CN116344940A - 一种电解液及包含其的电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电解液及包含其的电池，所述电解液中包括：电解质盐、溶剂、腈苯基三氟硼酸钾类化合物。所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物同时含有硼类官能团、腈类官能团和苯类官能团，其中硼类官能团容易和正极进行氧配位，能够加强正极保护；腈类官能团容易和正极过渡金属配位，进一步加强对正极的保护；苯类官能团则使得腈苯基三氟硼酸钾类化合物容易在正极氧化成膜。本发明电解液中添加的腈苯基三氟硼酸钾类化合物可明显改善电池的高温高压间歇循环和存储性能，使得高温间歇循环显著提升，高温存储膨胀显著降低。

Description

一种电解液及包含其的电池

技术领域

本发明涉及电解液技术领域，具体涉及一种电解液及包含其的电池。

背景技术

锂离子电池作为能源存储器件已经普及在便携式电子产品上，大规模应用在储能、电动汽车等领域，为了满足人们对锂离子使用性能提升的迫切要求，亟需发展更高能量密度的锂离子电池，但提升能亮密度对锂离子电池的可逆性和安全性都提出了严峻的挑战。

为实现所需更高能量密度，一般可采用更高电压，但是提高电压会导致电池寿命明显恶化。更高的电压会增加整个体系的副反应，包括正极表面的氧化反应，从而导致电解质分解；这些反应也会降低电极的稳定性，锂的脱出会导致岩盐结构和容量降低；最后会导致过渡金属溶解，从正极中脱出金属离子，并导致负极表面固态电解质厚度增加。这些副反应在高温下尤其明显，从而恶化电池的高温高压性能。

对电解液而言，传统的提升高电压性能方法主要是对电解液的配方进行优化，包括常用溶剂组分优化，以及常用添加剂的优化。但是随着电压持续增长，传统的溶剂和添加剂越来越难以实现足够好的高温高压性能。因此，有必要加继续开发新型、有效的高电压保护添加剂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电解液及包含其的电池，所述电解液中包括腈苯基三氟硼酸钾类添加剂，其氧化电位较低，可在正极氧化形成稳定的界面膜。同时硼为缺电子官能团，可与氧配位，进一步提高正极表面结构稳定性，从而改善电池的高温高压性能。

为解决背景技术中提出的技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种电解液，所述电解液中包括：

电解质盐、溶剂、腈苯基三氟硼酸钾类化合物；

其中，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式如式(1)所示：

式(1)中，R1、R2中至少有一个含有氰基官能团。

进一步地，R1、R2分别独立地选自H、C_1-10烷基、-C_1-10烷基-C(＝O)-O-C_1-10烷基、被至少一个R_a取代的C_1-10烷基、被至少一个R_a取代的-C_1-10烷基-C(＝O)-O-C_1-10烷基-；R_a含有氰基、卤素与C_1-10烷基中的至少一种。

进一步地，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式选自式1-1至式1-6中的至少一种，式1-1至式1-6为：

进一步地，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物的添加量占所述电解液总质量的0.05～1wt.％。

进一步地，所述电解液还包括：氟代化合物，所述氟代化合物包括氟代碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、氟代碳酸二乙酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、2,2,2-三氟乙酸乙酯、2,2-二氟乙酸乙酯和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚中的至少一种。

进一步地，所述氟代化合物的添加量占所述电解液总质量的5～20wt％。

进一步地，所述电解液还包括：磺酸类添加剂，所述磺酸类添加剂包括1,3-丙烷磺内酯、1-丙烯-1,3-磺酸内酯、5-甲基恶噻戊环2,2-二氧化物、1,3-丙烯磺酸内酯、2,4-丁烷磺内酯、1,4-丁磺酸内酯中的至少一种。

进一步地，所述溶剂包括碳酸酯和/或羧酸酯；

所述碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种；所述羧酸酯包括乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯和正丁酸乙酯中的至少一种；和/或

所述电解质盐包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。

进一步地，所述电解液中还包括腈类化合物；所述腈类化合物包括己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三腈中的至少一种。

第二方面，本发明提供了一种电池，所述电池中包括：

如上所述的电解液；

含有正极活性物质的正极片；

含有负极活性物质的负极片和隔离膜。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明提供了一种电解液及包含其的电池，所述电解液中包括：电解质盐、溶剂、腈苯基三氟硼酸钾类化合物；其中，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式如式(1)所示：

式(1)中，R1、R2中至少有一个含有氰基官能团。

本发明中所述电解液中包括一种腈苯基三氟硼酸钾类化合物，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物同时含有硼类官能团、腈类官能团和苯类官能团，其中硼类官能团容易和正极进行氧配位，能够加强正极保护；腈类官能团容易和正极过渡金属配位，进一步加强对正极的保护；苯类官能团则使得腈苯基三氟硼酸钾类化合物容易在正极氧化成膜。因此，在电解液中腈苯基三氟硼酸钾类化合物的作用下，正极具有非常稳定的界面保护，显著提升电解液和其界面的稳定性，降低电池循环过程中电解液的消耗，减少对正极结构的破坏。本发明中的电解液中添加的腈苯基三氟硼酸钾类化合物，可明显改善电池的高温高压间歇循环和存储性能，使电池高温间歇循环显著提升，高温存储膨胀显著降低。

进一步地，磺酸类添加剂在电解液中能够帮助在负极成膜，从而能够较大程度影响负极表面的产气，在高温储存中电解液中残存磺酸类添加剂也能够较好地抑制气体的生成。磺酸类添加剂整体上能够起到在负极成膜，降低电池循环和存储产气的问题。腈类化合物中碳氮三键的键能很高，不容易被氧化，因此腈类在正极上具有很好的稳定性，耐氧化性很强，同时，氰基又具有较强的配位能力，可以和电极表面的活性位点结合，起到掩蔽正极表面这些活性离子，减少电极对电解液的分解作用。在正极上，它自身很稳定，又能络合一些活跃的离子，因而腈类化合物能够增强电解液对正极氧化的抵抗能力，从而达到提升电池高电压下的循环寿命。

在本发明中，腈苯基三氟硼酸钾类化合物与磺酸类添加剂、腈类化合物一同使用时，能够在提升电池性能方面起到补足短板、协同增效的作用。其中，磺酸类添加剂能够补足电解液在负极成膜、保护负极的作用；腈类化合物与腈苯基三氟硼酸钾类化合物能够一同作用在正极，从多个方面发生协同增效的作用，对正极形成更加稳定的界面保护，降低电池循环过程中电解液的消耗，提升电池高温高压下的循环寿命。

附图说明

图1为电解液中腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。

以下结合具体的实施例对本发明中的电解液、以及包含电解液的电池进一步解释说明。

第一方面，本发明提供了一种电解液，所述电解液中包括：电解质盐、溶剂、腈苯基三氟硼酸钾类化合物；其中，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式如式(1)所示：

式(1)中，R1、R2中至少有一个含有氰基官能团。

针对现有技术中存在的高电压下电池中电解液和界面副反应大，电池在高温高压下性能明显恶化等问题。本发明中提供了一种电解液，所述电解液中包括一种腈苯基三氟硼酸钾类化合物，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物同时含有硼类官能团、腈类官能团和苯类官能团，其中硼类官能团容易和正极进行氧配位，能够加强正极保护；腈类官能团容易和正极过渡金属配位，进一步加强对正极的保护；苯类官能团可能因为具有不饱和结构，使得苯腈类物质相比腈类物质更容易被氧化，从而使得腈苯基三氟硼酸钾类化合物容易在正极氧化成膜。因此，在电解液中腈苯基三氟硼酸钾类化合物的作用下，正极具有非常稳定的界面保护，显著提升电解液和其界面的稳定性，降低电池循环过程中电解液的消耗，减少对正极结构的破坏。本发明电解液中添加的腈苯基三氟硼酸钾类化合物可明显改善电池的高温高压间歇循环和存储性能，使得高温间歇循环显著提升，高温存储膨胀显著降低。

根据本发明的一些实施例，R1、R2分别独立地选自C_1-10烷基、-C_1-10烷基-C(＝O)-O-C_1-10烷基、被至少一个R_a取代的C_1-10烷基、被至少一个R_a取代的-C_1-10烷基-C(＝O)-O-C_1-10烷基-；R_a含有氰基、卤素与C_1-10烷基中的至少一种。进一步地，R1、R2分别独立地选自C_1-6烷基、-C_1-6烷基-C(＝O)-O-C_1-6烷基、被至少一个R_a取代的C_1-6烷基、被至少一个R_a取代的-C_1-6烷基-C(＝O)-O-C_1-6烷基-；R_a含有氰基、卤素与C_1-6烷基中的至少一种。进一步地，R1、R2分别独立地选自C_1-3烷基、-C_1-3烷基-C(＝O)-O-C_1-3烷基、被至少一个R_a取代的C_1-3烷基、被至少一个R_a取代的-C_1-3烷基-C(＝O)-O-C_1-3烷基-；R_a含有氰基、卤素与C_1-3烷基中的至少一种。

进一步地，所述R_a选自-CN、-F、-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂CH₂CH₃和-CH(CH₃)CH₃中的任意一种。

根据本发明的一些实施例，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式选自

式1-1至式1-6中的至少一种，式1-1至式1-6为：

根据本发明的一些实施例，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物的添加量占所述电解液总质量的0.05～1wt.％。在电解液中，含量适中的腈苯基三氟硼酸钾类化合物可实现对正极氧配位保护以及在界面成膜保护，腈苯基三氟硼酸钾类化合物的含量过低时起到的保护作用不足，而腈苯基三氟硼酸钾类化合物的含量过高会出现无法溶解的现象，而无法溶解的颗粒状异物会使得电池可能出现隔膜破裂，从而导致短路等异常问题。

根据本发明的一些实施例，所述电解液还包括：氟代化合物，所述氟代化合物包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、甲基三氟乙基碳酸酯(FEMC)、氟代碳酸二乙酯(FDEC)、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(TTE)、2,2,2-三氟乙酸乙酯(FEA)、2,2-二氟乙酸乙酯和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚(HFE)中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述氟代化合物的添加量占所述电解液总质量的5～20wt％，示例性的为5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％，或者为前述任意两两数值组成的范围值及其范围值内的任一点值。

根据本发明的一些实施例，所述电解液还包括：磺酸类添加剂，所述磺酸类添加剂包括1,3-丙烷磺内酯、1-丙烯-1,3-磺酸内酯、5-甲基恶噻戊环2,2-二氧化物、1,3-丙烯磺酸内酯、2,4-丁烷磺内酯、1,4-丁磺酸内酯中的至少一种。本发明中将磺酸类添加剂添加到电解液中能够帮助在负极成膜，从而能够较大程度影响负极表面的产气，在高温储存中电解液中残存磺酸类添加剂也能够较好地抑制气体的生成。磺酸类添加剂整体上能够起到在负极成膜，降低电池循环和存储产气的问题。

进一步地，所述磺酸类添加剂在电解液中的质量百分含量为0～10wt％。示例性的为0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％，或者为前述任意两两数值组成的范围值及其范围值内的任一点值。优选地，所述磺酸类添加剂在电解液中的质量百分含量为0～5wt％。

根据本发明的一些实施例，所述溶剂包括碳酸酯和/或羧酸酯；所述碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种；所述羧酸酯包括乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯和正丁酸乙酯中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述电解质盐包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。

进一步地，所述电解质盐在电解液中的质量百分含量为10wt％～20wt％。示例性的为10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％，或者为前述任意两两数值组成的范围值及其范围值内的任一点值。

根据本发明的一些实施例，所述电解液中还包括腈类化合物；所述腈类化合物包括己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三腈中的至少一种。腈类化合物是指分子结构中含有氰基的一类有机化合物，由于氰基中碳氮三键的键能很高，不容易被氧化，因此腈类在正极上具有很好的稳定性，耐氧化性很强，同时，氰基又具有较强的配位能力，可以和电极表面的活性位点结合，起到掩蔽正极表面这些活性离子，减少电极对电解液的分解作用。在正极上，它自身很稳定，又能络合一些活跃的离子，因而腈类化合物能够增强电解液对正极氧化的抵抗能力，从而达到提升电池高电压下的循环寿命。

一步地，所述腈类添加剂在电解液中的质量百分含量为0～8wt％。示例性的为0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％，或者为前述任意两两数值组成的范围值及其范围值内的任一点值。

第二方面，本发明提供了一种电池，所述电池中包括：如上所述的电解液；含有正极活性物质的正极片；含有负极活性物质的负极片和隔离膜。

根据本发明的另一些实施例，所述正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体一侧或两侧表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层中包括正极活性物质、导电剂和粘结剂。进一步地，正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：80wt％～99.8wt％的正极活性物质、0.1wt％～10wt％的导电剂、0.1wt％～10wt％的粘结剂。优选地，正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：90wt％～99.6wt％的正极活性物质、0.2wt％～5wt％的导电剂、0.2wt％～5wt％的粘结剂。

根据本发明的另一些实施例，所述负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体一侧或两侧表面的负极活性物质层，负极活性物质层包括负极活性物质、导电剂和粘结剂。进一步地，负极活性物质层中各组分的质量百分含量为：80wt％～99.8wt％的负极活性物质、0.1wt％～10wt％的导电剂、0.1wt％～10wt％的粘结剂。优选地，负极活性物质层中各组分的质量百分含量为：90wt％～99.6wt％的负极活性物质、0.2wt％～5wt％的导电剂、0.2wt％～5wt％的粘结剂

根据本发明的另一些实施例，所述导电剂选自导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉、碳纤维中的至少一种。

根据本发明的另一些实施例，所述粘结剂选自羧甲基纤维素钠、丁苯胶乳、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯中的至少一种。

根据本发明的另一些实施例，所述正极活性物质选自过渡金属锂氧化物、磷酸铁锂、富锂锰基材料中的一种或几种；过渡金属锂氧化物的化学式为Li_1+xNi_yCo_zM_(1-y-z)O₂，其中，-0.1≤x≤1；0≤y≤1，0≤z≤1，且0≤y+z≤1；其中，M为Mg、Zn、Ga、Ba、Al、Fe、Cr、Sn、V、Mn、Sc、Ti、Nb、Mo、Zr中的一种或几种。

根据本发明的另一些实施例，所述负极活性物质包括碳基负极材料和硅基负极材料中的至少一种。进一步地，所述碳基负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳中的至少一种。所述硅基负极材料选自纳米硅、硅氧负极材料(SiOx，0<x<2)或者硅碳负极材料中的至少一种。具体地，所述负极活性物质中，碳基负极材料和硅基负极材料的质量比为(10:0)～(1:19)。

下面通过一些具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

1.1电解液中包括以下组分：

有机溶剂：碳酸乙烯酯(EC)7wt％、碳酸丙烯酯(PC)14wt％、碳酸二乙酯(DEC)28wt％、丙酸丙酯(PP)25.45wt％，共计74.45wt％；

电解质盐：六氟磷酸锂(LiPF₆)，12wt％；

氟代化合物：氟代碳酸乙烯酯，12wt％；

腈苯基三氟硼酸钾类化合物：结构式如式1-1所示，0.05wt％；

腈类化合物：己二腈，1.5wt％。

1.2制备方法：在充满氩气的手套箱中(H₂O<0.1ppm，O₂<0.1ppm)，先将所述有机溶剂按照配比进行添加和混合，混合均匀后，往其中快速加入1mol/L的充分干燥的六氟磷酸锂(LiPF₆)充分混合并摇匀，摇匀加入氟代碳酸乙烯酯、如式1-1所示的腈苯基三氟硼酸钾类化合物和腈类化合物，搅拌均匀后得到所需的电解液。

实施例2

1.1电解液中包括以下组分：

与实施例1中的组分的区别在于：如式1-1所示的腈苯基三氟硼酸钾类化合物的添加量为0.2wt％；丙酸丙酯(PP)25.3wt％。

1.2制备方法：与实施例1中的制备方法相同。

实施例3

1.1电解液中包括以下组分：

与实施例1中的组分的区别在于：如式1-1所示的腈苯基三氟硼酸钾类化合物的添加量为0.4wt％；丙酸丙酯(PP)25.1wt％。

1.2制备方法：与实施例1中的制备方法相同。

实施例4

1.1电解液中包括以下组分：

与实施例1中的组分的区别在于：如式1-1所示的腈苯基三氟硼酸钾类化合物的添加量为0.8wt％；丙酸丙酯(PP)24.7wt％。

1.2制备方法：与实施例1中的制备方法相同。

实施例5

1.1电解液中包括以下组分：

与实施例1中的组分的区别在于：如式1-1所示的腈苯基三氟硼酸钾类化合物的添加量为1.0wt％；丙酸丙酯(PP)24.5wt％。

1.2制备方法：与实施例1中的制备方法相同。

实施例6

1.1电解液中包括以下组分：

与实施例1中的组分的区别在于：腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式如式1-3所示，其添加量为0.2wt％；丙酸丙酯(PP)25.3wt％。

1.2制备方法：与实施例1中的制备方法相同。

实施例7

1.1电解液中包括以下组分：

与实施例1中的组分的区别在于：腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式如式1-3所示，其添加量为1.0wt％；丙酸丙酯(PP)24.5wt％。

1.2制备方法：与实施例1中的制备方法相同。

实施例8

1.1电解液中包括以下组分：

与实施例1中的组分的区别在于：添加两种不同结构的腈苯基三氟硼酸钾类化合物：如式1-1所示，其添加量为0.5wt％；如式1-3所示，其添加量为0.5wt％；丙酸丙酯(PP)24.5wt％。

1.2制备方法：与实施例1中的制备方法相同。

实施例9

1.1电解液中包括以下组分：

有机溶剂：碳酸乙烯酯(EC)7wt％、碳酸丙烯酯(PC)14wt％、碳酸二乙酯(DEC)28wt％、丙酸丙酯(PP)22.6wt％，共计71.6wt％；

电解质盐：六氟磷酸锂(LiPF₆)，12wt％；

氟代化合物：氟代碳酸乙烯酯，12wt％；

腈苯基三氟硼酸钾类化合物：结构式如式1-1所示，0.4wt％；

磺酸类添加剂：1,3-丙烷磺内酯，2wt％；

腈类化合物：1,3,6-己烷三腈2wt％。

1.2制备方法：在充满氩气的手套箱中(H₂O<0.1ppm，O₂<0.1ppm)，先将所述有机溶剂按照配比进行添加和混合，混合均匀后，往其中快速加入1mol/L的充分干燥的六氟磷酸锂(LiPF₆)充分混合并摇匀，摇匀加入氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、1,3,6-己烷三腈和如式1-1所示的腈苯基三氟硼酸钾类化合物，搅拌均匀后得到所需的电解液。

实施例10

1.1电解液中包括以下组分：

有机溶剂：碳酸乙烯酯(EC)7wt％、碳酸丙烯酯(PC)14wt％、碳酸二乙酯(DEC)28wt％、丙酸丙酯(PP)21.1wt％，共计70.1wt％；

电解质盐：六氟磷酸锂(LiPF₆)，12wt％；

氟代化合物：氟代碳酸乙烯酯，12wt％；

腈苯基三氟硼酸钾类化合物：结构式如式1-1所示，0.4wt％；

磺酸类添加剂：1,3-丙烷磺内酯，2wt％；

腈类化合物：己二腈1.5wt％；1,3,6-己烷三腈2wt％。

1.2制备方法：在充满氩气的手套箱中(H₂O<0.1ppm，O₂<0.1ppm)，先将所述有机溶剂按照配比进行添加和混合，混合均匀后，往其中快速加入1mol/L的充分干燥的六氟磷酸锂(LiPF₆)充分混合并摇匀，摇匀加入氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、1,3,6-己烷三腈和如式1-1所示的腈苯基三氟硼酸钾类化合物，搅拌均匀后得到所需的电解液。

实施例11

1.1电解液中包括以下组分：

与实施例9中的组分的区别在于：腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式如式1-2所示。

1.2制备方法：与实施例9中的制备方法相同。

实施例12

1.1电解液中包括以下组分：

与实施例9中的组分的区别在于：腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式如式1-5所示。

1.2制备方法：与实施例9中的制备方法相同。

实施例13

1.1电解液中包括以下组分：

与实施例9中的组分的区别在于：磺酸类添加剂更换为1-丙烯-1,3-磺酸内酯。

1.2制备方法：与实施例9中的制备方法相同。

对比例1

1.1电解液中包括以下组分：

与实施例1中的组分的区别在于：腈苯基三氟硼酸钾类化合物的添加量为0wt％；

1.2制备方法：与实施例1中的制备方法相同，唯一的区别在于没有添加腈苯基三氟硼酸钾类化合物。

制备锂离子电池

1)正极片制备

将正极活性材料钴酸锂(LiCoO₂)、聚偏氟乙烯(PVDF)、SP(super P)和碳纳米管(CNT)按照96:2:1.5:0.5的质量比进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)，在真空搅拌机作用下搅拌，直至混合体系成均一流动性的正极活性浆料；将正极活性浆料均匀涂覆于铝箔的两个表面；将涂覆好的铝箔烘干，然后经过辊压、分切得到所需的正极片。

2)负极片制备

将负极活性材料人造石墨、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、丁苯橡胶、导电炭黑(SP)和单壁碳纳米管(SWCNTs)按照质量比96:1.5:1.5:0.95:0.05进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下获得负极活性浆料；将负极活性浆料均匀涂覆在铜箔的两个表面；将涂覆好的铜箔在室温下晾干，随后转移至80℃烘箱干燥10h，然后经过冷压、分切得到负极片。

3)将上述制得的正极片和负极片和隔离膜按照正极片、隔离膜和负极片的顺序层叠设置后，再进行卷绕得到电芯；将电芯置于外包装铝箔中，将实施例和对比例中制备得到的电解液分别注入外包装中，经过真空封装、静置、化成、整形、分选等工序，获得不同的锂离子电池。本发明电池充放电范围为3.0-4.55V。

实施例以及对比例中各腈苯基三氟硼酸钾类化合物的种类及添加量见表1。

表1

性能测试

对制备得到的锂离子电池分别进行45℃间歇循环性能测试以及高温存储测试，测试结果见表2。

(1)45℃间歇循环性能测试

将制备得到的锂离子电池在45℃下，按照1C的倍率在充放电截止电压范围内进行充放电循环。充电截止电压4.5V，截止电流0.05C，每次充电后，在45℃下搁置22h，搁置结束后再放电，放电截止电压3V。测试第1周的放电容量计为x mAh，第N周的放电容量计为ymAh；第N周的容量除以第1周的容量，得到第N周的循环容量保持率R＝y/x，记录循环容量保持率R为70％时对应的循环周数。

(2)60℃存储性能测试

将制备得到的锂离子电池在25℃下按照1C的倍率充电到截止电压，截止电流0.025C，静置5min，测试锂离子电池的厚度(以此为存储前的厚度)。充满电的电芯/电池在(60±2)℃条件下开路搁置35天，储存35天后在室温条件下开路搁置2h，测存储后的厚度，计算锂离子电池厚度膨胀率：

厚度膨胀率＝[(存储后厚度-存储前厚度)/存储前厚度]×100％。

表2

由表2中实施例1～实施例7中的数据可以看出，腈苯基三氟硼酸钾类化合物的添加量为1.0wt.％时，电池的间歇循环性能和高温储存性能最优，相较没有添加腈苯基三氟硼酸钾类化合物的对比例1，性能得到明显提升。此外，通过加入磺酸类添加剂或者适当增加腈类化合物的用量、种类，也能改善电池的间歇循环性能和高温储存性能。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电解液，其特征在于，所述电解液中包括：

电解质盐、溶剂、腈苯基三氟硼酸钾类化合物；

其中，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式如式(1)所示：

式(1)中，R1、R2中至少有一个含有氰基官能团。

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，R1、R2分别独立地选自H、C_1-10烷基、-C_1-10烷基-C(＝O)-O-C_1-10烷基、被至少一个R_a取代的C_1-10烷基、被至少一个R_a取代的-C_1-10烷基-C(＝O)-O-C_1-10烷基-；R_a含有氰基、卤素与C_1-10烷基中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物的结构式选自式1-1至式1-6中的至少一种，式1-1至式1-6为：

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述腈苯基三氟硼酸钾类化合物的添加量占所述电解液总质量的0.05～1wt.％。

5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括：

氟代化合物；

所述氟代化合物包括氟代碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、氟代碳酸二乙酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、2,2,2-三氟乙酸乙酯、2,2-二氟乙酸乙酯和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的电解液，其特征在于，所述氟代化合物的添加量占所述电解液总质量的5～20wt.％。

7.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括：

磺酸类添加剂；

所述磺酸类添加剂包括1,3-丙烷磺内酯、1-丙烯-1,3-磺酸内酯、5-甲基恶噻戊环2,2-二氧化物、1,3-丙烯磺酸内酯、2,4-丁烷磺内酯、1,4-丁磺酸内酯中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述溶剂包括碳酸酯和/或羧酸酯；

所述碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种；所述羧酸酯包括乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯和正丁酸乙酯中的至少一种；和/或

所述电解质盐包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液中还包括：

腈类化合物；

所述腈类化合物包括己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三腈中的至少一种。

10.一种电池，其特征在于，所述电池中包括：

权利要求1～9中任一项所述的电解液；

含有正极活性物质的正极片；

含有负极活性物质的负极片和隔离膜。

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