CN113328142A - 电解液添加剂、电解液、锂离子电池 - Google Patents

电解液添加剂、电解液、锂离子电池 Download PDF

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CN113328142A CN202110577243.1A CN202110577243A CN113328142A CN 113328142 A CN113328142 A CN 113328142A CN 202110577243 A CN202110577243 A CN 202110577243A CN 113328142 A CN113328142 A CN 113328142A
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Abstract

本申请涉及锂离子电池技术领域，提供了一种电解液添加剂、电解液、锂离子电池。所述电解液添加剂的结构通式如下式1所示，
Figure DDA0003084775930000011
式1中，X、Y、Z中的至少一个含有不饱和基团。本申请提供的电解液添加剂，能够有效降低正极活性材料的反应活性，抑制脱离后的正极活性材料对电解液的强氧化性，从而降低电池产气、金属溶出和容量衰减的风险。

Description

电解液添加剂、电解液、锂离子电池
技术领域
本申请属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电解液添加剂，一种电解液，以及一种锂离子电池。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。锂离子电池由于具有能量密度高、体积小质量轻、放电速率快、自放电率低、循环寿命长、无记忆效应等优点，在数码产品、动力、以及储能领域得到广泛的应用。
随着社会需求的不断发展，人们对于锂离子电池性能的要求越来越高，行业都在追求更高的锂电池能量密度。为此，科研工作者开发了具有更高克容量的正负极材料，来满足商业化锂离子电池逐渐增加的性能需求。目前，正极一般采用高镍三元材料或者高电压正极材料，负极采用硅基材料。其中高镍三元材料和高电压正极材料在脱锂后存在对电解液的强氧化性，导致锂离子电池出现产气、金属元素溶出及容量衰减等问题。而硅基负极材料在脱嵌锂的过程中会存在巨大的体积收缩膨胀，导致其表面的SEI膜容易发生破裂，继而发生SEI 膜的重复生长，最终导致电池阻抗增大、胀气、容量衰减等一系列问题。
针对高镍三元材料和高电压正极材料体系的成膜添加剂报道有一些，但是这些添加剂往往成膜速率过快或者成膜组分不好导致电池阻抗过大，在改善高温存储性能的同时，对电池的倍率充电性能及低温性能会有较大影响。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电解液添加剂，一种电解液，以及一种锂离子电池，旨在解决现有的以高镍三元材料或者高电压正极材料为正极材料的锂离子电池，产气、金属元素溶出及容量衰减的问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
本申请一方面提供一种电解液添加剂，所述添加剂的结构通式如下式1所示，
Figure BDA0003084775910000021
式1中，X、Y、Z中的至少一个含有不饱和基团。
本申请提供的电解液添加剂，为含有硫代氰脲酸酯母核的硫代氰脲酸酯添加剂。硫代氰脲酸酯母核中含有多个S原子，S原子与正极活性材料特别是高镍正极材料和高电压正极材料的活性反应位点发生络合后，可以有效降低正极活性材料的反应活性，抑制脱离后的正极活性材料对电解液的强氧化性，从而降低电池产气、金属溶出和容量衰减的风险，改善基于高镍正极材料和高电压正极材料的锂离子电池的电池循环性能和高温存储性能。不仅如此，硫代氰脲酸酯母核修饰SEI膜时，硫代氰脲酸酯母核中的多个电负性较强的N原子，可以降低硫代氰脲酸酯添加剂分子的LUMO能级，有利于硫代氰脲酸酯添加剂分子的还原。硫代氰脲酸酯添加剂分子被还原后形成的Li3N是一种快锂离子导体，其离子电导率σ为6×10-3S cm-1，比LiF离子电导率(σ＝10-31S cm-1)、Li2S 离子电导率高，其对形成的SEI进行修饰，有利于降低电池阻抗，提高电池倍率性能。此外，硫代氰脲酸酯添加剂的结构通式中，X、Y、Z中的至少一个含有不饱和基团，不饱和基团可以在电极表面发生电化学聚合形成交联结构，可以缓解硅基材料脱嵌锂过程中存在的体积收缩膨胀问题。
作为本申请电解液添加剂的一种优选情形，所述不饱和基团包括烯基、炔基、氰基、叠氮基中的至少一种。在这种情况下，硫代氰脲酸酯添加剂分子之间通过烯基、炔基、氰基、叠氮基发生电化学聚合反应，形成交联的网状结构，防止脱嵌锂过程中硅基负极材料发生明显的体积收缩膨胀。
作为本申请电解液添加剂的一种优选情形，所示式1中，X、Y、Z各自独立地选自
Figure BDA0003084775910000031
氢、卤素、氰基、氨基、苯基、硝基、烷氧基羰基、磺酰基、醚基、磷酸酯基、亚磷酸酯基中的一种或多种组合形成的基团，且X、Y、Z中至少一个选自
Figure BDA0003084775910000032
Figure BDA0003084775910000033
与
Figure BDA0003084775910000034
组合形成的基团，其中，R1、R2各自独立地选自氢、C1-10的烷基、卤素、氰基、氨基、苯基、硝基、烷氧基羰基、磺酰基、醚基、磷酸酯基、亚磷酸酯基中的一种或多种组合形成的基团；m、n为正整数，且m、n的取值满足：1≤m≤3，1≤n≤3。
在这种情况下，
Figure BDA0003084775910000035
Figure BDA0003084775910000036
组合形成的不饱和烃基具有较好的反应性，有利于硫代氰脲酸酯添加剂分子之间发生电化学交联，并形成三维网状结构，束缚硅基负极材料的体积膨胀。不仅如此，卤素、氰基、氨基、苯基、硝基、烷氧基羰基、磺酰基、醚基、磷酸酯基、亚磷酸酯基为强吸电子基团，具有吸电子作用，可以降低添加剂分子的LUMO轨道能级，从而更容易被还原，有利于降低正极材料脱离后的强氧化性。此外，像醚基等强极性基团，还可以提高添加剂对锂盐的溶解性，以及添加剂与溶剂之间的兼容性。
作为本申请电解液添加剂的一种优选情形，所述添加剂选自1,3-二烯丙基 -5-(4-硝基丁-2-烯-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1-(4-氨基丁-2-烯-1-基)-3,5- 二氟-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二烯丙基-5-(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁-2-烯 -1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二(丙-2-烯-1-基)-5-(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁-2-烯-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1-(4-氨基丁-2-炔-1-基)-3,5-二(丙-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二((E)-六-2-烯-5-炔-1-基)-5-((Z)-六-2-烯-5-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二((E)-六-2,5-二烯-1-基)-5-((Z)-六-2,5-二烯-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二烯丙基-5-肉桂基-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1-(3-苯基丙-2-1-1-基)-3,5-二(2--2-丙-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1-(3-(4-氟苯基)丙-2-炔-1-基)-3,5-二(丙-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基)丁-2-炔-1-基)-3,5-二(丙-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二烯丙基-5-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基)丁-2-炔-1- 基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、(4-(3,5-二烯丙基-2,4,6-三硫-1,3,5-三嗪基-1-基) 丁-2-炔-1-基)膦酸二甲酯、(E)-5-(3,5-二烯丙基-2,4,6-三硫代-1,3,5-三嗪基-1-基) 戊-3-烯-1-基磷酸二甲酯、(E)-5-(3-烯丙基-5-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基)丁-2-炔 -1-基)-2,4,6-三硫代-1,3,5-三嗪基-1-基)五元戊烯中的至少一种。
上述添加剂结构中不仅含有多个S原子和多个N原子，而且含有至少一个不饱和双键或三键，可以有效降低正极活性材料对电解液的强氧化作用，改善高镍或高电压正极材料的界面稳定性；同时，在阻抗降低的前提下，在硅基负极表面形成良好SEI膜。
本申请另一方面提供一种电解液，包括溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂包括第一添加剂，且所述第一添加剂为上述的电解液添加剂。
本申请提供的电解液，由于含有上述添加剂，不仅能够在硅基负极表面形成良好SEI膜，而且能够改善正极活性材料特别是高镍正极材料、高电压正极材料的界面稳定性，最终提高锂离子电池的性能。
作为本申请电解液一种优选情形，以所述电解液的总质量为100％计，所述第一添加剂的质量百分含量为0.1～5％。在这种情况下，电解液可以在锂离子电池具有良好的成膜阻抗的同时，改善正负极界面成膜性能。
作为本申请电解液一种优选情形，所述添加剂还包括第二添加剂，所述第二添加剂选自碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、1-丙烯-1,3-磺酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、双氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟草酸磷酸锂、双草酸硼酸锂、甲烷二磺酸亚甲酯、三炔丙基磷酸酯中的至少一种。在这种情况下，第一添加剂与第二添加剂协同作用，进一步提高SEI膜致密性和完整性，从而赋予锂离子电池更优的性能。
本申请再一方面提供一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述电解液为上述的电解液。
本申请提供的锂离子电池，由于含有上述的电解液，可以有效改善正负极的界面成膜性能，赋予锂离子电池良好的低温放电性能、倍率充电性能，并有效抑制电池在较大倍率充电时出现的析锂现象。
作为本申请锂离子电池一种优选情形，所述正极的活性材料为高镍正极材料、高电压正极材料或高镍高电压正极材料。当锂离子电池的正极为高镍正极材料、高电压正极材料或高镍高电压正极材料时，由于电解液中含有具有不饱和取代基团的硫代氰脲酸酯，可以有效降低脱锂后的高镍正极材料、高电压正极材料或高镍高电压正极材料的强氧化性，从而有效降低脱锂后的正极材料对电解液的强氧化性，降低电池产气、金属元素溶出及容量衰减的问题。
作为本申请锂离子电池一种优选情形，所述负极的活性材料为硅基负极材料。当锂离子电池的负极为硅基负极材料时，由于电解液中含有具有不饱和取代基团的硫代氰脲酸酯，硫代氰脲酸酯中的不饱和基团发生电化学聚合，形成交联的网状结构，对硅基负极材料具有一定的束缚作用，从而使得硅基负极材料表面的SEI膜稳定性提高，降低电池阻抗增大、胀气、容量衰减的风险。
附图说明
图1是本申请实施例1和对比例1提供的锂离子电池在-20℃的放电曲线图。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在 B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c, b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg 等化工领域公知的质量单位。
术语“SEI”为“solid electrolyte interphase”的缩写，是指在液态锂离子电池首次充放电过程中，电极材料与电解液在固液相界面上发生反应形成的一层覆盖于电极材料表面的钝化层；
术语“LUMO”为“Lowest Unoccupied Molecular Orbital”的缩写，表示最低未占分子轨道；
术语“HPPC”为“Hybrid PulsePower Characteristic”的缩写，表示混合动力脉冲能力特性；
术语“高镍正极材料”是指含镍三元正极材料中，镍离子在除锂离子以外的其他金属离子总量中的摩尔百分表，包括但不限于Ni83，Ni50，Ni60，Ni70， Ni80，Ni88，Ni90等正极材料，其中，Ni83是指镍离子在正极材料除锂离子以外的其他金属离子总量中的摩尔百分含量为83％的含镍三元正极材料；
术语“高电压正极材料”是指＝在使用过程中充电电压大于4.2V的正极材料，包括所有的三元材料，但不限于三元材料；
术语“C1-10的烷基”是指碳原子数为1～10的烷基，包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基及其同分异构体、正己基及其同分异构体、正庚基及其同分异构体、正辛基及其同分异构体、正壬基及其同分异构体以及正癸基及其同分异构体。
高镍三元材料、高电压正极材料和硅基负极材料由于具有更高克容量，成为商业化锂离子电池追捧的正负极材料。但是，高镍三元材料、高电压正极材料脱嵌后对电解液的强氧化性，以及硅基负极材料脱嵌锂过程中的体积收缩膨胀，影响锂离子电池性能，如电池产气胀气、金属元素溶出、阻抗增大及容量衰减等。有鉴于此，本申请实施例提供了一种新的锂离子电池电解液添加剂，使得即便在高温条件下，电解液在正负极表面形成界面稳定且性能良好的SEI 膜，正负极材料不容易发生胀气，且有利于保持良好的电池阻抗。
本申请实施例第一方面提供一种电解液添加剂，添加剂的结构通式如下式 1所示，
Figure BDA0003084775910000081
式1中，X、Y、Z中的至少一个含有不饱和基团。
本申请实施例提供的电解液添加剂，为含有硫代氰脲酸酯母核(式1)的硫代氰脲酸酯添加剂。硫代氰脲酸酯母核中含有多个S原子，S原子与正极活性材料特别是高镍正极材料和高电压正极材料的活性反应位点发生络合后，可以有效降低正极活性材料的反应活性，抑制脱离后的正极活性材料对电解液的强氧化性，从而降低电池产气、金属溶出和容量衰减的风险，改善基于高镍正极材料和高电压正极材料的锂离子电池的电池循环性能和高温存储性能。
不仅如此，硫代氰脲酸酯母核修饰SEI膜时，硫代氰脲酸酯母核中的多个电负性较强的N原子，可以降低硫代氰脲酸酯添加剂分子的LUMO能级，有利于硫代氰脲酸酯添加剂分子的还原。硫代氰脲酸酯添加剂分子被还原后形成的Li3N是一种快锂离子导体，其离子电导率σ为6×10-3S cm-1，比LiF离子电导率(σ＝10-31S cm-1)、Li2S离子电导率高，其对形成的SEI进行修饰，有利于降低电池阻抗，提高电池倍率性能。
本申请实施例中，硫代氰脲酸酯添加剂的结构通式中，X、Y、Z中的至少一个含有不饱和基团，对应的，X、Y、Z中的至少一个为含有不饱和基团的烃基。即本申请实施例提供的添加剂为多取代不饱和烃基硫代氰脲酸酯(PITC)。应当理解的是，本申请实施例中，可以是X、Y、Z中的一个或两个为含有不饱和基团的烃基，剩余的一个或两个为饱和烃基或非烃基的其他取代基；也可以是X、Y、Z同时为含有不饱和基团的烃基。
不饱和基团可以在电极表面发生电化学聚合形成交联结构，可以缓解硅基材料脱嵌锂过程中存在的体积收缩膨胀问题，从而降低因硅基材料收缩膨胀导致负极表面SEI膜破裂，SEI膜重复重新生长，进而导致电池阻抗增大、胀气、容量衰减的问题。
在一些实施例中，不饱和基团包括烯基、炔基、氰基、叠氮基中的至少一种。对应的，X、Y、Z中的至少一个为含有烯基、炔基、氰基、叠氮基中的至少一种的不饱和烃基。不饱和烃基中的烯基、炔基、氰基、叠氮基具有可聚合反应的特性，在这种情况下，硫代氰脲酸酯添加剂分子之间通过烯基、炔基、氰基、叠氮基在电极表面发生电化学聚合反应，形成交联的网状结构，可以有效防止脱嵌锂过程中硅基负极材料发生明显的体积收缩膨胀。
在一些实施例，所示式1中，X、Y、Z各自独立地选自
Figure BDA0003084775910000091
Figure BDA0003084775910000092
氢、卤素、氰基、氨基、苯基、硝基、烷氧基羰基、磺酰基、醚基、磷酸酯基、亚磷酸酯基中的一种或多种组合形成的基团，且X、Y、Z中至少一个选自
Figure BDA0003084775910000101
Figure BDA0003084775910000102
与
Figure BDA0003084775910000103
组合形成的基团，其中，R1、R2各自独立地选自氢、C1-10的烷基、卤素、氰基、氨基、苯基、硝基、烷氧基羰基、磺酰基、醚基、磷酸酯基、亚磷酸酯基中的一种或多种组合形成的基团；m、n为正整数，且m、n的取值满足：1≤m≤3， 1≤n≤3。
在这种情况下，X、Y、Z中至少一种为
Figure BDA0003084775910000104
Figure BDA0003084775910000105
与
Figure BDA0003084775910000106
组合形成的不饱和烃基，这些不饱和烃基具有较好的反应性，有利于硫代氰脲酸酯添加剂分子之间发生电化学交联，并形成三维网状结构，束缚硅基负极材料的体积膨胀。应当理解的是，X、Y、Z中，随着上述不饱和烃基数量的增加，硫代氰脲酸酯添加剂分子之间的电化学交联进一步加强，形成的三维网状结构对硅基负极材料的束缚作用更加明显。
该实施例中，上述不饱和烃基中的取R1、R2可以选择氢、C1-10的烷基、卤素、氰基、氨基、苯基、硝基、烷氧基羰基、磺酰基、醚基、磷酸酯基、亚磷酸酯基中的一种或多种组合形成的基团。其中，卤素与正极材料特别是高镍正极材料、高电压正极材料的金属离子发生络合，进一步降低正极活性材料在脱锂后的强氧化性，从而降低电池产气、金属元素溶出及容量衰减的风险；氰基、氨基、苯基、硝基、烷氧基羰基、磺酰基、醚基、磷酸酯基、亚磷酸酯基为强吸电子基团，具有吸电子作用，可以降低添加剂分子的LUMO轨道能级，从而更容易被还原，有利于降低正极材料脱离后的强氧化性。此外，像醚基等强极性基团，还可以提高添加剂对锂盐的溶解性，以及添加剂与溶剂之间的兼容性。在一些实施例中，添加剂选自1,3-二烯丙基-5-(4-硝基丁-2-烯-1-基)-1,3,5- 三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-1)、1-(4-氨基丁-2-烯-1-基)-3,5- 二氟-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-2)、1,3-二烯丙基 -5-(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁-2-烯-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-3)、1,3-二(丙-2-烯-1-基)-5-(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁-2-烯-1-基)-1,3,5- 三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-4)、1-(4-氨基丁-2-炔-1-基)-3,5- 二(丙-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-5)、1,3-二 ((E)-六-2-烯-5-炔-1-基)-5-((Z)-六-2-烯-5-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-6)、1,3-二((E)-六-2,5-二烯-1-基)-5-((Z)-六-2,5-二烯-1- 基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-7)、1,3-二烯丙基-5-肉桂基-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-8)、1-(3-苯基丙-2-1-1- 基)-3,5-二(2--2-丙-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-9)、 1-(3-(4-氟苯基)丙-2-炔-1-基)-3,5-二(丙-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-10)、1-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基)丁-2-炔-1-基)-3,5-二(丙 -2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-11)、1,3-二烯丙基-5-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基)丁-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-12)、(4-(3,5-二烯丙基-2,4,6-三硫-1,3,5-三嗪基-1-基)丁-2- 炔-1-基)膦酸二甲酯(实施例中标记为PITC-13)、(E)-5-(3,5-二烯丙基-2,4,6- 三硫代-1,3,5-三嗪基-1-基)戊-3-烯-1-基磷酸二甲酯(实施例中标记为PITC-14)、 (E)-5-(3-烯丙基-5-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基)丁-2-炔-1-基)-2,4,6-三硫代-1,3,5- 三嗪基-1-基)五元戊烯(实施例中标记为PITC-16)中的至少一种。
上述1,3-二烯丙基-5-(4-硝基丁-2-烯-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-1)、1-(4-氨基丁-2-烯-1-基)-3,5-二氟-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-2)、1,3-二烯丙基-5-(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁-2-烯 -1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-3)、1,3-二(丙-2-烯-1- 基)-5-(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁-2-烯-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-4)、1-(4-氨基丁-2-炔-1-基)-3,5-二(丙-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6- 三硫酮(实施例中标记为PITC-5)、1,3-二((E)-六-2-烯-5-炔-1-基)-5-((Z)-六-2- 烯-5-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-6)、1,3-二((E)- 六-2,5-二烯-1-基)-5-((Z)-六-2,5-二烯-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-7)、1,3-二烯丙基-5-肉桂基-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-8)、1-(3-苯基丙-2-1-1-基)-3,5-二(2--2-丙-1-基)-1,3,5-三嗪烷 -2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-9)、1-(3-(4-氟苯基)丙-2-炔-1-基)-3,5-二(丙 -2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-10)、1-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基)丁-2-炔-1-基)-3,5-二(丙-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-11)、1,3-二烯丙基-5-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基) 丁-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮(实施例中标记为PITC-12)、(4-(3,5-二烯丙基-2,4,6-三硫-1,3,5-三嗪基-1-基)丁-2-炔-1-基)膦酸二甲酯(实施例中标记为 PITC-13)、(E)-5-(3,5-二烯丙基-2,4,6-三硫代-1,3,5-三嗪基-1-基)戊-3-烯-1-基磷酸二甲酯(实施例中标记为PITC-14)、(E)-5-(3-烯丙基-5-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基)丁-2-炔-1-基)-2,4,6-三硫代-1,3,5-三嗪基-1-基)五元戊烯(实施例中标记为PITC-16)的结构依次如下结构式2～式16所示化合物所示，
Figure BDA0003084775910000121
Figure BDA0003084775910000131
上述添加剂结构中不仅含有多个S原子和多个N原子，而且含有至少一个双键或三键的不饱和烃基，可以有效降低脱锂后的正极活性材料对电解液的强氧化作用，改善高镍或高电压正极材料的界面稳定性；同时，在阻抗降低的前提下，在硅基负极表面形成良好SEI膜。
相应的，本申请实施例提供了一种电解液添加剂的制备方法，包括如下步骤：
S01.提供硫代脲氰酸酯化合物和卤代化合物；
该步骤中，硫代脲氰酸酯化合物的结构为
Figure BDA0003084775910000141
卤代化合物根据式1所示多取代不饱和烃基硫代氰脲酸酯结构通式中的X、Y、Z的类型而定。示例性的，在硫代脲氰酸酯化合物引入X取代位点时，对应的卤代化合物为 AX，其中，A表示卤元素，示例性的，Cl元素、Br元素、I元素，优选为溴元素。当式1所示多取代不饱和烃基硫代氰脲酸酯结构通式中的X、Y、Z为相同的取代基团时，提供对应取代基团的一种卤代化合物即可；当式1所示多取代不饱和烃基硫代氰脲酸酯结构通式中的X、Y、Z为两种或三种不同的取代基团时，提供的卤代化合物包括分别对应不同取代基团的两种或三种卤代化合物。
S02.在有机溶剂中，将硫代脲氰酸酯化合物和卤代化合物进行混合并加热反应，合成不饱和烃基硫代氰脲酸酯。
该步骤中，有机溶剂选择能够有效分散硫代脲氰酸酯化合物和卤代化合物，有利于硫代脲氰酸酯化合物和卤代化合物彼此接触，且在加热条件下不参与反应的有机溶剂。示例性的，有极容易可以为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，但不限于此。
将硫代脲氰酸酯化合物和卤代化合物进行混合并加热反应，反应原理如下所示
Figure BDA0003084775910000151
应当理解的是，本申请实施例可以通过改变卤代化合物的R基团，来合成不同的目标产物。
进一步的，在反应结束后，对反应体系进行纯化处理，收集目标产物。在一些实施例中，通过对反应体系进行柱色谱分离，纯化收集目标产物。
示例性的，一种电解液添加剂的制备方法，包括如下步骤：将0.02mol硫代脲氰酸酯化合物和0.06mol溴代化合物溶解在80mL DMF中；对反应瓶从室温加热升温到125℃并恒温6h，反应结束后通过色谱分离柱分离出目标产物。
合成反应方程式如下：
Figure BDA0003084775910000152
该实施例通过改变溴代化合物的R基，可以合成不同的目标产物。如当
Figure BDA0003084775910000153
时，可以得到目标产物
Figure BDA0003084775910000154
本申请实施例第二方面提供一种电解液，包括溶剂、电解质盐和添加剂，添加剂包括第一添加剂，且第一添加剂为上述的电解液添加剂。
本申请实施例提供的电解液，由于含有上述添加剂，不仅能够在硅基负极表面形成良好SEI膜，改善硅基材料的循环性能，而且能够改善正极活性材料特别是高镍正极材料、高电压正极材料的界面稳定性，降低高镍正极材料、高电压正极材料的产气，最终提高锂离子电池的循环性能和存储性能。
在一些实施例中，以电解液的总质量为100％计，第一添加剂的质量百分含量为0.1～5％。在这种情况下，电解液可以在锂离子电池具有良好的成膜阻抗的同时，改善正负极界面成膜性能。若第一添加剂的含量过低，则难以形成致密的SEI膜；若第一添加剂的含量过高，会因为阻抗过大而影响锂离子电池的循环性能。
本申请实施例提供的第一添加剂，可以作为电解液的唯一添加剂，也可以与其他添加剂一起，作为电解液的添加剂成分。
在一些实施例中，添加剂还包括第二添加剂，第二添加剂选自碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、硫酸乙烯酯 (DTD)、1-丙烯-1,3-磺酸内酯(PES)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯(TMSPi)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)、三(三甲基硅烷)硼酸酯(TMSB)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、二氟草酸磷酸锂(LiODFP)、双草酸硼酸锂 (LiBOB)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)、三炔丙基磷酸酯(TPP)中的至少一种。在这种情况下，第一添加剂与第二添加剂协同作用，进一步提高SEI 膜致密性和完整性，从而赋予锂离子电池更优的性能。
对于电解液中的溶剂和电解质盐，本申请实施例没有严格限制，可以采用常用的电解质盐和溶剂。
本申请实施例第三方面提供一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，电解液为上述的电解液。
本申请实施例提供的锂离子电池，由于含有上述的电解液，可以有效改善正负极的界面成膜性能，赋予锂离子电池良好的低温放电性能、倍率充电性能，并有效抑制电池在较大倍率充电时出现的析锂现象，改善锂离子电池的循环性能的高温存储性能。
本申请实施例中，锂离子电池的产品外观类型没有严格限制，可以为软包锂离子电池电池，也可以是铝壳或圆柱锂离子电池电池。
在一些实施例中，正极的活性材料为高镍正极材料、高电压正极材料或高镍高电压正极材料。当锂离子电池的正极为高镍正极材料、高电压正极材料或高镍高电压正极材料时，由于电解液中含有具有不饱和取代基团的硫代氰脲酸酯，可以有效降低脱锂后的高镍正极材料、高电压正极材料或高镍高电压正极材料的强氧化性，从而有效降低脱锂后的正极材料对电解液的强氧化性，降低电池产气、金属元素溶出及容量衰减的问题，改善锂离子电池的循环性能。由此，可以提高高镍正极材料、高电压正极材料或高镍高电压正极材料的商业化进程，充分发挥高镍正极材料、高电压正极材料或高镍高电压正极材料高克容量的优点。
本申请实施例中，负极的活性材料可为硅基负极材料，也可以为其他负极材料，示例性的，如石墨。
在一些实施例中，负极的活性材料为硅基负极材料。当锂离子电池的负极为硅基负极材料时，由于电解液中含有具有不饱和取代基团的硫代氰脲酸酯，硫代氰脲酸酯中的不饱和基团发生电化学聚合，形成交联的网状结构，对硅基负极材料具有一定的束缚作用，从而使得硅基负极材料表面的SEI膜稳定性提高，降低电池阻抗增大、胀气、容量衰减的风险，改善锂离子电池的循环性能和高温存储性能。由此，可以进一步提高硅基负极材料的商业化应用，充分发挥硅基负极材料的优点。
在一些实施例中，硅碳负极材料可以是碳包覆硅或氧化亚硅，也可以是直接将碳和硅或氧化亚硅两者混合得到的复合负极材料。
在一些实施例中，锂离子电池的正极活性材料为高镍正极材料、高电压正极材料或高镍高电压正极材料，负极活性材料的硅碳负极材料，在这种情况下，多取代不饱和烃基硫代氰脲酸酯作为添加剂组分，可以在电极表面形成致密的 SEI膜，改善硅基材料循环性能的同时，降低高镍或中镍高电压电池的产气，显著提升了含以上材料的锂离子电池的循环性能和存储性能。
下面结合具体实施例进行说明，下文中，“％”表示质量或重量百分含量。
实施例1
一种锂离子电池的制备方法，包括：
(1)电解液配置：在水含量小于1ppm、氧含量小于2ppm的手套箱中，将300g的碳酸乙烯酯(EC)，500g的碳酸甲乙酯(EMC)，200g的碳酸二乙酯(DEC) 混合，加入适量的充分干燥的LiPF6使得电解液锂盐浓度为1mol/L，得到基础电解液。在基础电解液中加入0.2％的PITC-1，得到电解液E1。
(2)电池制作：将正极物质Ni83、炭黑、导电剂碳纳米管(CNT)、聚偏氟乙烯(PVDF)以100：0.6：0.6：1.5的比例混合均匀后涂覆在12μm的铝箔上，然后在85℃下烘干。将硅碳负极材料、炭黑、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)以100：0.9：1.9：1.5的比例混合均匀，涂覆在8μm的铜箔上，然后在90℃下烘干。以陶瓷隔膜作为隔膜，也可以是涂胶隔膜，将正负极片以卷绕或叠片的形式做成电池C1，可以是软包，也可以是铝壳或圆柱电池。
(3)化成老化分容工艺：将干电芯注液后进行封口，再45℃放置48h使得电解液充分浸润。模拟电池以0.05C充电至3.5V，再以0.1C充电至3.7V，再以0.2C充电至3.9V，然后以45℃放置48h进行老化。老化后，以0.33C充满电再0.33C放电至2.75V即为分容。
实施例2
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.2％PITC-2，得到电解液E2。相应的，所得电池为C2。
实施例3
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.2％PITC-3，得到电解液E3。相应的，所得电池为C3。
实施例4
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.2％PITC-4，得到电解液E4。相应的，所得电池为C4。
实施例5
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.2％PITC-5和2％FEC，得到电解液E5。相应的，所得电池为C5。
实施例6
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.2％PITC-6和3％FEC，得到电解液E6。相应的，所得电池为C6。
实施例7
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.2％PITC-7和1％DTD，得到电解液E7。相应的，所得电池为C7。
实施例8
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.2％PITC-8和1.5％DTD，得到电解液E8。相应的，所得电池为C8。
实施例9
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.5％PITC-9和0.5％VEC，得到电解液E9。相应的，所得电池为C9。
实施例10
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.5％PITC-10和1％LiPO2F2，得到电解液E10。相应的，所得电池为 C10。
实施例11
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.5％PITC-11，3％FEC和0.5％PST，得到电解液E11。相应的，所得电池为C11。
实施例12
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.3％PITC-12和1.5％LiFSI，得到电解液E12。相应的，所得电池为 C12。
实施例13
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.3％PITC-13和1％PS，得到电解液E13。相应的，所得电池为C13。
实施例14
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：溶剂比为EC/EMC/DEC＝3/6/1，在电解液中加入0.3％PITC-14和1％LiODFP，得到电解液E14。相应的，所得电池为C14。
实施例15
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：溶剂比为EC/EMC/DEC＝3/6/1，在电解液中加入0.5％PITC-15和+1％LiBOB，得到电解液E15。相应的，所得电池为C15。
实施例16
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：溶剂比为EC/EMC＝3/7，在电解液中加入0.3％PITC-1和0.3％VC，得到电解液E16。相应的，所得电池为C16。
实施例17
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：溶剂比为EC/EMC＝3/7，在电解液中加入0.5％PITC-2和0.5％VC，得到电解液E17。相应的，所得电池为C17。
实施例18
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：溶剂比为EC/PC/EMC/DEC＝25/5/60/10，在电解液中加入0.2％PITC-3，3％FEC和 1％DTD，得到电解液E18。相应的，所得电池为C18。
实施例19
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：溶剂比为EC/PC/EMC/DEC＝25/5/60/10，在电解液中加入0.3％PITC-4，3％FEC，1％DTD 和0.5％PS得到电解液E19。相应的，所得电池为C19。
实施例20
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：溶剂比为EC/PC/EMC/DEC＝25/5/60/10，在电解液中加入0.5％PITC-5，4％FEC，1％DTD 和1％PS得到电解液E20。相应的，所得电池为C20。
实施例21
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：正极物质为Ni90。
实施例22
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：正极物质为Ni88。
实施例23
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：正极物质为Ni85。
实施例24
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：正极物质为Ni80。
实施例25
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：正极物质为Ni70。
实施例26
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：正极物质为Ni60。
实施例27
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：正极物质为Ni50。
实施例28
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入0.09％PITC-2，得到电解液DE2。相应的，所得电池为DC2。
实施例29
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：在电解液中加入5.1％PITC-2，得到电解液DE3。相应的，所得电池为DC3。
对比例1
按照实施例1所述的方式制备非水电解液和电池，不同之处在于：电解液中不加PITC添加剂，得到电解液DE1。相应的，所得电池为DC1。
本申请实施例1-实施例20和对比例1-对比例3的锂离子电池中，电解液的组成如下表1所示。
表1
Figure BDA0003084775910000221
Figure BDA0003084775910000231
本申请实施例127和对比例1-对比例3的锂离子电池进行电性能测试，测试方法如下：
(1)直流电阻(DCIR)测试：将实施例和对比例中化成老化分容完成后的电池(每个实施例和对比例均随机选取5支电池进行测试，结果取其平均值)，在25±1℃的恒温箱中，以0.5C CC充电30min，采用HPPC法测试，2C放电 10s，静置40s，1.5C实充电10s。放电直流阻抗(DCR)的计算方法为 DCR＝(V0-V1)/2C(电流)，充电DCR的方法为充电DCR＝(V2-V3)/1.5C(电流)。其中V0为2C放电前电压，V1为2C放电后电压，V2为1.5C充电后电压，V3为 1.5C充电前电压。
(2)常温循环测试：将实施例和对比例中化成老化分容完成后的电池(每个实施例和对比例均随机选取5支电池进行测试，结果取其平均值)，在25±1℃的恒温箱中，以0.5CCC-CV充电至4.2V，恒压0.05C电流截止，充电后搁置 30min，再以1C放电至3V，搁置30min，如此连续循环600次。容量保留率(％) 为600次循环后放电容量除于第一次放电容量得到的百分数。
(3)高温循环测试：同常温循环测试，不同的是测试温度为45±1℃。
(4)高温存储测试：将实施例和对比例中化成老化分容完成后的电池(每个实施例和对比例均随机选取5支电池进行测试，结果取其平均值)以0.5C CC-CV充电至4.2V，恒压至0.05C电流截止，充电容量记为C0。在55±2℃下存储7天，电池在室温下搁置5小时后，以1C放电至2.75V，放电容量记为 C1，计算容量保留率(％)＝C1/C0*100％。然后再以0.5C CC-CV充电至4.2V， 0.05C电流截止充满电，充电容量记为C2，再以1C放电至2.75V，放电容量记为C3，计算容量恢复率(％)＝C3/C2*100％。电池膨胀率(％)计算方法为将存储后的厚度减去存储前的厚度，用得到的厚度差除于电池存储前的厚度得到的百分数。
(5)低温放电测试：将实施例和对比例中化成老化分容完成后的电池(每个实施例和对比例均随机选取5支电池进行测试，结果取其平均值)以0.5C CC-CV充电至4.2V，恒压至0.05C电流截止充满电，充电容量记为C0。后放置在-20±1℃的低温柜中搁置8h后进行放电容量测试。放电倍率为0.5C，放电截止电压为2.5V，放电容量记为C1。则-20℃放电容量保留率(％)＝C1/C0*100％。
(6)倍率充电测试：将实施例和对比例中分容后的电池(每个实施例和对比例均随机选取5支电池进行测试，结果取其平均值)，在25±2℃的恒温箱中分别以不同的倍率0.33/0.5/1/1.5C CC-CV充电至4.2V，恒压至0.05C电流截止。以0.33C充电的容量定为Q0。充电保留率(％)＝对应的倍率QX/Q0*100％，得到不同倍率下的充电保留率。
(7)析锂分析：将实施例和对比例中分容后的电池(每个实施例和对比例均随机选取5支电池进行测试，结果取其平均值)，1.5C充放循环3次后的电池拆解，观察界面是否析锂。
本申请实施例1-27和对比例1-3提供的锂离子电池阻抗、循环性能和存储性能的测试结果如下表2所示，电池低温放电、倍率充电及析锂测试结果如下表3所示。
表2
Figure BDA0003084775910000251
表3
Figure BDA0003084775910000261
Figure BDA0003084775910000271
结合表2，对比实施例1-实施例4和对比例1可以看出，本申请提供的多取代不饱和烃基硫代氰脲酸酯(PITC)在合适的浓度范围内可以显著改善锂离子电池的循环及存储性能，其原因在于PITC可以在正负极形成稳定的有弹性的SEI膜，加上S原子对正极材料位点的毒化作用(通过络合降低镍离子的氧化活性)，可以保护活性电极界面，从而大大提高锂离子电池的充电和循环性能，但是对电池阻抗影响较小。其中，实施例1和对比例1提供的锂离子电池在-20℃的放电曲线图如图1所示。相比对比例1，本申请实施例1添加多取代不饱和烃基硫代氰脲酸酯(PITC)后，锂离子电池具有更好的循环性能。
对比实施例1，实施例28和实施例29，当添加剂PITC浓度较低(实施例 28)和较高(实施例29)时，PITC对锂离子电池性能的改善会变差一点，这可能归因于：低浓度PITC在电极表面成膜不够充分，而高浓度PITC可能造成成膜阻抗过大而影响电池的循环性能。
实施例5-实施例20在PITC的基础上，添加了其他常用的添加剂或添加剂组合，如FEC、DTD、VEC、LiPO2F2、PST、LiFSI、LiODFP、LiBOB按一定的比例进行一定的组合，通过协同作用成膜，如成膜组分相互补充，实现SEI 膜致密性和完整性的提高，从而实现电池更优的性能。
结合表3，对比实施例1-实施例4和对比例1可以看出，电解液中含有本申请实施例添加剂的锂离子电池，在低温放电性能、倍率充电性能以及抑制较大倍率充电析锂方面都有显著提升。
实施例21-实施例27说明，本发明实施例提供的电解液添加剂对其他镍含量的电池性能提升效果依然显著。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂的结构通式如下式1所示，
Figure FDA0003084775900000011
式1中，X、Y、Z中的至少一个含有不饱和基团。
2.如权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述不饱和基团包括烯基、炔基、氰基、叠氮基中的至少一种。
3.如权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所示式1中，X、Y、Z各自独立地选自
Figure FDA0003084775900000012
氢、卤素、氰基、氨基、苯基、硝基、烷氧基羰基、磺酰基、醚基、磷酸酯基、亚磷酸酯基中的一种或多种组合形成的基团，且X、Y、Z中至少一个选自
Figure FDA0003084775900000013
Figure FDA0003084775900000014
与
Figure FDA0003084775900000015
组合形成的基团，其中，R1、R2各自独立地选自氢、C1-10的烷基、卤素、氰基、氨基、苯基、硝基、烷氧基羰基、磺酰基、醚基、磷酸酯基、亚磷酸酯基中的一种或多种组合形成的基团；m、n为正整数，且m、n的取值满足：1≤m≤3，1≤n≤3。
4.如权利要求1至3任一项所述的电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂选自1,3-二烯丙基-5-(4-硝基丁-2-烯-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1-(4-氨基丁-2-烯-1-基)-3,5-二氟-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二烯丙基-5-(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁-2-烯-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二(丙-2-烯-1-基)-5-(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁-2-烯-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1-(4-氨基丁-2-炔-1-基)-3,5-二(丙-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二((E)-六-2-烯-5-炔-1-基)-5-((Z)-六-2-烯-5-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二((E)-六-2,5-二烯-1-基)-5-((Z)-六-2,5-二烯-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二烯丙基-5-肉桂基-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1-(3-苯基丙-2-1-1-基)-3,5-二(2--2-丙-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1-(3-(4-氟苯基)丙-2-炔-1-基)-3,5-二(丙-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基)丁-2-炔-1-基)-3,5-二(丙-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、1,3-二烯丙基-5-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基)丁-2-炔-1-基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三硫酮、(4-(3,5-二烯丙基-2,4,6-三硫-1,3,5-三嗪基-1-基)丁-2-炔-1-基)膦酸二甲酯、(E)-5-(3,5-二烯丙基-2,4,6-三硫代-1,3,5-三嗪基-1-基)戊-3-烯-1-基磷酸二甲酯、(E)-5-(3-烯丙基-5-(4-(烯丙基二甲基甲硅烷基)丁-2-炔-1-基)-2,4,6-三硫代-1,3,5-三嗪基-1-基)五元戊烯中的至少一种。
5.一种电解液，包括溶剂、电解质盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂包括第一添加剂，且所述第一添加剂为权利要求1至4任一项所述的电解液添加剂。
6.如权利要求5所述的电解液，其特征在于，以所述电解液的总质量为100％计，所述第一添加剂的质量百分含量为0.1～5％。
7.如权利要求5或6所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括第二添加剂，所述第二添加剂选自碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、1-丙烯-1,3-磺酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、双氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟草酸磷酸锂、双草酸硼酸锂、甲烷二磺酸亚甲酯、三炔丙基磷酸酯中的至少一种。
8.一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，其特征在于，所述电解液为权利要求5至7任一项所述的电解液。
9.如权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极的活性材料为高镍正极材料、高电压正极材料或高镍高电压正极材料。
10.如权利要求8或9所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极的活性材料为硅基负极材料。
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