CN114204120B - 一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液及其应用。该电解液包括六氟磷酸锂、有机溶剂、功能添加剂和负极成膜添加剂；其中，所述的功能添加剂为间三氟甲氧基肉桂酸甲酯、对三氟甲氧基肉桂酸和羟基乙叉二膦酸中的至少一种；所述的负极成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯中的至少一种。本发明通过功能添加剂和负极成膜添加剂起到协同作用，在锂离子电池的硅碳负极表面形成紧实且导锂性好、熔点高、弹性高的SEI层，在正极表面均形成一层薄而致密的CEI膜，同时又抑制了由PF5产生的电解液的副分解反应，增加电解液的稳定性，可以使锂离子电池的循环性能得到显著提升。
Description
技术领域
本发明属于电池材料技术领域，特别涉及一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液及其应用。
背景技术
锂电池目前广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑、智能穿戴设备等便携式电化学储能市场。然而，市场主要使用的是以石墨为主的负极材料的锂电池。而随着市场对锂电池的能量密度，安全性，可靠性，快速充电和循环稳定性的要求不断提高，石墨(理论比容量为372mAh g-1)不能满足市场需求。为了实现高能量转换效率和能量密度，高性能电化学储能技术已成为研究的热点。中国高度重视二次电池材料和关键技术的发展，并将其纳入2006～2021年中长期科学和技术发展规划纲要。
在负极材料中，目前最有可能取代石墨作为锂电池负极材料的硅，其具有以下三点原因：(1)硅的理论储锂比容量为4200mAhg-1，在所有能够合金化且可以储锂的元素中，硅的比容量是最高的；(2)硅的电压平台略高于石墨(约为0.4V)，在低温充电或快速充电(嵌锂)时引起表面析锂的可能性小，安全性能要好于石墨；(3)硅的储备非常充足，其约占地壳总重量的25.7％，而且使用硅作为电池负极材料的成本低，对环境比较友好且无毒。
用硅碳用作负电极材料时，也会存在一些缺陷。硅在颗粒在嵌锂时，会导致巨大的体积效应，多次充放电之后会引起电极材料的破裂。随后，引起强机械应力，电极活性材料和集电器之间的接触损失，并且活性的硅也发生粉化，从而导致电极的容量的快速衰减。
当硅被电化学储存用于锂时，产生固体电解质界面膜，即SEI膜。在脱锂时，硅颗粒变小导致SEI膜破裂，从而使新的硅表面暴露并且与电解液接触。在随后的多个循环期间，在新暴露的硅表面上产生新的SEI膜。这些SEI薄膜是电子绝缘体(用于锂离子的导体)，其对循环性能具有很大影响并且可以导致材料的阻抗升高。从而降低电极材料的电化学活性。
因此，在电解液中引入合适的添加剂是提高电极表面和整体稳定性的一种简便方法，使形成的SEI膜能适应电极的急剧劣化，在充放电过程中不易破碎，从而提高了电池的循环性能。电解液添加剂具有用量小且对锂离子电池的性能有着显著影响的特点，在既不增加经济成本、又不改变电池生产工艺的前提下可以明显改善材料的性能。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有商业化电解液缺点与不足，解决硅碳负极体积膨胀、SEI膜破裂导致电池容量衰减过快、循环寿命较差的技术问题，提供一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
本发明的另一目的在于提供所述适配锂离子电池硅碳负极的电解液的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述适配锂离子电池硅碳负极的电解液的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液，包括六氟磷酸锂(LiPF6)、有机溶剂、功能添加剂和负极成膜添加剂。
优选地，所述的功能添加剂为间三氟甲氧基肉桂酸甲酯(MTFCA)、对三氟甲氧基肉桂酸(TFCA)和羟基乙叉二膦酸(HEDP)中的至少一种。
优选地，所述的间三氟甲氧基肉桂酸甲酯可购自上海毕得医药科技有限公司。
优选地，所述的间三氟甲氧基肉桂酸甲酯的结构式如式(I)所示：
优选地，所述的间三氟甲氧基肉桂酸甲酯的用量为占电解液总质量的0.05％～1.0％。
优选地，所述的对三氟甲氧基肉桂酸可购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
优选地，所述的对三氟甲氧基肉桂酸的结构式如式(II)所示：
优选地，所述的对三氟甲氧基肉桂酸的用量为占电解液总质量的0.05％～1.0％。
所述的MTFCA和TFCA均可以增加电解液的稳定性、提升电池的循环性能(MTFCA价格相对较高些)，但TFCA会影响电池的首次效率，因此，功能添加剂优选为间三氟甲氧基肉桂酸甲酯。
更优选地，所述的功能添加剂由间三氟甲氧基肉桂酸甲酯和羟基乙叉二膦酸组成。
优选地，所述的羟基乙叉二膦酸的结构式如式(III)所示：
优选地，所述的羟基乙叉二膦酸的用量为占电解液总质量的0.5％～3％。
优选地，所述的负极成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯(FEC)和碳酸亚乙烯酯(VC)中的至少一种。
优选地，所述的负极成膜添加剂的用量为占电解液总质量的1％～5％。
所述的六氟磷酸锂作为锂盐可按实际所需的浓度配制，只要能满足电池的使用需要即可。
优选地，所述的六氟磷酸锂的浓度范围为1.0mol/L～1.2mol/L。
更优选地，所述的六氟磷酸锂的浓度范围为1.0mol/L。
所述的有机溶剂，可以根据需要进行选择，只要能满足电池的使用需要即可。
优选地，所述的有机溶剂为碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸乙烯酯(EC)中的一种或几种，选择这几种物质作为有机溶剂，均可以使锂离子电池的循环性能得到明显提升。
进一步地，所述的有机溶剂由碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸乙烯酯组成，有机溶剂中各物质的比例可以根据需要进行选择。
再进一步地，所述的有机溶剂由碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸乙烯酯按质量比(1～3):(1～5):(1～2)混合得到。
更进一步地，所述的有机溶剂由碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸乙烯酯按质量比1:1:1或2:5:3混合得到。
所述的适配锂离子电池硅碳负极的电解液的制备方法，为将六氟磷酸锂、功能添加剂和负极成膜添加剂加入到有机溶剂中，搅拌混合均匀，得到所述的电解液。
所述的适配锂离子电池硅碳负极的电解液在制备锂离子电池中的应用。
所述的锂离子电池为硅碳锂离子电池，即以硅碳为负极的锂离子全电池。
一种硅碳锂离子电池，包括正极材料、硅碳负极材料和上述适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
优选地，所述的正极材料为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2。
优选地，所述的硅碳负极材料为Si/C-650。
本发明中的锂离子电池在充放电过程中，一方面，功能添加剂间三氟甲氧基肉桂酸甲酯参与SEI膜的构建，通过诱导负极成膜添加剂快速还原聚合，可在硅碳负极表面形成紧实且导锂性好、熔点高、弹性高的SEI层，能够抑制碳酸酯溶剂的分解，承受电池在反复充放电过程中硅产生的体积膨胀减少电池产气，使得电池具有较好的循环稳定性，并且在高温下具有良好的容量恢复率和保持率；另一方面，功能添加剂间三氟甲氧基肉桂酸甲酯在电解液中可以作为路易斯碱具有与PF5良好的络合作用，从而将具有活性的PF5与三氟甲氧基肉桂酸锂反应，除去了电解液中LiPF6的微量分解产生的PF5，及时抑制了PF5对电解液的催化破坏作用，有效减少LiPF6相关副反应发生，从而阻止了电解质的分解，提升了含LiPF6电解液的稳定性，也减少了在SEI和CEI膜处副反应的发生，提高电池的循环寿命和热稳定性。
本发明中的锂离子电池电解液中，还添加了功能添加剂羟基乙叉二膦酸，其可以在硅碳负极表面先于溶剂形成SEI膜，从而能有效防止溶剂分子的共嵌入，有利于锂离子电池在长期的充放电循环期间抑制电极表面的副反应，因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命；羟基乙叉二膦酸同时也在正极表面形成一层薄而致密的CEI膜，有效抑制电解液氧化，稳定电极界面阻抗，提高电池的循环稳定性。
本发明中的锂离子电池电解液中，同时添加了功能添加剂间三氟甲氧基肉桂酸甲酯和负极成膜添加剂(碳酸亚乙烯酯或氟代碳酸乙烯酯)，由于间三氟甲氧基肉桂酸甲酯对于副反应中产生的微量的PF5及时络合，防止进一步副反应的发生；同时，由于间三氟甲氧基肉桂酸甲酯参与SEI膜的构建，可以促进碳酸亚乙烯酯或氟代碳酸乙烯酯在硅碳负极形成紧实且导锂性好、熔点高、弹性高的SEI层，在两者的协同作用下，使电池的循环性能得到显著提升。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明提供了一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液，其通过功能添加剂(间三氟甲氧基肉桂酸甲酯、羟基乙叉二膦酸)和负极成膜添加剂(碳酸亚乙烯酯或氟代碳酸乙烯酯)，起到协同作用，在锂离子电池的硅碳负极表面形成紧实且导锂性好、熔点高、弹性高的SEI层，在正极表面均形成一层薄而致密的CEI膜，同时又抑制了由PF5产生的电解液的副分解反应，增加电解液的稳定性，因此，本发明提供的电池电解液可以使电池的循环性能得到显著提升。
附图说明
图1是实施例3、实施例12和对比例1～4在常温25℃下的循环测试结果图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明，但本发明的实施方式不限于此。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本发明所用试剂和原材料均可通过市售获得。
以下实施例中，间三氟甲氧基肉桂酸甲酯简称MTFCA，羟基乙叉二膦酸简称HEDP，碳酸亚乙烯酯简称VC，氟代碳酸乙烯酯简称FEC，碳酸二乙酯简称DEC、碳酸甲乙酯简称EMC、碳酸乙烯酯简称EC，均可以通过常规市售购买得到。
实施例1
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量3.0％的FEC、0.3％的MTFCA，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例2
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量3.0％的FEC、0.3％的MTFCA以及0.5％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例3
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量3.0％的FEC、0.3％的MTFCA以及3.0％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例4
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量3.0％的FEC、0.3％的MTFCA以及1.0％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例5
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量3.0％的FEC、0.05％的MTFCA以及1.0％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例6
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量3.0％的FEC、1.0％的MTFCA以及1.0％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例7
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量1.0％的FEC以及0.05％的MTFCA，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例8
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量1.0％的FEC、0.3％的MTFCA以及1.0％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例9
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量5.0％的FEC、0.3％的MTFCA以及1.0％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例10
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量1.0％的VC、0.3％的MTFCA以及1.0％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例11
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量2.0％的VC、0.3％的MTFCA以及1.0％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例12
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量5.0％的VC、0.3％的MTFCA以及1.0％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例13
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量1.0％的VC以及0.05％的MTFCA，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例14
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量5.0％的FEC、1.0％的MTFCA以及0.05％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
实施例15
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量5.0％的VC、1.0％的MTFCA以及3.0％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
对比例1
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到锂离子电池电解液。
对比例2
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量3.0％的FEC，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到锂离子电池电解液。
对比例3
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量2.0％的VC，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到锂离子电池电解液。
对比例4
在充满氩气的手套箱(水分＜1ppm，氧分＜1ppm)中，将DEC、EMC、EC以2:5:3质量比混合均匀，在混合溶液中加入基于电解液总质量0.3％的MTFCA和1.0％的HEDP，然后向混合溶剂中缓慢加入基于电解液总质量14％的LiPF6，搅拌至其完全溶解，得到锂离子电池电解液。
效果实施例
为了更清晰地对各实施例及对比例进行说明，将以上各实施例配制适配硅碳负极材料的锂离子电池电解液的配方及各对比例配制电解液的配方列在表1中，并分别将其制成锂离子电池后进行性能测试：
(一)制作硅碳锂离子电池
(1)正极制作：将正极活性材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(购自中国科晶公司)、乙炔黑(购自中国科晶公司)和聚偏氟乙烯按照质量比95：2：3混合均匀，然后分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中，得到正极浆料；将正极浆料均匀涂布在铝箔的两面，经过辊压、分切、模切后制成厚度为0.128mm,长宽7.0×5.8厘米，面密度为393.5g/m2的正极片，最后经过120℃烘烤和真空干燥12h后待用。
(2)负极制作：将硅碳负极材料Si/C-650(购自中国有色桂林矿产研究院)、乙炔黑、丁苯橡胶和羧甲基纤维素(购自中国科晶公司)按照质量比95：1：2：2混合均匀，然后分散在去离子水中，得到负极浆料；将负极浆料均分涂布在铜箔的两面，经过辊压、裁片后制成厚度为0.115mm,长宽7.2×6.0厘米，面密度为108.5g/m2的负极片，最后经过120℃烘烤和真空干燥12h后待用。
(3)锂离子电池制作：将制作好的正极极片和负极极片经叠片、点焊、入壳、烘烤后即可得到软包电池的电芯。用实施例1-15和对比例1-3制备的锂离子电池电解液，分别注入上述制备的同一批的不同软包电芯中，注液后经封装、搁置、化成、老化、抽气封装、分容等工序，得到硅碳锂离子电池。
(二)性能测试
以上制备的硅碳锂离子电池分别进行下列性能测试，具体如下：
(1)常温循环性能测试：在25℃下，将分容后的电池用0.5C恒流恒压充至4.2V，截止电流为0.05C，然后用0.5C恒流放电至3.0V。充、放电900次循环后计算第900次循环容量的保持率。计算公式如下：
第900次循环容量保持率(％)＝(第900次循环放电容量/第1次循环放电容量)×100％。
(2)高温储存性能：将分容后的电池在25℃下以0.5C恒流恒压充至4.2V，截止电流为0.05C，然后用0.5C恒流放电至3.0V，记录放电容量，以此放电容量为电池储存前的初始容量；然后将该电池恒流恒压充电至4.2V，截止电流为0.05C，即满电态，测量电池厚度作为初始厚度；之后将电池放到60℃烘箱中储存7天，储存结束后将电池取出冷却至25℃测其厚度作为最终厚度；接下来再以0.5C放电至3.0V测量电池的放电容量即为电池的保持容量，在25℃下，以0.5C循环充放电1次(4.2-3.0V)，记录放电容量即为恢复容量。计算公式如下：
电池厚度膨胀率(％)＝(最终厚度-初始厚度)/初始厚度×100％；
电池容量保持率(％)＝保持容量/初始容量×100％；
电池容量恢复率(％)＝恢复容量/初始容量×100％。
(3)高温循环性能测试：在60℃下，将分容后的电池用0.5C恒流恒压充至4.2V，截止电流为0.05C，然后用0.5C恒流放电至3.0V。按以上充放电制度进行500次循环后计算第500次循环容量的保持率。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％。
各实施例和对比例的各项性能测试的结果如表2所示。
表1各实施例与各对比例的电解液组成物质及质量百分比
表2各实施例和各对比例对应的锂离子电池性能测试结果
由以上结果可以看出，功能添加剂MTFCA添加剂提升了电池在常温和高温性能。一方面，功能添加剂对MTFCA参与SEI膜的构建，通过诱导负极成膜添加剂FEC或VC可以快速还原聚合在硅碳负极表面形成稳定、致密、富含LiF的SEI膜，LiF可有效缓解氧化硅颗粒在循环过程中的体积变化，减少氧化硅颗粒破裂、粉碎；形成的SEI膜能阻止小分子化合物向内层扩散、迁移，从而减少电解液组分的水解与电化学还原副反应，承受电池在反复充放电过程中硅产生的体积膨胀减少电池产气，使得电池具有较好的循环稳定性，并且在高温下具有良好的容量恢复率和保持率；同时，MTFCA通过络合作用提高LiPF6的稳定性，减少LiPF6分解产生的HF，保护正极材料和铝箔集流体在循环过程中被HF腐蚀，有效避免HF与硅碳负极反应产气导致电池体积膨胀，内阻增加。另一方面是因为MTFCA中的氟自由基可以较好的捕获电解质的氢自由基，降低电解液热聚合时放出的热量，进而提高电池的热稳定性；
HEDP添加剂的添加进一步改善了电池的常温和高温循环性能。这可能是由于HEDP可以大约在1.43V vs.Li/Li+电位下在硅碳表面形成SEI膜，同时也可以在正极形成CEI膜，抑制了电解液与电极之间的副反应，减弱活性锂的损失，稳定电极/电解液界面阻抗，从而提高电池的循环寿命。
由对比例1、对比例2、对比例3和对比例4中电解液中使用的组份和所制备的锂离子电池的电性能测试结果可以看出，本发明电解液中添加了功能添加剂MTFCA和HEDP的电解液制作的锂离子电池的厚度膨胀率、容量保持率、容量恢复率和60℃循环500次容量保持率就比不加本发明的功能添加剂的电解液制作的锂离子电池性能好得多；由实施例3、实施例12和对比例4中电解液中使用的组份和所制备的锂离子电池的电性能测试结果可以看出，本发明的电解液中同时加入功能添加剂和负极成膜添加剂，对所制备的锂离子电池的电性能有明显提高，比单独添加功能添加剂的要好得多，说明本发明中的功能添加剂MTFCA与负极成膜添加剂FEC或VC具有协同作用(图1)。本发明通过功能添加剂和负极成膜添加剂的协同作用，可以使电解液在电极表面形成良好的界面膜，并且延缓了HF对硅碳负极的损坏，不仅增强了硅碳负极锂离子电池的常温和高温循环稳定性，还有效地抑制了高温储存时电池产气，显著改善了电池的高温存储性能，使其厚度膨胀率降低、容量保持率和恢复率得到提高。
在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。以上所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合，并且，对于本技术领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (6)
1.一种适配锂离子电池硅碳负极的电解液，其特征在于：包括六氟磷酸锂、有机溶剂、功能添加剂和负极成膜添加剂；
所述的负极成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯中的至少一种；
所述的功能添加剂由间三氟甲氧基肉桂酸甲酯和羟基乙叉二膦酸组成；
所述的间三氟甲氧基肉桂酸甲酯的用量为占电解液总质量的0.3％～1.0％；
所述的羟基乙叉二膦酸的用量为占电解液总质量的0.5％～3％；
所述的负极成膜添加剂的用量为占电解液总质量的1％～5％；
所述的有机溶剂由碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸乙烯酯按质量比2:5:3混合得到。
2.根据权利要求1所述的适配锂离子电池硅碳负极的电解液，其特征在于：
所述的六氟磷酸锂的浓度范围为1.0 mol/L~1.2 mol/L。
3.权利要求1～2任一项所述的适配锂离子电池硅碳负极的电解液的制备方法，其特征在于：将六氟磷酸锂、功能添加剂和负极成膜添加剂加入到有机溶剂中，搅拌混合均匀，得到所述的电解液。
4.权利要求1～2任一项所述的适配锂离子电池硅碳负极的电解液在制备锂离子电池中的应用。
5.一种硅碳锂离子电池，其特征在于：包括正极材料、硅碳负极材料和权利要求1～2任一项所述的适配锂离子电池硅碳负极的电解液。
6.根据权利要求5所述的硅碳锂离子电池，其特征在于：
所述的正极材料为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2；
所述的硅碳负极材料为Si/C-650。
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2021
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