CN115911544A - 一种非水电解液及锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非水电解液及锂电池，主要解决了非水电解液在高温易分解、高温循环性能差以及倍率性能差的问题。本发明通过添加剂A和添加剂B联合使用产生的协同效应较好地解决了该问题，本申请中的非水电解液及采用此非水电解液的锂电池具有优异的高温性能、循环性能、倍率性能。

Description

一种非水电解液及锂电池
技术领域
本发明涉及一种非水电解液及锂电池。
背景技术
随着手机、平板电脑、智能穿戴以及ETC等新兴消费领域的出现，锂离子电池凭其高能量密度和长循环寿命显现了极大优势。锂离子电池应用的广泛性要求锂离子电池能够适应不同的使用环境，且需要在不同苛刻环境下均能保持良好的性能，更大温度以及更高倍率使用范围成为了锂离子电池发展的重要课题。
电解液作为锂离子电池的血液对锂离子电池的性能影响非常大，为了提高锂离子电池的循环性能，通常会在电解液中加入成膜添加剂，例如在电解液中加入碳酸亚乙烯酯能够在电池化成时在电池电极表面形成一层较好的膜阻止反应的进一步进行，从而提升电池的循环性能，然而加入碳酸亚乙烯酯形成的膜在高温下容易被分解，导致电池在高温下无法发挥作用。而为了提高电池的高温性能，会在电解液中加入双草酸硼酸锂等添加剂，双草酸硼酸锂能够在高温下形成较好的膜，但是由于成膜的厚度较大并且膜的电导率比较低会导致电池的内阻过大，从而影响电池容量以及其他性能。
基于此，如何使锂离子兼顾高温、循环以及倍率性能成为研究的重点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高温、循环及倍率性能均佳的非水电解液。
本发明还提供了一种高温、循环以及倍率性能均佳的锂电池。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明一方面提供一种非水电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂A的化学结构式如式(1)所示，所述式(1)为
Figure BDA0003212602850000011
其中，所述X、所述Y、所述Z分别独立地选自O、S、N、P、
Figure BDA0003212602850000012
中的任一种，所述n为正整数，所述R3选自氢、卤素、烷基、氰基、卤代烷基、卤代烷氧基中的任一种，所述R1选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、氰基、硅氧烷基、烷氧基以及卤代烷氧基中的任一种，所述R2选自烯基、卤代烯基、烯氧基、卤代烯氧基、苯代烯氧基、亚烯基、卤代亚烯基、亚烯氧基、卤代亚烯氧基、炔基、卤代炔基、炔氧基、卤代炔氧基、氰基中的任一种；
所述添加剂B包括第一添加剂B、第二添加剂B以及第三添加剂B中的一种或多种，
所述第一添加剂B的化学结构式如式(2)所示，所述式(2)为
Figure BDA0003212602850000021
其中，所述m、所述p分别独立地选自0、1、2中的任一种，所述A、所述B、所述D分别独立地选自O、S、N、P中的一种或多种构成的基团或者烷基；
所述第二添加剂B的化学结构式如式(3)所示，所述式(3)为
Figure BDA0003212602850000022
其中，所述a、所述b、所述c、所述d、所述e分别独立地选自0、1、2，所述E、所述G、所述L、所述J分别独立地选自O、S、N、P中的一种或多种构成的基团或者烷基；
所述第三添加剂B的化学结构式如式(4)所示，所述式(4)为
Figure BDA0003212602850000023
其中，所述R4、所述R5分别独立地选自氢、烷基、卤素、烷氧基中的任一种，所述x选自0、1、2中的任一种。
本发明中的卤素或者卤代时使用的卤为氟、氯、溴、碘中的一种或多种，优选为氟。
优选地，所述式(1)中的所述X、所述Y、所述Z分别独立地选自N或者
Figure BDA0003212602850000024
所述n选自1、2、3、4中的任一种，所述R3为氢或者碳原子数为1～5的烷基。
进一步优选地，所述式(1)中的所述X、所述Y为
Figure BDA0003212602850000031
所述Z选自N或者
Figure BDA0003212602850000032
所述n选自1或2，所述R3为氢或者碳原子数为1～3的烷基。
优选地，所述式(1)中的所述R1为氢或者碳原子数为1～5的烷基。
进一步优选地，所述式(1)中的所述R1为氢或者碳原子数为1～3的烷基。
优选地，所述式(1)中的所述R2选自碳原子数为1～5的亚烯氧基、碳原子数为1～5的烯氧基、碳原子数为8～12苯代烯氧基、碳原子数为1～5的炔基、碳原子数为1～5的炔氧基中的任一种。
根据一些优选的实施方式，所述添加剂A包括1H-咪唑-1-羧酸-2-丙烯酯、3,5-二甲基吡唑-1-羧酸烯丙基酯、3-苯基丙-2-烯-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯、烯丙基2,3-二氢-1H-吡咯-1-羧酸酯、烯丙基1H-吡咯-1-羧酸酯、2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯、1-咪唑-1-基戊-4-合1-酮中的一种或多种。
进一步优选地，所述添加剂A包括1H-咪唑-1-羧酸-2-丙烯酯、3,5-二甲基吡唑-1-羧酸烯丙基酯、3-苯基丙-2-烯-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯、烯丙基2,3-二氢-1H-吡咯-1-羧酸酯、烯丙基1H-吡咯-1-羧酸酯、2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯中的一种或多种。
优选地，所述添加剂A占所述非水电解液总质量的0.01～2％，进一步为0.1～1.5％，更进一步为0.5～1％。
优选地，所述式(2)中的所述A、所述B、所述D分别独立地选自O或者碳原子数为1～3的烷基。
优选地，所述式(3)中的所述E、所述G、所述L、所述J分别独立地选自O或者碳原子数为1～3的烷基。
优选地，所述式(4)中的所述R4、所述R5分别独立地选自氢或者碳原子数为1～5的烷基。
根据一些优选的实施方式，所述添加剂B包括硫酸丙烯酯、硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸乙烯酯、4-乙基硫酸乙烯酯、4-丙基硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、季戊四醇硫酸酯中的一种或多种。
进一步优选地，所述添加剂B包括硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、季戊四醇硫酸酯中的一种或多种。
优选地，所述添加剂B占所述非水电解液总质量的0.01～5％，进一步为0.1～3％，再进一步为0.5～2％，更进一步为1～1.5％。
根据一些具体的实施方式，所述添加剂还包括丁二腈和/或氟代碳酸乙烯酯。
进一步优选地，所述丁二腈占所述非水电解液总质量的1～3％，更进一步为1.5～2.5％。
进一步优选地，所述氟代碳酸乙烯酯占所述非水电解液总质量的3～5％，更进一步为3.5～4.5％。
优选地，所述有机溶剂为环状酯和/或链状酯，所述环状酯为γ-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或几种；所述链状酯为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、氟代丙酸甲酯、氟代丙酸乙酯、氟代乙酸乙酯中的一种或几种。
进一步优选地，所述有机溶剂为环状酯和链状酯的混合，其中，所述环状酯与所述链状酯以体积比为1：(1～2.5)进行混合。
更进一步优选地，所述环状酯与所述链状酯以体积比为1：(1.5～2)进行混合。
优选地，所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、无水高氯酸锂、二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂、二氟二草酸磷酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、二氟二草酸磷酸锂、二草酸硼酸锂、单草酸双氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的一种或者几种。
优选地，所述锂盐的浓度为0.6～1.5mol/L，进一步为0.8～1.3mol/L，更进一步为1～1.2mol/L。
本发明的另一方面提供一种锂电池，包括正极、负极和电解液，其中，所述电解液为上述的非水电解液。
优选地，所述正极为钴酸锂正极材料。
进一步优选地，所述负极为石墨材料。
优选地，所述锂电池为4.35V以上的高压锂电池。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明通过在非水电解液中添加添加剂A和添加剂B，解决了非水电解液在高温易分解、高温循环性能差以及倍率性能差的问题，本申请中的非水电解液及采用此非水电解液的锂电池具有优异的高温性能、循环性能、倍率性能。
具体实施方式
锂电池具有快速响应、双向调节、高能量、长寿命、配置灵活等优点被广泛应用，随着应用的广泛性也对锂电池的性能提出了更高要求，不仅需要锂电池能够在更大的温度范围内使用，还要求锂电池能够具有良好的循环性能和倍率性能。基于此，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。
本发明的实施例提供了一种非水电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂。
(1)添加剂
所述添加剂包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂A的化学结构式如式(1)所示，所述式(1)为
Figure BDA0003212602850000051
其中，所述X、所述Y、所述Z分别独立地选自O、S、N、P、
Figure BDA0003212602850000052
中的任一种，所述n为正整数，所述R3选自氢、卤素、烷基、氰基、卤代烷基、卤代烷氧基中的任一种，所述R1选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、氰基、硅氧烷基、烷氧基以及卤代烷氧基中的任一种，所述R2选自烯基、卤代烯基、烯氧基、卤代烯氧基、苯代烯氧基、亚烯基、卤代亚烯基、亚烯氧基、卤代亚烯氧基、炔基、卤代炔基、炔氧基、卤代炔氧基、氰基中的任一种；
所述添加剂B包括第一添加剂B、第二添加剂B以及第三添加剂B中的一种或多种，
所述第一添加剂B的化学结构式如式(2)所示，所述式(2)为
Figure BDA0003212602850000053
其中，所述m、所述p分别独立地选自0、1、2中的任一种，所述A、所述B、所述D分别独立地选自O、S、N、P中的一种或多种构成的基团或者烷基；
所述第二添加剂B的化学结构式如式(3)所示，所述式(3)为
Figure BDA0003212602850000054
其中，所述a、所述b、所述c、所述d、所述e分别独立地选自0、1、2，所述E、所述G、所述L、所述J分别独立地选自O、S、N、P中的一种或多种构成的基团或者烷基；
所述第三添加剂B的化学结构式如式(4)所示，所述式(4)为
Figure BDA0003212602850000061
其中，所述R4、所述R5分别独立地选自氢、烷基、卤素、烷氧基中的任一种，所述x选自0、1、2中的任一种。
本发明通过向非水电解液中添加添加剂A和添加剂B，通过添加剂A和添加剂B之间的协同作用在高温下降低非水电解液分解的同时增加了锂电池的高温循环性能，并且使锂电池的直流阻抗能够基本维持不变。
进一步地，所述式(1)中的所述X、所述Y、所述Z分别独立地选自N或者
Figure BDA0003212602850000062
所述n选自1、2、3、4中的任一种，所述R3为氢或者碳原子数为1～5的烷基。
更进一步地，所述式(1)中的所述X、所述Y为
Figure BDA0003212602850000063
所述Z选自N或者
Figure BDA0003212602850000064
所述n选自1或2，所述R3为氢或者碳原子数为1～3的烷基。
进一步地，所述式(1)中的所述R1为氢或者碳原子数为1～5的烷基。
更进一步地，所述式(1)中的所述R1为氢或者碳原子数为1～3的烷基。
进一步地，所述式(1)中的所述R2选自碳原子数为1～5的亚烯氧基、碳原子数为1～5的烯氧基、碳原子数为8～12苯代烯氧基、碳原子数为1～5的炔基、碳原子数为1～5的炔氧基中的任一种。
具体地，所述添加剂A包括1H-咪唑-1-羧酸-2-丙烯酯、3,5-二甲基吡唑-1-羧酸烯丙基酯、3-苯基丙-2-烯-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯、烯丙基2,3-二氢-1H-吡咯-1-羧酸酯、烯丙基1H-吡咯-1-羧酸酯、2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯、1-咪唑-1-基戊-4-合1-酮中的一种或多种。
进一步地，所述添加剂A包括1H-咪唑-1-羧酸-2-丙烯酯、3,5-二甲基吡唑-1-羧酸烯丙基酯、3-苯基丙-2-烯-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯、烯丙基2,3-二氢-1H-吡咯-1-羧酸酯、烯丙基1H-吡咯-1-羧酸酯、2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述添加剂A占所述非水电解液总质量的0.01～2％，进一步为0.1～1.5％，更进一步为0.5～1％。本发明中的添加剂A在添加量少、效果佳。
进一步地，所述式(2)中的所述A、所述B、所述D分别独立地选自O或者碳原子数为1～3的烷基。
进一步地，所述式(3)中的所述E、所述G、所述L、所述J分别独立地选自O或者碳原子数为1～3的烷基。
进一步地，所述式(4)中的所述R4、所述R5分别独立地选自氢或者碳原子数为1～5的烷基。
具体地，所述添加剂B包括硫酸丙烯酯、硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸乙烯酯、4-乙基硫酸乙烯酯、4-丙基硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、季戊四醇硫酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述添加剂B包括硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、季戊四醇硫酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述添加剂B占所述非水电解液总质量的0.01～5％，进一步为0.1～3％，再进一步为0.5～2％，更进一步为1～1.5％。
在本发明的一些实施例中所述添加剂还包括丁二腈和/或氟代碳酸乙烯酯。
在一些具体的实施方式中，所述丁二腈占所述非水电解液总质量2％。
在一些具体的实施方式中，所述氟代碳酸乙烯酯占所述非水电解液总质量的4％。
(2)有机溶剂
所述有机溶剂为环状酯和/或链状酯，所述环状酯为γ-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或几种；所述链状酯为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、氟代丙酸甲酯、氟代丙酸乙酯、氟代乙酸乙酯中的一种或几种。当然，对于锂电池领域的其他未列举到的有机溶剂也同样适用于本发明的电解液。
进一步地，所述有机溶剂为环状酯和链状酯的混合，其中，所述环状酯与所述链状酯以体积比1：(1～2.5)进行混合。
其中，当所述添加剂包括丁二腈和/或氟代碳酸乙烯酯时，所述环状酯与所述链状酯以体积比1：(1.5～1.8)进行混合；当所述添加剂不包括丁二腈和/或氟代碳酸乙烯酯时，所述所述环状酯与所述链状酯以体积比1：(1.8～2.5)进行混合。
本发明中的环状酯与链状酯的组合方式可以为在环状酯中任取一种以上的环状酯与在链状酯中任取一种以上的链状酯进行组合，例如，可以为在环状酯中任取两种环状酯与在链状酯中任取一种链状酯进行组合，也可以为在环状酯中任取一种环状酯与在链状酯中任取两种链状酯进行组合。
(3)锂盐
所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、无水高氯酸锂、二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂、二氟二草酸磷酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、二氟二草酸磷酸锂、二草酸硼酸锂、单草酸双氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的一种或者几种。除此之外，本发明还可以使用锂电池用电解质中常用的任何锂盐。
在一些具体的实施例中，所述锂盐为六氟磷酸锂。
进一步地，所述锂盐的浓度为0.6～1.5mol/L。
在一些具体的实施例中，所述锂盐的浓度为1mol/L。
本发明的实施例还提供了一种锂电池，包括正极、负极和电解液，其中，所述电解液为上述的非水电解液。
进一步地，所述正极为钴酸锂正极材料。
进一步地，所述负极为石墨材料。
进一步地，所述锂电池为4.35V以上的高压锂电池。
下面结合实施例对本发明作进一步描述。但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业中的常规条件。本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在没有特别说明的情况下，wt指质量百分比含量。
下述实施例中涉及的EC指碳酸乙烯酯、DMC指碳酸二甲酯、EMC指碳酸甲乙酯、PC指碳酸丙烯酯、PP指丙酸丙酯。
实施例1
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的1H-咪唑-1-羧酸-2-丙烯酯以及1wt％甲烷二磺酸亚甲酯，制得电解液。
实施例2
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的3,5-二甲基吡唑-1-羧酸烯丙基酯及1wt％甲烷二磺酸亚甲酯，制得电解液。
实施例3
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的3-苯基丙-2-烯-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯及1wt％甲烷二磺酸亚甲酯，制得电解液。
实施例4
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的烯丙基2,3-二氢-1H-吡咯-1-羧酸酯及1wt％甲烷二磺酸亚甲酯，制得电解液。
实施例5
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的烯丙基1H-吡咯-1-羧酸酯及1wt％甲烷二磺酸亚甲酯，制得电解液。
实施例6
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯及1wt％甲烷二磺酸亚甲酯，制得电解液。
将上述实施例1至实施例6以及下述对比例1至对比例5配制的电解液，分别在4.35V钴酸锂石墨电池中测试85℃高温搁置4小时容量保持率、45℃300周循环容量保持率、45℃300周循环的电池鼓胀率和50％SCO、2C10s的DCR，相关实验数据见表1。
实施例7
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、PC和PP以2:1:5的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加2wt％的丁二腈、4wt％的氟代碳酸乙烯酯，0.1wt％的2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯以及1wt％甲烷二磺酸亚甲酯，制得电解液。
实施例8
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、PC和PP以2:1:5的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加2wt％的丁二腈、4wt％的氟代碳酸乙烯酯，0.5wt％的2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯以及1wt％甲烷二磺酸亚甲酯，制得电解液。
实施例9
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、PC和PP以2:1:5的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加1wt％的2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯以及1wt％甲烷二磺酸亚甲酯，制得电解液。
将上述实施例7至实施例9以及下述对比例6至对比例7配制的电解液，分别在4.45V钴酸锂石墨电池中测试85℃高温搁置4小时容量保持率、45℃300周循环容量保持率、45℃300周循环的电池鼓胀率和50％SCO、2C10s的DCR，相关实验数据见表1。
实施例10
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的1H-咪唑-1-羧酸-2-丙烯酯以及1wt％硫酸乙烯酯，制得电解液。
实施例11
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的3,5-二甲基吡唑-1-羧酸烯丙基酯及1wt％硫酸乙烯酯，制得电解液。
实施例12
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的3-苯基丙-2-烯-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯及1wt％硫酸乙烯酯，制得电解液。
实施例13
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的烯丙基2,3-二氢-1H-吡咯-1-羧酸酯及1wt％硫酸乙烯酯，制得电解液。
实施例14
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的烯丙基1H-吡咯-1-羧酸酯及1wt％硫酸乙烯酯，制得电解液。
实施例15
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯及1wt％硫酸乙烯酯，制得电解液。
实施例16
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯及1wt％季戊四醇硫酸酯，制得电解液。
将上述实施例10至实施例16以及下述对比例8配制的电解液，分别在4.35V钴酸锂石墨电池中测试85℃高温搁置4小时容量保持率、45℃300周循环容量保持率、45℃300周循环的电池鼓胀率和50％SCO、2C10s的DCR，相关实验数据见表1。
对比例1
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，制得电解液。
对比例2
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的1H-咪唑-1-羧酸-2-丙烯酯，制得电解液。
对比例3
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加1wt％甲烷二磺酸亚甲酯，制得电解液。
对比例4
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯。
对比例5
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加0.5wt％的2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯及1wt％1,3丙烷磺内酯，制得电解液。
对比例6
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、PC和PP以2:1:5的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加2wt％的丁二腈、4wt％的氟代碳酸乙烯酯制得电解液。
对比例7
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、PC和PP以2:1:5的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中分别添加2wt％的丁二腈、4wt％的氟代碳酸乙烯酯，0.5wt％的2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯，制得电解液。
对比例8
在充氩气的手套箱中(H2O含量<10ppm)，将EC、DMC和EMC以1:1:1的体积比混合均匀，在混合溶液中加入1mol/L的LiPF6，然后向该电解液中添加1wt％硫酸乙烯酯，制得电解液。
表1
Figure BDA0003212602850000131
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种非水电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，其特征在于：所述添加剂包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂A的化学结构式如式(1)所示，所述式(1)为
Figure FDA0003212602840000011
其中，所述X、所述Y、所述Z分别独立地选自O、S、N、P、
Figure FDA0003212602840000012
中的任一种，所述n为正整数，所述R3选自氢、卤素、烷基、氰基、卤代烷基、卤代烷氧基中的任一种，所述R1选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、氰基、硅氧烷基、烷氧基以及卤代烷氧基中的任一种，所述R2选自烯基、卤代烯基、烯氧基、卤代烯氧基、苯代烯氧基、亚烯基、卤代亚烯基、亚烯氧基、卤代亚烯氧基、炔基、卤代炔基、炔氧基、卤代炔氧基、氰基中的任一种；
所述添加剂B包括第一添加剂B、第二添加剂B以及第三添加剂B中的一种或多种，所述第一添加剂B的化学结构式如式(2)所示，所述式(2)为
Figure FDA0003212602840000013
其中，所述m、所述p分别独立地选自0、1、2中的任一种，所述A、所述B、所述D分别独立地选自O、S、N、P中的一种或多种构成的基团或者烷基；
所述第二添加剂B的化学结构式如式(3)所示，所述式(3)为
Figure FDA0003212602840000014
其中，所述a、所述b、所述c、所述d、所述e分别独立地选自0、1、2中的任一种，所述E、所述G、所述L、所述J分别独立地选自O、S、N、P中的一种或多种构成的基团或者烷基；
所述第三添加剂B的化学结构式如式(4)所示，所述式(4)为
Figure FDA0003212602840000021
其中，所述R4、所述R5分别独立地选自氢、烷基、卤素、烷氧基中的任一种，所述x选自0、1、2中的任一种。
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于：所述式(1)中的所述X、所述Y、所述Z分别独立地选自N或者
Figure FDA0003212602840000022
所述n选自1、2、3、4中的任一种，所述R3为氢或者碳原子数为1～5的烷基；和/或，所述式(1)中的所述R1为氢或者碳原子数为1～5的烷基；和/或，所述式(1)中的所述R2选自碳原子数为1～5的亚烯氧基、碳原子数为1～5的烯氧基、碳原子数为8～12苯代烯氧基、碳原子数为1～5的炔基、碳原子数为1～5的炔氧基中的任一种。
3.根据权利要求1或2所述的非水电解液，其特征在于：所述添加剂A包括1H-咪唑-1-羧酸-2-丙烯酯、3,5-二甲基吡唑-1-羧酸烯丙基酯、3-苯基丙-2-烯-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯、烯丙基2,3-二氢-1H-吡咯-1-羧酸酯、烯丙基1H-吡咯-1-羧酸酯、2-丙炔-1-基1H-咪唑-1-羧酸酯、1-咪唑-1-基戊-4-合1-酮中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于：所述式(2)中的所述A、所述B、所述D分别独立地选自O或者碳原子数为1～3的烷基；和/或，所述式(3)中的所述E、所述G、所述L、所述J分别独立地选自O或者碳原子数为1～3的烷基；和/或，所述式(4)中的所述R4、所述R5分别独立地选自氢或者碳原子数为1～5的烷基。
5.根据权利要求1或4所述的非水电解液，其特征在于：所述添加剂B包括硫酸丙烯酯、硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸乙烯酯、4-乙基硫酸乙烯酯、4-丙基硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、季戊四醇硫酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于：所述添加剂A占所述非水电解液总质量的0.01～2％，和/或，所述添加剂B占所述非水电解液总质量的0.01～5％。
7.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于：所述添加剂还包括丁二腈和/或氟代碳酸乙烯酯。
8.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于：所述有机溶剂为环状酯和/或链状酯，所述环状酯为γ-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或几种；所述链状酯为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、氟代丙酸甲酯、氟代丙酸乙酯、氟代乙酸乙酯中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于：所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、无水高氯酸锂、二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂、二氟二草酸磷酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、二氟二草酸磷酸锂、二草酸硼酸锂、单草酸双氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的一种或者几种，和/或，所述锂盐的浓度为0.6～1.5mol/L。
10.一种锂电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于：所述电解液为权利要求1至9中任一项所述的非水电解液。
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