，在15℃温度下搅拌混合，得到所述电解液。
本实施例制备的电解液的测试结果见表1。
实施例4
本实施例提供一种电解液，所述电解液由有机溶剂、电解质盐和添加剂组成。所述添加剂为不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B。
不饱和碳酸酯添加剂为碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的混合物(碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的质量比为1:3)，在电解液中的质量分数1.0％；
锂盐添加剂为二氟双草酸磷酸锂，在电解液中的质量分数1.0％；
添加剂A为3,4-二甲基磺丙酸酐(化合物9)，在电解液中的质量分数0.2％；
添加剂B异氰脲酸三烯丙酯(化合物4)，在电解液中的质量分数0.1％。
所述锂盐为六氟磷酸锂，其在电解液中的浓度为1.2mol/L。
所述有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和链状羧酸酯(丁酸甲酯)组成，以有机溶剂的总体积为100％计，碳酸乙烯酯的体积分数为20％，碳酸二甲酯的体积分数为20％，碳酸甲乙酯的体积分数为40％，链状羧酸酯的体积分数为20％。以电解液质量百分数为100％算，有机溶剂占电解液的质量百分数为82.7％。
本实施例制备的电解液的测试结果见表1。
实施例5
本实施例提供一种电解液，所述电解液由有机溶剂、电解质盐和添加剂组成。所述添加剂为不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B。
不饱和碳酸酯添加剂为碳酸亚乙烯酯，在电解液中的质量分数0.8％；
锂盐添加剂为双氟磺酰亚胺锂，在电解液中的质量分数2％；
添加剂A为2-磺基苯甲酸酐(化合物10)，在电解液中的质量分数0.6％；
添加剂B为异氰脲酸三甲酯(化合物1)，在电解液中的质量分数0.6％。
所述锂盐为六氟磷酸锂，其在电解液中的浓度为1.0mol/L。
所述有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯组成，以有机溶剂的总体积为100％计，碳酸乙烯酯的体积分数为30％，碳酸甲乙酯的体积分数为70％；以电解液质量百分数为100％算，有机溶剂占电解液的质量百分数为83.5％。
本实施例还提供一种上述电解液的制备方法，其具体方法为：
在氩气气氛下，向有机溶剂中加入配方量的不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B，之后加入电解质盐，在15℃温度下搅拌混合，得到所述电解液。
本实施例制备的电解液的测试结果见表1。
对比例1
本对比例提供的电解液除了所述添加剂中不含有不饱和碳酸酯添加剂，其他各方面均与实施例1的电解液相同。
本对比例制备的电解液的测试结果见表1。
对比例2
本对比例提供的电解液除了所述添加剂中不含有锂盐添加剂，其他各方面均与实施例1的电解液相同。
本对比例制备的电解液的测试结果见表1。
对比例3
本对比例提供的电解液除了所述添加剂中不含有添加剂A，其他各方面均与实施例1的电解液相同。
本对比例制备的电解液的测试结果见表1。
对比例4
本对比例提供的电解液除了所述添加剂中不含有添加剂B，其他各方面均与实施例1的电解液相同。
本对比例制备的电解液的测试结果见表1。
对比例5
本对比例提供的电解液除了所述添加剂中不含有添加剂A，其他各方面均与实施例5的电解液相同。
本对比例制备的电解液的测试结果见表1。
对比例6
本对比例提供的电解液除了所述添加剂中不含有添加剂B，其他各方面均与实施例5的电解液相同。
本对比例制备的电解液的测试结果见表1。
测试方法
将各实施例和对比例提供的电解液应用于锂离子电池，用锂离子电池进行性能测试。测试用的锂离子电池的具体制备方法包括：将负极材料石墨、导电剂乙炔黑和粘结剂SBR按质量百分比94:1:5制备成浆料涂覆于铜箔集流体上，真空烘干、制得负极极片；将正极材料NCM811、导电剂乙炔黑和粘结剂PVDF按质量比94:3:3制备成浆料涂覆于铝箔集流体上，真空烘干、制得正极极片。将正极极片、负极极片、Celgard2400隔膜以及实施例或对比例制备的电解液装配成软包电池，采用新威充放电测试柜进行电化学测试。
(1)锂离子电池的循环性能测试：
在25℃/45℃下，将锂离子电池以1.5C(标称容量)恒流充电到电压为4.2V，然后以4.2V恒压充电至电流≤0.05C，搁置10min后，以1C恒流放电至截至电压2.8V，以上为一次充放电循环。将锂离子电池按照上述条件进行25℃下1500次充放电循环；45℃下1000次充放电循环。
锂离子电池N次循环后的容量保持率(％)＝(第N次循环的放电容量/首次放电容量)×100％，N为锂离子电池的循环次数。
(2)锂离子电池的功率性能测试：
在25℃下，将锂离子电池以1C恒流充电到电压为4.2V，然后以4.2V恒压充电至电流为0.05C，然后，以1C恒流放电30min，即锂离子电池的荷电状态为50％SOC。之后分别在25℃以2C脉冲放电30s、-20℃以0.33C脉冲放电10s，测定其直流阻抗(DCR)，表征锂离子电池的常温功率性能和低温功率性能。
DCR＝(放电前电压-脉冲放电末期电压)/(放电电流)。
(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恒流充电到电压为4.2V，然后以4.2V恒压充电至电流为0.05C，测试锂离子电池的体积为V0；之后将锂离子电池放入60℃的恒温箱，分别储存30天、60天，且取出测试锂离子电池的体积并记为Vn。
锂离子电池60℃存储n天后的体积膨胀率(％)＝(Vn-V0)/V0×100％。
测试结果如下表所示：
表1
Figure BDA0002854617730000141
综合上述实施例和对比例可知，实施例提供的电解液中添加不饱和碳酸酯类添加剂作为负极成膜添加剂，在石墨负极表面形成致密的SEI膜，提高负极材料结构稳定性，降低电池循环阻抗，提高了电池循环性能；通过在电解液中添加锂盐类添加剂，通过强化正负极表面膜在高温下的稳定性，提高高温存储性能，抑制电池内的产气量；通过在电解液中添加添加剂A在负极形成致密且导锂性能好的SEI膜，有利于改善高温和功率特性；通过在电解液中添加添加剂B，由于具有酰胺结构，不仅能够稳定电解质盐，而且环状酰胺在正极氧化成膜后的正极膜与正极的某些包覆层(例如含硼包覆层)具有络合作用，有效提高了正极包覆层的稳定性，有利于改善电解液的高温性能，减少电池高温存储产气。
对比例1因为不含不饱和碳酸酯添加剂，导致循环性能下降。
对比例2因为不含锂盐添加剂，导致循环性能、低温功率性能下降。
对比例3、5因为不含添加剂A，导致高温循环性能、高温存储性能变差。
对比例4、6因为不含添加剂B，导致高温循环、高温存储性能显著恶化。
实施例1-4和对比例3、4的对比可知，在快充溶剂体系中，添加剂A、B的加入显著提高了电池的高温循环和高温存储，且常温循环无明显下降，常温DCR和低温DCR没有明显提高，证明添加剂A、B的加入能够使电池在保持原有的循环性能和功率性能的基础上，提高电池的高温性能。解决了高镍电池电解液快充循环性能、高温性能、常温和低温功率性能难以兼顾的问题。
实施例5与对比例5、6的对比可知，在非快充溶剂体系中，添加剂A、B的加入也能使电池在保持原有的循环性能和功率性能的基础上，提高电池的高温性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。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 (10)

1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括添加剂，所述添加剂包括不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B，所述添加剂B包括异氰脲酸衍生物。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述异氰脲酸衍生物，结构通式为
Figure FDA0002854617720000011
其中X包括甲基、乙基、正丙基、烯丙基、氯或氟；
优选地，所述异氰脲酸衍生物包括异氰脲酸三甲酯、异氰脲酸三乙酯、异氰脲酸三丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、三氟异氰脲酸、三氯异氰脲酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述不饱和碳酸酯添加剂包括碳酸亚乙烯酯VC、氟代碳酸乙烯酯FEC或乙烯基碳酸乙烯酯VEC中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述锂盐添加剂包括双氟磺酰亚胺锂LiFSI、二氟磷酸锂LiPO2F2、双草酸硼酸锂LiBOB、双氟草酸硼酸锂LiODFB、二氟双草酸磷酸锂LiODFP或四氟草酸磷酸锂LiTFOP中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述添加剂A为磺丙酸酐衍生物；
优选地，所述磺丙酸酐衍生物包括2-磺丙酸酐、3,4-二甲基-2-磺丙酸酐、4,4-二甲基-2-磺丙酸酐或2-磺基苯甲酸酐中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述电解液中，不饱和碳酸酯添加剂的质量分数为0.2-1.0％；
优选地，所述电解液中，锂盐添加剂的质量分数为0.5-2.0％；
优选地，所述电解液中，添加剂A的质量分数为0.2-1.0％；
优选地，所述电解液中，添加剂B的质量分数为0.1-1.0％。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括有机溶剂和电解质盐；
优选地，所述电解液为高镍电池的电解液。
4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括环状碳酸酯和链状碳酸酯；
优选地，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯和/或碳酸丙烯酯；
优选地，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述有机溶剂还包括链状羧酸酯；
优选地，所述链状羧酸酯包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯或丁酸丁酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述有机溶剂中，环状碳酸酯的体积分数为20-40％，碳酸二甲酯的体积分数为0-20％，除碳酸二甲酯外的其他链状碳酸酯的体积分数为40-70％，链状羧酸酯的体积分数为0-20％；
优选地，所述有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和链状羧酸酯组成；
优选地，所述有机溶剂中，碳酸乙烯酯的体积分数为20-40％，碳酸二甲酯的体积分数为10-20％，碳酸甲乙酯的体积分数为40-70％，链状羧酸酯的体积分数为10-20％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解质盐包括六氟磷酸锂LiPF6、六氟砷酸锂LiAsF6、高氯酸锂LiClO4、双氟磺酰亚胺锂LiFSI、四氟硼酸锂LiBF4和双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiTFSI中的至少一种；
优选地，所述电解液中，电解质盐的浓度为1.0-1.5mol/L。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的电解液的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在保护性气氛下，将配方量的添加剂和其他原料混合，得到所述电解液，所述添加剂包括不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述其他原料包括配方量的有机溶剂和电解质盐；
优选地，所述混合的原料加入顺序为向有机溶剂中加入添加剂，再加入电解质盐；
优选地，所述混合为搅拌混合；
优选地，所述混合的温度为5-20℃；
优选地，所述保护性气氛包括氮气气氛和/或氩气气氛。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
在保护性气氛下，向有机溶剂中加入配方量的不饱和碳酸酯添加剂、锂盐添加剂、添加剂A和添加剂B，之后加入电解质盐，搅拌混合，得到所述电解液。
9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求1-5任一项所述的电解液。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池还包含正极、负极和隔膜；
优选地，所述正极的活性物质为高镍三元材料；
优选地，所述高镍三元材料为除锂之外，在其他三种金属元素中，镍元素的摩尔百分含量在50％以上的三元材料；
优选地，所述正极的活性物质包括镍钴锰三元材料和/或镍钴铝三元材料；
优选地，所述镍钴锰三元材料的化学式为：Li(NixCoyMnz)O2，其中0.5<x≤0.8，0<y≤0.2，0<z≤0.3且x+y+z＝1；
优选地，所述镍钴铝三元材料的化学式为：Li(NixCoyAlz)O2，其中0.5<x≤0.8，0<y≤0.2，0<z≤0.05且x+y+z＝1；
优选地，所述负极的活性物质包括石墨。
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