CN113130970B - 锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新能源技术领域，特别是涉及一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极、负极、隔膜以及非水电解液，所述负极包括负极活性材料，所述负极活性材料中包含硅基材料；所述非水电解液包括如结构式1所示的环状二磺酸酯类化合物和如结构式2所示的不饱和磷酸酯类化合物，

Description

锂离子电池
技术领域
本发明属于新能源技术领域，特别是涉及一种锂离子电池。
背景技术
锂离子电池因其具有工作电压高、工作温度范围广、能量密度和功率密度大、无记忆效应和循环寿命长等优点，不仅在手机、笔记本电脑等3C数码产品领域得到了广泛的应用，同时也在新能源汽车和储能领域具有广阔的应用市场。近年来伴随着新能源领域的快速发展，非水电解液锂离子电池的应用也得到飞跃式增长。尽管包含非水电解液的动力电池已经实现商业化，但终端用户对于续航里程的提升还存在迫切要求，为此，动力电池还需进一步提高其能量密度。
从材料角度出发，当前提升电池能量密度的方法主要有：一是提高正极材料的充电上限电压，从而提升电池容量；另一种是开发克容量更高的正、负极材料，如Ni≥60％的三元材料，硅基负极材料的开发与应用等。其中，硅基负极材料因为其具有远高于石墨负极材料的理论比容量，使得其成为提高锂离子电池能量密度的一个重要发展方向。然而与石墨负极相比，硅基负极在循环过程中存在很大的体积效应(＞300％)，与锂合金化后，硅晶体体积出现明显的变化，使得硅基负极表面的固态电解质界面膜(SEI膜)在电池循环过程中不断地发生破裂和重生，导致电解液的消耗和活性锂的损失，界面阻抗增加，从而恶化循环性能。同时，在锂离子电池充放电过程中由于副反应的反生，会产生大量的还原性气体，造成电池鼓胀，破坏电池内部的物理接触，急剧恶化循环性能，并且当电池内部的气体积累到一定程度可能会使电池爆炸，还会带来安全隐患。
日本电气株式会社在中国的申请专利CN03132755.9公开了一种至少包括两个磺酰基的环状磺酸酯的锂离子电池，其电解液可抑制锰酸锂/石墨电池中正极的锰离子溶出，从而改善循环性能，同时改善电池的存储特性，如抑制存储阻抗的增加，电量保持等，但是发明人发现，在三元/石墨体系中，该种电解液可改善存储性能，但是对于循环性能的恶化非常明显。专利文献201410534841.0公开了一种含叁键的磷酸酯化合物添加剂，能够明显提高电池的高温性能。但本专利发明人实验发现，含叁键的磷酸酯化合物会明显增大电池阻抗，这种缺陷极大限地限制了其在动力电池中的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有的硅基负极的锂离子电池气胀和阻抗增长导致循环性能变差的问题，提供一种锂离子电池。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜以及非水电解液，所述负极包括负极活性材料，所述负极活性材料中包含硅基材料；
所述非水电解液包括如结构式1所示的环状二磺酸酯类化合物和如结构式2所示的不饱和磷酸酯类化合物，
Figure GDA0002401564770000021
其中，结构式1中，Q表示氧原子、亚甲基或单键；A表示取代或无取代的碳原子数1～6的亚烷基、羰基、亚硫酰基、碳原子数1～6的氟代亚烷基、氟取代或未取代的含有醚基的碳原子数为2～6的碳链；B表示取代或无取代的亚烷基、碳原子数1～6的氟代亚烷基或氧原子；
Figure GDA0002401564770000031
其中，R2、R3、R4各自独立地选自碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为1～5的卤代烷基、碳原子数为2～5的不饱和烃基或碳原子数为2～5的不饱和卤代烃基中的一种，且R2、R3、R4中至少有一个为不饱和烃基。
可选地，所述硅基材料选自硅材料、硅的氧化物材料、硅碳复合材料以及硅合金材料中的一种或多种。
可选地，所述如结构式1所示的环状二磺酸酯类化合物至少包括化合物1～13中的一种，
Figure GDA0002401564770000032
Figure GDA0002401564770000041
可选地，所述结构式2中，所述碳原子数为1-5的烷基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基中的一种或多种；
所述碳原子数为1-5的卤代烷基包括一氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、2,2-二氟乙基、2,2,2-三氟乙基、3,3-二氟丙基、3,3,3-三氟丙基、六氟异丙基中的一种或多种；
所述碳原子数为2-5的不饱和烃基包括乙烯基、烯丙基、3-丁烯基、异丁烯基、4-戊烯基、乙炔基、炔丙基、3-丁炔基、1-甲基-2丙炔基中的一种或多种。
可选地，所述如结构式2所示的不饱和磷酸酯类化合物选自磷酸三炔丙酯、二炔丙基甲基磷酸酯、二炔丙基乙基磷酸酯、二炔丙基丙基磷酸酯、二炔丙基三氟甲基磷酸酯、二炔丙基2,2,2-三氟乙基磷酸酯、二炔丙基3,3,3-三氟丙基磷酸酯、二炔丙基六氟异丙基磷酸酯、磷酸三烯丙酯、二烯丙基甲基磷酸酯、二烯丙基乙基磷酸酯、二烯丙基丙基磷酸酯、二烯丙基三氟甲基磷酸酯、二烯丙基2,2,2-三氟乙基磷酸酯、二烯丙基3,3,3-三氟丙基磷酸酯或二烯丙基六氟异丙基磷酸酯中的一种或多种。
可选地，以所述锂离子电池非水电解液总质量为100％计，所述结构式1所示的化合物的质量百分比为0.01％～5％。
可选地，以所述锂离子电池非水电解液总质量为100％计，所述结构式2所示的化合物的质量百分比为0.01％～2％。
可选地，所述非水电解液还包括氟代环状碳酸酯，以所述锂离子电池非水电解液总质量为100％计，所述氟代环状碳酸酯的质量百分比为0.1％～30％。
可选地，所述非水电解液还包括有机溶剂，所述有机溶剂包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、链状羧酸酯中的一种或多种；
所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或多种；
所述链状碳酸酯包括碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯中的一种或多种；
所述链状羧酸酯包括丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯中的一种或多种。
可选地，所述非水电解液还包括锂盐，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，以所述锂离子电池非水电解液总质量为100％计，所述锂盐的质量百分比0.1～20％。
本发明实施例的非水电解液中，结构式1和结构式2的化合物所具有的LUMO(最低未占轨道)能级较低，易得电子，优先在硅基负极表面发生还原分解，在固液界面形成稳定的固态电解质膜(SEI)。这两种物质形成的SEI膜组分相互穿插，相互影响，最终形成马赛克((Mosaic))模型的保护膜。它既含有磺酸锂等能有效传导锂离子的无机组分，有效减小界面阻抗，且膜组分中的某些物质能够有效的吸收二氧化碳等气体，从而保证电池在循环过程中，在正极氧化产生的气体可扩散至负极界面被迅速消耗，达到抑制循环中电池气胀的效果。
此外，SEI膜中又含有结构式1和结构式2聚合形成的有机组分，包覆在硅基负极表面，有效减少电解液和负极活性材料的接触面积，抑制副反应的发生，同时这种弹性膜可增强硅基活性材料的接触，抑制其在充放电过程中的体积膨胀，即抑制了硅基负极的体积效应，保证颗粒之间的良好接触，有效保护硅基负极界面，极大地减小充放电过程中副反应的发生，从而减小电池在循环中的内阻增长和还原气体的产生。因此可提升负极含硅基活性材料的锂离子电池的循环性能。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、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的详细说明。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。
本发明实施例提供的一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜以及非水电解液，所述负极包括负极活性材料，所述负极活性材料中包含硅基材料；
所述非水电解液包括如结构式1所示的环状二磺酸酯类化合物和如结构式2所示的不饱和磷酸酯类化合物，
Figure GDA0002401564770000061
其中，结构式1中，Q表示氧原子、亚甲基或单键；A表示取代或无取代的碳原子数1～6的亚烷基、羰基、亚硫酰基、碳原子数1～6的氟代亚烷基、氟取代或未取代的含有醚基的碳原子数为2～6的碳链；B表示取代或无取代的亚烷基、碳原子数1～6的氟代亚烷基或氧原子。
Figure GDA0002401564770000071
其中，R2、R3、R4各自独立地选自碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为1～5的卤代烷基、碳原子数为2～5的不饱和烃基或碳原子数为2～5的不饱和卤代烃基中的一种，且R2、R3、R4中至少有一个为不饱和烃基。
对于硅基负极的锂离子电池来说，虽然硅基负极材料的理论比容量远高于石墨负极材料，但是硅基负极在循环过程中存在很大的体积效应，使得硅基负极表面的SEI膜在电池循环过程中不断地发生破裂和重生，导致电解液的消耗和活性锂的不断损失，界面阻抗增加，从而恶化循环性能。同时，在锂离子电池充放电过程中由于副反应的反生，会产生大量的还原性气体，造成电池鼓胀，破坏电池内部的物理接触，急剧恶化循环性能，并且当电池内部的气体积累到一定程度可能会使电池爆炸，还会带来安全隐患。
当锂离子电池的电解液中含有结构式1和结构式2的化合物时，它们会在硅基负极表面形成稳定的固态电解质膜(SEI)，所形成的SEI膜组分相互穿插，相互影响，最终形成马赛克((Mosaic))模型的保护膜。它既含有磺酸锂等能有效传导锂离子的无机组分，有效减小界面阻抗，且膜组分中的某些物质能够有效的吸收二氧化碳等气体，从而保证电池在充放电过程中，在正极氧化产生的气体可扩散至负极界面而被迅速消耗，达到抑制循环中电池气胀的效果；此外该SEI中又含有结构式1和结构式2聚合形成的有机组分，包覆在硅基负极表面，有效减少电解液和负极活性材料的接触面积，抑制副反应的发生，同时这种弹性膜可增强硅基活性材料的接触，抑制其在充放电过程中的体积膨胀，即抑制了硅基负极的体积效应，保证颗粒之间的良好接触，有效保护硅基负极界面，极大地减小充放电过程中副反应的发生，从而减小电池在循环中的内阻增长和还原气体的产生。因此可提升电池的循环性能，尤其适用于负极含硅基活性材料的锂离子电池。
在本申请中，所述“硅基负极”应当理解为锂离子电池的负极中包含有硅基材料。
在一实施例中，所述硅基材料选自硅材料、硅的氧化物材料、硅碳复合材料以及硅合金材料中的一种或多种。具体的，所述硅基材料选自纳米Si材料、SiOx材料、Si/C复合材料、SiOx/C复合材料、Mg2Si合金材料、Fe2Si合金材料中的一种或多种。
在一实施例中，所述如结构式1所示环状二磺酸酯类化合物至少包括化合物1～13中的一种，
Figure GDA0002401564770000081
Figure GDA0002401564770000091
对于所述环状二磺酸酯类化合物，化学合成领域的常规技术人员可依据上述化合物的结构式比较容易的想到对应化合物的合成路线。
需要说明的是，以上化合物是本发明所要求保护的部分化合物，但不仅限于此，不应理解为对本发明的限制。
在一实施例中，所述结构式2中，所述碳原子数为1～5的烷基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基中的一种或多种；
所述碳原子数为1～5的卤代烷基包括一氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、2,2-二氟乙基、2,2,2-三氟乙基、3,3-二氟丙基、3,3,3-三氟丙基、六氟异丙基中的一种或多种；
所述碳原子数为2～5的不饱和烃基包括乙烯基、烯丙基、3-丁烯基、异丁烯基、4-戊烯基、乙炔基、炔丙基、3-丁炔基、1-甲基-2丙炔基中的一种或多种。
碳原子数为2～5的不饱和卤代烃基由所述碳原子数为2～5的不饱和烃基中的一个或多个氢元素被卤素取代所得。
在一实施例中，所述如结构式2所示的不饱和磷酸酯类化合物选自磷酸三炔丙酯、二炔丙基甲基磷酸酯、二炔丙基乙基磷酸酯、二炔丙基丙基磷酸酯、二炔丙基三氟甲基磷酸酯、二炔丙基2,2,2-三氟乙基磷酸酯、二炔丙基3,3,3-三氟丙基磷酸酯、二炔丙基六氟异丙基磷酸酯、磷酸三烯丙酯、二烯丙基甲基磷酸酯、二烯丙基乙基磷酸酯、二烯丙基丙基磷酸酯、二烯丙基三氟甲基磷酸酯、二烯丙基2,2,2-三氟乙基磷酸酯、二烯丙基3,3,3-三氟丙基磷酸酯或二烯丙基六氟异丙基磷酸酯中的一种或多种。
需要说明的是，以上化合物是本发明所要求保护的部分化合物，但不仅限于此，不应理解为对本发明的限制。
在一实施例中，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述结构式1所示的化合物在锂离子电池非水电解液中的质量百分比为0.01％～5％，优选地，所述结构式1所示的化合物在锂离子电池非水电解液中的质量百分比为0.1％～2％，具体的，所述结构式1所示的化合物的质量百分比可以为0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％。
在一实施例中，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述结构式2所示的化合物在锂离子电池非水电解液中的质量百分比为0.01％～2％，优选地，所述结构式2所示的化合物在锂离子电池非水电解液中的质量百分比为0.05％～1％，具体的，所述结构式2所示的化合物的质量百分比可以为0.05％、0.08％、0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、0.6％、0.8％、0.9％、1％。
在一实施例中，所述非水电解液还包括氟代环状碳酸酯(FEC)，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述氟代环状碳酸酯在锂离子电池非水电解液中的质量百分比为0.1％～30％具体的，所述氟代环状碳酸酯质量百分比可以为0.1％、5％、8％、10％、13％、16％、18％、20％、22％、25％、28％、30％。
电解液中含有氟代环状碳酸酯(FEC)时，它能在硅基负极表面形成具有良好弹性的固态电解质膜，其膜成分中的聚合物组分可有效的连接硅基活性材料，抑制其在充放电过程的体积变化，保证颗粒之间的良好接触，改善电池的循环性能。但是循环过程中它易被分解，导致电池气胀。当电解液中含有结构式1所示的环状二磺酸酯类化合物和结构式2所示的不饱和磷酸酯类化合物时，由于两者所形成的马赛克(Mosaic)模型的SEI膜能够有效保护硅基负极界面，抑制副反应的发生，也能将产生的气体及时消除，改善电池在循环过程中的气胀和内阻增长，因此当FEC和结构式1、结构式2共同存在时，对于电池循环性能的提升效果更好。
如现有的，锂离子电池非水电解液中均含有非水有机溶剂以及锂盐，本发明方案中对于溶剂种类和含量没有特殊限制。
在一实施例中，所述非水电解液中包括有机溶剂，所述有机溶剂至少包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、链状羧酸酯中的一种或多种；所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或多种；所述链状碳酸酯包括碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯中的一种或多种；所述链状羧酸酯包括丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯中的一种或多种。
本发明方案中对于锂盐没有特殊限制，可采用现有的各种物质。
在一实施例中，所述非水电解液还包括锂盐，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，所述锂盐在锂离子电池非水电解液中的质量百分比为0.1～20％。
在一实施例中，所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料选自LixNiyM1-yO2、LikCozL1-zO2中的至少一种；其中，0.8≤x≤1.2，0.5≤y≤1，M选自Co、Mn、Al、Ti、Fe、Zn、Zr、Cr中的至少一种；0.5≤k≤1.2，0.5＜z≤1，L选自Ni、Mn、Al、Ti、Fe、Zn、Zr、Cr中的至少一种。
在一些实施例中，所述电池正极和所述电池负极之间隔有所述隔膜，所述隔膜为锂离子电池领域的常规隔膜，这里不再赘述。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的锂离子电池非水电解液、锂离子电池及其制备方法，包括以下步骤：
1)非水电解液的制备
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)按质量比为EC:DEC:EMC＝3:2:5进行混合，然后加入六氟磷酸锂(LiPF6)至摩尔浓度为1mol/L，以所述非水电解液的总质量为100％计，加入表1所示质量百分比含量的组分。
2)正极极片的制备
将正极活性材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NMC811)、导电剂Super-P、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按重量比NCM811∶导电剂导电炭黑Super-P∶粘结剂聚偏二氟乙烯＝97∶1.4∶1.6混合后，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)，混和均匀制备得到锂离子电池正极浆料；将正极浆料涂布在集流体铝箔上，在85℃下烘干后进行冷压，然后进行切边、裁片、分条后，在85℃的真空条件下烘干24h，焊接极耳，制备得到锂离子电池正极极片。
3)负极极片的制备
将石墨和SiO按照重量比为石墨∶SiO＝90∶10的混合物作为负极活性材料，与导电剂导电炭黑Super-P、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)、粘接剂聚丙烯酸(PAA)按重量比为负极活性材料∶导电剂导电炭黑Super-P∶增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)∶粘接剂聚丙烯酸(PAA)＝90∶1.0∶1.0∶8混合后，加入纯净水混匀制备得到负极浆料；将负极浆料涂布在集流体铜箔上并在85℃下烘干，然后进行切边、裁片、分条后，在120℃真空条件下烘干12h，焊接极耳，制备得到锂离子电池负极极片。
4)电芯的制备
在上述制备得到的正极片和负极片之间放置锂电池隔膜，将正极极片、负极极片和隔膜组成的三明治结构进行卷绕，卷绕得到裸电芯，将裸电芯置于外包装中。
5)电芯的注液和化成
在露点控制在-40℃以下的手套箱中，将上述制备的电解液注入到干燥后的电芯中，真空封装、静置24h，然后按照其中，化成的条件为：0.05C恒流充电到3.4V，再以0.1C恒流充电到3.85V。
实施例2～10
实施例2～10用于说明本发明公开的锂离子电池非水电解液、锂离子电池及其制备方法，包括实施例1中大部分的操作步骤，其不同之处在于：
所述非水电解液的制备步骤中：
以所述非水电解液的总质量为100％计，所述非水电解液加入表1中实施例2～实施例10所示质量百分含量的组分。
所述负极极片的制备步骤中：
以所述活性材料的总质量为100％计，所述硅基材料含量为表1中实施例2～实施例10所示质量百分含量的组分。
比较例1～9
比较例1～9用于对比说明本发明公开的锂离子电池非水电解液、锂离子电池及其制备方法，包括实施例1中大部分的操作步骤，其不同之处在于：
所述非水电解液的制备步骤中：
以所述非水电解液的总质量为100％计，所述非水电解液加入表1中比较例1～比较例9所示质量百分含量的组分。
所述负极极片的制备步骤中：
以所述活性材料的总质量为100％计，所述硅基材料含量为表1中比较例1～9所示质量百分含量的组分。
表1
Figure GDA0002401564770000131
Figure GDA0002401564770000141
性能测试
为了验证本发明的锂离子电池电极的性能，下面对上述实施例1～10和比较例1～9制备的锂离子电池进行相关的性能测试。测试的性能为高温循环性能测试和体积测试，具体测试方法如下：
将实施例1～10及对比例1～9制备的锂离子电池根据阿基米底原理进行循环前的体积测试，水分晾干后，将电池置于恒温45℃的高温烘箱中，以0.5C的电流恒流充电至4.2V(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/硅碳电池)，再恒压充电至电流下降至0.02C，搁置5分钟后，以1C的电流恒流放电至2.75V，此为首次循环，按照上述条件分别进行500次循环充电/放电，分别计算得出电池在45℃下循环500次后的容量保持率和内阻增长率，电池循环到指定次数后从烘箱中下架，在常温下搁置8h后，测试循环后的电池体积。
按下式计算高温循环的容量保持率：
循环后的电池容量保持率(％)＝(对应循环次数后的放电容量/首次循环的放电容量)×100％
按下式计算高温循环的内阻增长率：
循环后的电池内阻增长率(％)＝[(对应循环次数后的内阻-首次循环后的内阻)/首次循环后的内阻]×100％
按下式计算高温循环的体积膨胀率：
循环后的电池体积膨胀率(％)＝[(对应循环次数后的体积-循环前的体积)/循环前的体积]×100％
将计算得到的测试结果填入表2中。
表2
Figure GDA0002401564770000151
对比分析实施例1和比较例2、4可知，结构式1和结构式2所形成的马赛克(Mosaic)模型的SEI膜，既能有效降低循环中电池的气胀，又能保护硅基负极界面，抑制副反应的发生，降低充放电过程中的内阻增长，从而改善电池的循环性能。
对比分析实施例2和比较例5、6可知，说明结构式1和结构式2所形成的的保护膜，能有效降低循环过程中的气胀和阻抗增长，改善电池的循环性能；同样地，对比分析实施例3和比较例7、8，也可说明结构式1和结构式2对于抑制气胀和内阻增长的有益效果，从而提升电池的循环性能。
对比分析实施例10和比较例1、3可知，说明单独的结构式1或结构式2并不能有效抑制电池在循环中的气胀和内阻增长，电池的循环性能较差，而当两者共用时，它们所形成的SEI膜组分相互穿插，相互影响，最终形成马赛克(Mosaic)模型的保护膜。它既有效消耗循环过程中产生的气体，又能增强硅基活性材料的接触，抑制了其体积效应，减小副反应的发生，降低气体的产生和界面阻抗的增加，有效保护硅基负极界面，从而改善电池在循环过程中的气胀和阻抗增长，提升负极含硅基活性材料的锂离子电池的循环性能。
对比分析实施例1、9、10可知，当电解液中含有氟代环状碳酸酯(FEC)时，它能在硅基负极表面形成具有良好弹性的固SEI膜，有效地连接硅基活性材料，抑制其在充放电过程的体积变化，保证颗粒之间的良好接触，改善电池的循环性能。但是循环过程中它易被分解，导致电池气胀，且含量增加，电池气胀增大。
对比分析实施例1、4、5和比较例2，说明结构式2的含量增加，它和结构式1所形成的复合膜，抑制气胀和内阻增长的效果变好，从而提升电池的循环性能。
对比分析实施例1、6、7、8和比较例4，说明结构式1和结构式2所形成的SEI膜能有效抑制气胀和内阻增长，从而提升电池的循环性能。但结构式1的含量增加，也会造成界面阻抗增大，循环性能有所下降。
对比分析实施例10和对比例9，含硅基负极的锂离子电池的循环性能更好，原因可能是结构式1和结构式2所形成的SEI膜能有效消除循环中产生的气体，抑制体积变化，又能对硅基负极进行有效保护，减小副反应的发生，降低阻抗增长，从而表现出更优的循环性能。
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 (4)

1.一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜以及非水电解液，其特征在于，
所述负极包括负极活性材料，所述负极活性材料为硅基材料；
所述非水电解液包括如结构式1所示的环状二磺酸酯类化合物、磷酸三炔丙酯和氟代环状碳酸酯，
Figure FDA0004020624670000011
其中，结构式1中，Q表示氧原子、亚甲基或单键；A表示取代或无取代的碳原子数1～6的亚烷基、羰基、亚硫酰基、碳原子数1～6的氟代亚烷基、氟取代或未取代的含有醚基的碳原子数为2～6的碳链；B表示取代或无取代的亚烷基、碳原子数1～6的氟代亚烷基或氧原子；
以所述锂离子电池非水电解液总质量为100％计，所述结构式1所示的化合物的质量百分比为0.5％～1％，所述磷酸三炔丙酯的质量百分比为0.5％～1％，所述氟代环状碳酸酯的质量百分比为8％～15％；
所述非水电解液还包括锂盐，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，以所述锂离子电池非水电解液总质量为100％计，所述锂盐的质量百分比为0.1～20％；
所述硅基材料选自硅材料、硅的氧化物材料、硅碳复合材料以及硅合金材料中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述如结构式1所示的环状二磺酸酯类化合物至少包括化合物1～13中的一种，
Figure FDA0004020624670000021
3.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水电解液还包括有机溶剂，所述有机溶剂包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、链状羧酸酯中的一种或多种；
所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或多种；
所述链状碳酸酯包括碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯中的一种或多种；
所述链状羧酸酯包括丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯中的一种或多种。
4.如权利要求1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，所述正极活性材料选自LixNiyM1-yO2、LikCozL1-zO2中的至少一种；其中，0.8≤x≤1.2，0.5≤y≤1，M选自Co、Mn、Al、Ti、Fe、Zn、Zr、Cr中的至少一种；0.5≤k≤1.2，0.5＜z≤1，L选自Ni、Mn、Al、Ti、Fe、Zn、Zr、Cr中的至少一种。
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