CN114221032A - 一种锂离子电池电解液及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锂离子电池电解液及其制备方法和应用。所述电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯和双氟草酸硼酸锂。本发明通过调控添加剂的种类与添加量来提高电池的电化学性能，本发明所述电解液是一种同时满足高低温放电特性与循环寿命长的宽温12V锂离子电池电解液。

Description

一种锂离子电池电解液及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，涉及一种锂离子电池电解液及其制备方法和应用。
背景技术
伴随着全球新能源行业的蓬勃发展，碳达峰/碳中和的绿色低碳循环发展经济体系正在逐步形成。汽车启停电源主要使用铅酸电池，其能量密度偏低、循环寿命短，环境污染大，与绿色低碳的发展主题相悖，12V磷酸铁锂电池具有比能量高、循环寿命长、安全性能好、成本低廉、环境友好性等特点，更符合节能减排的时代需求，与此同时，12V磷酸铁锂电池直接取代铅酸电池，对电池的高低温输出特性、循环性能及安全性能的苛求尤为强烈。
影响锂离子电池高低温输出特性的主要因素有：低温下电解液黏度高，Li+传输速率缓慢，高温下电解液热稳定性差；低温下电解液与电极材料的相容性变差，电极界面阻抗增加，Li+的固液相扩散速率低。为了提高12V磷酸铁锂电池的高低温输出特性，已有技术人员从以下几个方面进行了优化：(1)正极：通过离子掺杂、表面包覆、减小粒径等措施对正极材料进行改性提升材料稳定性的同时可降低Li+反应的活化能，进而减小界面电荷转移电阻；(2)负极：通过SEI膜改性、材料复合、减小粒径等提高材料电导率，降低离子在负极中的固相扩散，减弱负极极化；(3)电解液：采用共溶剂、低熔点溶剂、添加剂策略调整溶剂结构改善液相传质和电荷转移动力学。(4)改善正极/电解液界面反应：通过在电解液中添加正极成膜添加剂，在正极表面覆盖一层表面膜，使得正极表面电位分布均匀，阻止电池在高温循环和存储过程中，电解液在正极表面氧化分解；(5)改善负极/电解液界面反应：通过加入大量负极成膜添加剂，在负极形成致密的SEI膜，来阻止电解液与负极活性成分的接触。
CN 111916826 A公开了一种电解液及其制备方法以及锂离子电池及其制备方法。电解液通过添加剂三(三甲基硅烷)磷酸酯、1,3-丙烯磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯，有效地改善了锂离子电池的高温存储和循环性能，同时提高了锂离子电池倍率性能。但是对于电池在低温下的循环性能并没有很好的体现。
CN106025359A公开了一种锂离子动力电池非水电解液，电解液由电解液添加剂和锂盐与电解液溶剂得到，通过添加了二氟磷酸锂、碳酸亚乙烯脂和特定环状添加剂改善电池的正极和负极的稳定性，有效的抑制过渡金属离子的溶出、溶剂的氧化分解得到循环性能好和高温储存性能好的电解液。但是所述使用的电解液生成的SEI膜的稳定性不好，锂离子的循环性能有待进一步提高。
CN 113036223A公开了一种超低温锂离子电池电解液，采用碳酸酯类、醚类、醋酸酯类的混合溶剂，降低低温下电解液的粘度，同时配合锂盐及其他添加剂，能够提高锂盐的解离程度，有效提高电解液的电导率，从而使得锂离子电池的各项性能在超低温的条件下表现优异。但是对于锂离子在高温下的各项性能的改善没有起到有益效果，需要进一步提升。
虽然相关技术人员做了很多工作，但仍存在以下问题：(1)难以平衡磷酸铁锂电池高低温性能，在满足高温放电的前提下，低温放电保持率差。(2)难以平衡磷酸铁锂的各项性能，满足高低温放电下，循环寿命短。因此，亟需克服现有技术的不足，开发一种同时满足高低温放电特性与循环寿命长的宽温带12V锂离子电池电解液至关重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池电解液及其制备方法和应用，所述电解液可以同时满足高低温放电特性以及循环寿命长的性能。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种锂离子电解液，所述电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯和双氟草酸硼酸锂。
本发明的宽温带12V锂离子电池电解液选用碳酸亚乙烯酯和双氟草酸硼酸锂与其他添加剂为添加剂，改善Li+的插层动力学，在电极表面构筑低阻抗界面SEI膜，有助于电荷在电极表面的快速交换反应，从而使得锂离子电池的各项性能在宽温带下表现优异。
作为本发明优选的技术方案，所述添加剂还包括添加剂A或添加剂B。
优选地，所述添加剂A为碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸锂。
作为本发明优选的技术方案，所述添加剂为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟磷酸锂和双氟草酸硼酸锂。
优选地，所述碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟磷酸锂和双氟草酸硼酸锂的质量比为1：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(1～2)：(0.5～1.5)，其中所述质量比可以是1:0.5:0.5:1:0.5、1:1.5:0.5:1:0.5、1:1.5:1.5:1:0.5、1:1.5:1.5:1:0.5、1:1.5:1.5:2:0.5、1:1.5:1.5:2:1.5、1:1:1:1:1或1:1:1:2:1等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明选用碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟磷酸锂和双氟草酸硼酸锂为添加剂，改善Li+的插层动力学，在电极表面构筑低阻抗界面SEI膜，有助于电荷在电极表面的快速交换反应，从而使得锂离子电池的各项性能在宽温带下表现优异。
作为本发明优选的技术方案，所述添加剂B为1,3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯和硫酸乙烯酯。
作为本发明优选的技术方案，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和双氟草酸硼酸。
优选地，所述碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和双氟草酸硼酸的质量比为(1.3～1.6)：(0.2～0.4)：(0.2～1)：(0.5～1.5)：(0.2～1)，其中所述质量比可以是1.3:0.2:0.2:0.5:0.2、1.3:0.2:1:0.5:0.2、1.3:0.2:0.2:0.5:1、1.4:0.4:0.2:0.5:0.2、1.5:0.4:1:1.5:1、1.5:0.2:0.5:1:0.5、1.5:0.2.2:0:0.5:1、1.5:0.4:0.5:1:1或1.6:0.4:1:1:0.2等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明通过优化后的电解液的溶剂和锂盐配比，提高了电解液的电导率，并通过添加碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和双氟草酸硼酸有效降低了SEI膜阻抗，保证了电池的高倍率性能。同时通过合理调控碳酸亚乙烯酯的含量，在确保电池高倍率的同时，而且极大的提升了电池在45℃下的高温循环性能，为12V锂离子电池的动力学性能和质保提供了有效的保障。
作为本发明优选的技术方案，按照质量分数计所述电解液包括14～20％锂盐、75～85％有机溶剂和1.0～5.0％添加剂。
其中所述锂盐的质量分数可以是14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％等，所述有机溶剂的质量分数可以是75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％或85％等，所述添加剂的质量分数可以是1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％或5.0％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯。
优选地，所述碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的质量比为1：(0～1.0)：(0.5～1.5)：(1.0～2.0)，其中所述质量比可以是1:0:0.5:1.0、1:0.5:0.5:1.0、1:1:0.5:1.0、1:0:1.5:2.0、1:0.5:1.5:2.0、1:1:1.5:2.0、1:0.5:1:1.0、1:0.5:1.5:2.0或1:0.5:1:1.5等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明选用碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯的混合溶剂降低碳酸酯类电解液的熔点和粘度，改善碳酸酯类电解液的低温性能。
作为本发明优选的技术方案，所述锂盐包括六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂。
优选地，所述六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂的质量比为1：(0.2～2.0)，其中所述质量比可以是1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.8、1:1、1:1.2、1:1.4、1:1.6、1:1.8或1:2等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述锂盐在所述电解液中的浓度为1～3mol/L，其中所述浓度可以是1mol/L、1.2mol/L、1.4mol/L、1.6mol/L、1.8mol/L、2mol/L、2.2mol/L、2.4mol/L、2.6mol/L、2.8mol/L或3mol/L等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，进一步优选为1.5～2mol/L。
本发明选用电化学稳定性好的六氟磷酸锂和热稳定性强的双氟磺酰亚胺锂为溶质，高浓度的锂盐提高了电解液的离子电导率。
本发明中在一定温度、湿度、氧气含量和水含量下将锂盐、有机溶剂和添加剂混合均匀得到所述电解液。本发明宽温带的12V锂离子电池电解液在配制的过程中控制环境温度20～25℃，湿度≤1％，氧气含量≤1ppm，水含量≤0.1ppm，以确保有机溶剂纯度，电化学稳定窗口，防止锂盐分解，导致电解液失效。
本发明中反应温度为20～25℃，其中所述温度可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃或25℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
反应湿度≤1％，其中所述湿度可以是0％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述氧气含量≤1ppm，其中所述氧气含量可以是0.1ppm、0.2ppm、0.3ppm、0.4ppm、0.5ppm、0.6ppm、0.7ppm、0.8ppm、0.9ppm或1ppm等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述水含量≤0.1ppm，其中所述水含量的值可以是0ppm、0.01ppm、0.02ppm、0.03ppm、0.04ppm、0.05ppm、0.06ppm、0.07ppm、0.08ppm、0.09ppm或0.1ppm等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明的目的之二在于提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如目的之一所述的锂离子电解液。
所述锂离子电池还包括正极极片、负极极片和隔膜。
优选地，所述正极极片的原料包括正极活性物质。
优选地，所述正极活性物质包括磷酸铁锂。
作为本发明优选的技术方案，所述负极极片的原料包括负极活性物质。
优选地，所述负极活性物质包括软碳、硬碳、人造石墨、天然石墨、硅、硅氧化合物、硅碳化合物或钛酸锂中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：软碳和硬碳的组合、硬碳和人造石墨的组合、人造石墨和天然石墨的组合、天然石墨和硅的组合、硅和硅氧化合物的组合、硅氧化合物和硅碳化合物的组合或硅碳化合物和钛酸锂的组合等。
作为本发明优选的技术方案，所述锂离子电池为宽温带12V锂离子电池。
所述锂离子电池的应用温度为-40～65℃，其中所述温度可以是-40℃、-35℃、-30℃、-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃或65℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明中的锂离子电池电解液具有较高的放电容量保持率，在-30℃下可以达到82％以上，在0℃可以达到96.5以上，在45℃可以达到100％以上。
附图说明
图1是本发明实施例2、实施例10和对比例1-3中-30℃/1C放电曲线图。
图2是本发明实施例2、实施例10和对比例1-3中45℃/1C放电曲线图。
图3是本发明实施例2、实施例10和对比例1-3中45℃&3C/3C循环曲线图。
图4是本发明实施例11和对比例4-6中室温DCIR测试图。
图5是本发明实施例11和对比例4-6中25℃/10C放电曲线图。
图6是本发明实施例11和对比例4-6中45℃&3C/3C循环曲线图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种锂离子电池电解液：
一种宽温带的12V锂离子电池电解液，锂电池电解液中六氟磷酸锂11.20％、双氟磺酰亚胺锂7.19％、碳酸乙烯酯20.15％、碳酸丙烯酯4.04％、碳酸二甲酯24.18％、碳酸甲乙酯32.24％、碳酸亚乙烯酯0.165％、碳酸乙烯亚乙酯0.165％、氟代碳酸乙烯酯0.165％、二氟磷酸锂0.34％和双氟草酸硼酸锂0.165％。
实施例2
本实施例提供一种锂离子电池电解液：
一种宽温带的12V锂离子电池电解液，锂电池电解液中六氟磷酸锂11.20％、双氟磺酰亚胺锂7.19％、碳酸乙烯酯19.65％、碳酸丙烯酯3.93％、碳酸二甲酯23.58％、碳酸甲乙酯31.45％、碳酸亚乙烯酯0.5％、碳酸乙烯亚乙酯0.5％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、二氟磷酸锂1.0％和双氟草酸硼酸锂0.5％。
实施例3
本实施例提供一种锂离子电池电解液：
一种宽温带的12V锂离子电池电解液，锂电池电解液中六氟磷酸锂12.26％、双氟磺酰亚胺锂6.13％、碳酸乙烯酯26.87％、碳酸二甲酯13.435％、碳酸甲乙酯40.304％、碳酸亚乙烯酯0.5％、碳酸乙烯亚乙酯0.25％、氟代碳酸乙烯酯0.75％、二氟磷酸锂1.0％和双氟草酸硼酸锂0.5％。
实施例4
本实施例提供一种锂离子电池电解液：
一种宽温带的12V锂离子电池电解液，锂电池电解液中六氟磷酸锂5％、双氟磺酰亚胺锂10％、碳酸乙烯酯20％、碳酸丙烯酯10％、碳酸二甲酯20％、碳酸甲乙酯30％、碳酸亚乙烯酯0.83％、碳酸乙烯亚乙酯1.25％、氟代碳酸乙烯酯1.25％、二氟磷酸锂0.83％、双氟草酸硼酸锂0.84％。
实施例5
本实施例提供一种锂离子电池电解液：
一种宽温带的12V锂离子电池电解液，锂电池电解液中六氟磷酸锂10％、双氟磺酰亚胺锂10％、碳酸乙烯酯15％、碳酸丙烯酯7.5％、碳酸二甲酯22.5％、碳酸甲乙酯30％、碳酸亚乙烯酯1％、碳酸乙烯亚乙酯1％、氟代碳酸乙烯酯1％、二氟磷酸锂1％和双氟草酸硼酸锂1％。
实施例6
本实施例除将六氟磷酸锂11.20％和双氟磺酰亚胺锂7.19％替换为18.39％六氟磷酸锂，其他条件均与实施例1相同。
实施例7
本实施例除将六氟磷酸锂11.20％和双氟磺酰亚胺锂7.19％替换为六氟磷酸锂14.79％和双氟磺酰亚胺锂3.6％外，其他条件均与实施例1相同。
实施例8
本实施例除将碳酸乙烯酯19.65％、碳酸丙烯酯3.93％、碳酸二甲酯23.58％和碳酸甲乙酯31.45％替换为碳酸乙烯脂78.61％外，其他条件均与实施例1相同。
实施例9
本实施例除将碳酸亚乙烯酯0.5％、碳酸乙烯亚乙酯0.5％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、二氟磷酸锂1.0％和双氟草酸硼酸锂0.5％替换为碳酸亚乙烯酯0.75％、碳酸乙烯亚乙酯0.225％、氟代碳酸乙烯酯0.225％、二氟磷酸锂1.575％和双氟草酸硼酸锂0.225％外，其他条件均与实施例1相同。
实施例10
本实施例除将碳酸亚乙烯酯0.165％、碳酸乙烯亚乙酯0.165％、氟代碳酸乙烯酯0.165％、二氟磷酸锂0.34％和双氟草酸硼酸锂0.165％替换为碳酸亚乙烯酯0.5％和双氟草酸硼酸锂0.5％外，其他条件均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供一种锂离子电池电解液：
一种宽温带的12V锂离子电池电解液，锂电池电解液中六氟磷酸锂12.32％、双氟磺酰亚胺锂6.16％，碳酸乙烯酯19.35％、碳酸丙烯酯3.93％、碳酸二甲酯23.49％、碳酸甲乙酯31.45％，碳酸亚乙烯酯1.5％、1,3-丙烷磺酸内酯0.3％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、硫酸乙烯酯0.5％、双氟草酸硼酸锂0.5％。
实施例12
本实施例除将碳酸亚乙烯酯1.5％、1,3-丙烷磺酸内酯0.3％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、硫酸乙烯酯0.5％、双氟草酸硼酸锂0.5％替换为碳酸亚乙烯酯1.3％、1,3-丙烷磺酸内酯0.2％、氟代碳酸乙烯酯0.3％、硫酸乙烯酯0.5％、双氟草酸硼酸锂1％外，其他条件均与实施例11相同。
实施例13
本实施例除将六氟磷酸锂12.32％和双氟磺酰亚胺锂6.16％替换为六氟磷酸锂3.6％和双氟磺酰亚胺锂14.88％外，其他条件均与实施例11相同。
实施例14
本实施例除将六氟磷酸锂12.32％、双氟磺酰亚胺锂6.16％替换为18.48％六氟磷酸锂外，其他条件均与实施例11相同。
实施例15
本实施例除将碳酸乙烯酯19.65％、碳酸丙烯酯3.93％、碳酸二甲酯23.58％和碳酸甲乙酯31.45％替换为碳酸乙烯酯19.65％和碳酸二甲酯58.96％，其他条件均与实施例11相同。
实施例16
本实施例除将碳酸亚乙烯酯1.5％、1,3-丙烷磺酸内酯0.3％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、硫酸乙烯酯0.5％、双氟草酸硼酸锂0.5％替换为碳酸亚乙烯酯0％、1,3-丙烷磺酸内酯1.8％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、硫酸乙烯酯0.5％、双氟草酸硼酸锂0.5％外，其他条件均与实施例11相同。
实施例17
本实施例除将碳酸亚乙烯酯1.5％、1,3-丙烷磺酸内酯0.3％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、硫酸乙烯酯0.5％、双氟草酸硼酸锂0.5％替换为碳酸亚乙烯酯1％、1,3-丙烷磺酸内酯0.5％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、硫酸乙烯酯0.4％、双氟草酸硼酸锂0.9％外，其他条件均与实施例11相同。
对比例1
本对比例除将碳酸亚乙烯酯0.165％、碳酸乙烯亚乙酯0.165％、氟代碳酸乙烯酯0.165％、二氟磷酸锂0.34％和双氟草酸硼酸锂0.165％替换为碳酸亚乙烯酯0.5％和氟代碳酸乙烯酯0.5％外，其他条件均与实施例1相同。
对比例2
本对比例除将碳酸亚乙烯酯0.165％、碳酸乙烯亚乙酯0.165％、氟代碳酸乙烯酯0.165％、二氟磷酸锂0.34％和双氟草酸硼酸锂0.165％替换为碳酸亚乙烯酯0.5％和二氟磷酸锂0.5％外，其他条件均与实施例1相同。
对比例3
本对比例除将碳酸亚乙烯酯0.165％、碳酸乙烯亚乙酯0.165％、氟代碳酸乙烯酯0.165％、二氟磷酸锂0.34％和双氟草酸硼酸锂0.165％替换为碳酸亚乙烯酯0.5％和碳酸乙烯亚乙酯0.5％外，其他条件均与实施例1相同。
对比例4
本对比例除将碳酸亚乙烯酯1.5％、1,3-丙烷磺酸内酯0.5％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、硫酸乙烯酯0.5％、双氟草酸硼酸锂0.3％替换为碳酸亚乙烯酯2％、1,3-丙烷磺酸内酯0.3％、氟代碳酸乙烯酯0.5％和硫酸乙烯酯0.5％。其他条件均与实施例11相同。
对比例5
本对比例除将碳酸亚乙烯酯1.5％、1,3-丙烷磺酸内酯0.5％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、硫酸乙烯酯0.5％、双氟草酸硼酸锂0.3％替换为1,3-丙烷磺酸内酯0.3％、氟代碳酸乙烯酯0.5％和硫酸乙烯酯2.5％。其他条件均与实施例11相同。
对比例6
本对比例除将碳酸亚乙烯酯1.5％、1,3-丙烷磺酸内酯0.5％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、硫酸乙烯酯0.5％、双氟草酸硼酸锂0.3％替换为1,3-丙烷磺酸内酯0.3％、氟代碳酸乙烯酯0.5％、硫酸乙烯酯0.5％和双氟草酸硼酸锂2％。其他条件均与实施例11相同。
将实施例1-17和对比例1-6中的锂离子电池电解液制备为锂离子电池，采用软包叠片工艺制作为软包锂离子电池。将磷酸铁锂正极片、石墨负极片与PE+OBS隔膜进行叠片、组装后烘烤至水分合格，注入实施例1-17与对比例1-6中电解液，经过热压化成、高温静置后封装，分容后常温静置得到成品电池，对上述磷酸铁锂电池进行不同温度放电测试与高温循环测试。
测试不同温度下的放电性能，将实施例1-10与对比例1-3在25℃下调节SOC至100％，将电池在不同温度下搁置不同时间后(-30/-10/0℃&2h，10/25/45&1h)，以1C进行放电，搁置30min后，结束测试。其中，实施例2、实施例10和对比例1-3中-30℃/1C放电曲线图如图1所示，实施例2、实施例10和对比例1-3中45℃/1C放电曲线图如图2所示，实施例2、实施例10和对比例1-3中45℃&3C/3C循环曲线图如图3所示。
将实施例11-17和对比例4-6所组装的电池进行DCIR测试低温倍率测试与高温循环测试。其中，室温DCIR测试：将实施例11与对比例4-6制备的成品电池在常温下以1C电流调整至50％SOC，搁置30分钟后，以1C恒流放电30秒钟，记录电池以1C电流放电前后的电压，并根据电压和电流计算电池的放电DCIR，测试结果见图4。
25℃峰值放电功率测试：将实施例11与对比例4-6制备的成品电池在常温下以进行容量标定，然后以1C电流调整至100％SOC，搁置30分钟后，以10C进行恒流放电，截止电压为2.5V，结束测试，记录电池的放电电压和时间，测试结果见图5。
45℃/3C充放电循环测试将实施例11与对比例4-6制备的成品电池在45℃下进行3C充放电循环测试，充放电电压范围为2.5V～3.65V，测试结果见图6。
对实施例1-17与对比例1-6进行不同温度下放电容量保持率的测试，上述实施例1-17与对比例1-6测试数据结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003415728090000131
Figure BDA0003415728090000141
通过上述结果可以看出，实施例1-5与对比例1-3相比，结合图1-3，电池在-30～45℃下，均有较高的放电容量保持率，明显优于对比例1-3。实施例1-5在低温-30℃下的放电容量保持率仍有82.15％，且放电平台均高于对比例1-3，具有较优的低温输出特性。实施例1-5在高温45℃下的放电容量保持率达到100.02％，且放电平台较对比例1-3更佳，具有良好的高温放电特性。实施例1在45℃&3C/3C循环1000周后，容量保持率仍有91.71％，远高于对比例1-3，具有极佳的高温高倍率循环性能。实施例1与实施例6-10相比，实施例1的各项性能高于实施例6-10，说明在锂盐、添加剂和有机溶剂的添加量在优选地范围内具有更加优异的性能，并且碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟磷酸锂和双氟草酸硼酸锂五种添加剂共同存在时，电池的性能最优。通过实施例11与对比例4-6对比，实施例11与对比例4和5的DCIR都相对较小，且实施例11相较于对比例4的DCIR只增大了1.35％，而对比例6增大了8.53％。实施例11的功率性能几乎和对比例4和5保持一致，而对比例6的放电平台和容量保持率明显更低。实施例11和对比例6的循环性能最好，实施例11在45℃高温下进行3C充放电循环1500周后，仍保持80％以上的容量保留率，而对比例4仅循环了530周。结合图4-6的测试结果，表明实施例11保证了在不降低电池倍率性能的的前提下，极大的提高了电池的高温循环性能。实施例11与实施例12-17相比，实施例11的性能优于实施例12-17，说明在锂盐、添加剂和有机溶剂的添加量在优选地范围内时，电池具有更加优异的性能，当碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、双氟草酸硼酸锂五种添加剂同时存在时，电池的性能最优。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电解液，其特征在于，所述电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯和双氟草酸硼酸锂。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括添加剂A或添加剂B；
优选地，所述添加剂A为碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸锂。
3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述添加剂为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟磷酸锂和双氟草酸硼酸锂；
优选地，所述碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟磷酸锂和双氟草酸硼酸锂的质量比为1：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(1～2)：(0.5～1.5)。
4.根据权利要求2或3所述的电解液，其特征在于，所述添加剂B为1,3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯和硫酸乙烯酯。
5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述添加剂为碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和双氟草酸硼酸；
优选地，所述碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和双氟草酸硼酸的质量比为(1.3～1.6)：(0.2～0.4)：(0.2～1)：(0.5～1.5)：(0.2～1)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电解液，其特征在于，按照质量分数计所述电解液包括14～20％锂盐、75～85％有机溶剂和1.0～5.0％添加剂；
优选地，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯；
优选地，所述碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的质量比为1：(0～1.0)：(0.5～1.5)：(1.0～2.0)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂；
优选地，所述六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂的质量比为1：(0.2～2.0)；
优选地，所述锂盐在所述电解液中的浓度为1～3mol/L，进一步优选为1.5～2mol/L。
8.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求1-5任一项所述的锂离子电解液；
所述锂离子电池还包括正极极片、负极极片和隔膜；
优选地，所述正极极片的原料包括正极活性物质；
优选地，所述正极活性物质包括磷酸铁锂。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极极片的原料包括负极活性物质；
优选地，所述负极活性物质包括软碳、硬碳、人造石墨、天然石墨、硅、硅氧化合物、硅碳化合物或钛酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
10.根据权利要求8或9所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池为宽温带12V锂离子电池；
所述锂离子电池的应用温度为-40～65℃。
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