CN116914250A - 一种非水电解液和锂离子电池 - Google Patents

一种非水电解液和锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种非水电解液和锂离子电池，具体涉及二次电池技术领域。所述非水电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括氯代碳酸乙烯酯和二氟二草酸磷酸锂，这种组合添加剂在负极表面能够形成LiCl‑LiF无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，与负极界面具有良好的包覆效果；且无机盐部分LiF的刚性加上LiCl的低溶解度，复合后能够保证负极保护层的稳定性，进而改善电池的高温性能。

Description

一种非水电解液和锂离子电池
技术领域
本发明涉及二次电池技术领域，具体涉及一种非水电解液和锂离子电池。
背景技术
近年来，随着照相机、手机、手表、笔记本电脑、电动汽车等在人们日常生活中的普及，市场对锂离子电池应用要求越来越高，减小尺寸、减轻重量、提高能量密度、延长使用寿命等成为电池产品行业的发展趋势。
电解液是锂离子电池的重要组成部分，它在正负极之间起着传输锂离子的作用。电池的安全性、充放电循环性能、倍率性能及电池的充放电容量等都与电解液的电化学性能有重要的关系。目前，在锂离子电池中广泛应用的电解液通常是以六氟磷酸锂(LiPF6)为电解质盐和以环状碳酸酯以及链状碳酸酯的混合物为有机溶剂的电解液，然而上述电解液存在诸多不足，特别是在高电压下，锂离子电池的负极界面保护层(SEI膜)容易发生破裂和再修复，无法避免电解液溶剂或其他添加剂成分发生电化学反应，从而产生产气的问题。
因此，急需开发新的锂离子电池电解液，以解决上述问题。
发明内容
鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种非水电解液和锂离子电池，以改善锂离子电池的高温产气问题。
为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种非水电解液，该电解液包括非水有机溶剂、锂盐及添加剂，所述添加剂包括氯代碳酸乙烯酯和二氟二草酸磷酸锂，其中，所述氯代碳酸乙烯酯包括结构式如下所示的化合物：
式中，R基团选自Cl基团或CCl3基团。
在本发明一示例中，所述氯代碳酸乙烯酯在所述非水电解液中的质量百分含量为0.5％至5％。
在本发明一示例中，所述氯代碳酸乙烯酯在所述非水电解液中的质量百分含量为1％至2.5％。
在本发明一示例中，所述二氟二草酸磷酸锂在所述非水电解液中的质量百分含量为0.5％至2％。
在本发明一示例中，所述二氟二草酸磷酸锂在所述非水电解液中的质量百分含量为0.5％至1％。
在本发明一示例中，所述非水电解液的电导率为7.0～12.5mS/cm。
在本发明一示例中，所述氯代碳酸乙烯酯的结构式为：
在本发明一示例中，所述锂盐包括六氟磷酸锂和/或双氟磺酰亚胺锂。
在本发明一示例中，所述非水电解液中所述锂盐的质量百分含量为8％至20％。
在本发明一示例中，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯和链状碳酸酯，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或两种，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯种的一种或多种。
本发明另一方面提供一种锂离子电池，该电池包括正极极片、负极极片、隔膜和上述的非水电解液。
本发明在非水电解液中引入含氯有机添加剂氯代碳酸乙烯酯(ClEC)和二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)，在使用过程中，氯代碳酸乙烯酯和二氟二草酸磷酸锂可在负极表面形成LiCl-LiF无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，碳酸亚乙烯酯寡聚物部分为有机化合物，柔性高，与负极界面有更良好的包覆效果；无机盐部分的LiF的刚性加上LiCl的低溶解度，复合后能够保证负极保护层(SEI膜)的稳定性，进而改善电池的高温性能。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围，范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
本发明提供一种非水电解液和锂离子电池，该锂离子电池包含本发明的非水电解液，由于非水电解液中引入氯代碳酸乙烯酯和二氟二草酸磷酸锂，使其在负极表面形成LiCl-LiF无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，提高了负极界面膜的包覆效果和稳定性，改善了锂离子电池的高温性能。
上述非水电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，锂盐和添加剂均溶解于非水有机溶剂中，其中，添加剂包括含氯有机添加剂和二氟二草酸磷酸锂，含氯有机添加剂包括氯代碳酸乙烯酯，而氯代碳酸乙烯酯的结构式如下所示：
式中，R基团选自Cl基团或CCl3基团。即，氯代碳酸乙烯酯可以是结构式(1)所示的化合物，也可以是结构式(2)所示的化合物，亦可以是结构式(1)和结构式(2)所示化合物以任意比例混合的组合物：
由于结构式(1)和结构式(2)中均包含碳酸亚乙烯酯基团和含氯基团，电池工作过程中，其与二氟二草酸磷酸锂混合可以在负极表面形成LiCl-LiF无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，其中，碳酸亚乙烯酯寡聚物层为有机化合物层，柔性比较高，与负极界面具有良好的包覆效果；而LiF的刚性加上LiCl的低溶解度，复合后能够保证负极保护层(SEI膜)的稳定性。
较佳的，氯代碳酸乙烯酯为结构式(1)所示的化合物
研究发现结构式(1)所示的化合物搭配二氟二草酸磷酸锂相较于结构式(2)所示的化合物搭配二氟二草酸磷酸锂形成LiCl-LiF复合无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的效率更高，因此，优选的，氯代碳酸乙烯酯为结构式(1)所示的化合物。
在一些实施例中，氯代碳酸乙烯酯添加剂在非水电解液中的质量百分含量为0.5％至5％，例如，可以为0.5％、1％、3％或5％等等；二氟二草酸磷酸锂在非水电解液中的质量百分含量为0.5％至2％，例如，可以为0.5％、1.5％或2％等。进一步的，氯代碳酸乙烯酯在非水电解液中的质量百分含量为1％至2.5％，例如，1.5％、2％、2.5％等等，二氟二草酸磷酸锂在非水电解液中的质量百分含量为0.5％至1％，例如，0.5％、0.8％、1.0％等。通过调节氯代碳酸乙烯酯和二氟二草酸磷酸锂之间的比例，可调节电解液的电导率为7.0～12.5mS/cm。此处对于电解液的电导率不做限制，可以在上述范围内进行调节，例如7.0mS/cm、10mS/cm或12mS/cm等。
需要说明的是，本发明的氯代碳酸乙烯酯和二氟二草酸磷酸锂皆可通过一般的商业手段购买得到或采用本领域常规的制备方法制备得到。
非水电解液中的锂盐作为电解质盐，在非水溶剂中溶解后，可以释放大量活跃的锂离子，使电解液具有较好的电导率。为获得较佳的电解液，锂盐通常选用具有以下特性的物质：低解离能和较高的溶解度，低解离能保证锂盐溶解后形成的电解液具有较高的电导率，进而实现电池的高倍率；高溶解度保证电解液中具有足够的锂离子进行传输。较好的稳定性，当电池在高电压、高温下工作时，锂盐不会与其他组分发生反应。良好的SEI成膜性能，以保证后续循环过程中电解液不会被持续消耗。对铝集流体具有良好的钝化作用，防止高电压下腐蚀铝箔。成本低廉，无毒无公害。
作为示例，锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)和/或双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)，即锂盐可以选用单独的六氟磷酸锂，也可以选用单独的双氟黄酰亚胺锂，亦可以选用六氟磷酸锂和双氟磺酰胺锂的组合物。在其他示例中，锂盐也可选自四氟硼酸锂(LiBF4)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、草酸二氟硼酸锂(LiDFOB)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟磷酸锂(LiPF2O2)。较佳的，锂盐选自综合性能较好的六氟磷酸锂，或是以六氟磷酸锂为主，适量添加其他锂盐，取其优势，复合提升电解液性能。锂盐的浓度可按照本领域常规选择进行设置。作为示例，锂盐在非水电解液中的质量百分含量为8％至20％，例如8％、12.5％、15％或20％，等等。
非水有机溶剂可选用本领域常规的溶剂组合，在本发明中，非水有机溶剂包括环状碳酸酯和链状碳酸脂，其中，环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)中的一种或两种，例如，环状碳酸酯可以为碳酸乙烯酯，也可以为碳酸丙烯酯，亦可以为以任意比例混合的碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯。链状碳酸酯包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)中的一种或多种，即链状碳酸酯可以是上述所列举种类中的任意一种，例如碳酸二甲酯，或者碳酸二乙酯，或者碳酸甲乙酯；链状碳酸酯也可以是上述所列举种类中的任意两种或三种的组合物，例如碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的组合物，或者碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的组合物，或者碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的组合物。需要说明的是，当链状碳酸酯为组合物时，对于组合物内各组分之间的比例不做限制，以任意比例混合即可。
本发明非水电解液按照常规的配置方法配置即可，例如，在手套箱内先将非水有机溶剂混合搅拌，然后加入锂盐，继续搅拌至锂盐完全溶解，最后加入氯代碳酸乙烯酯和二氟二草酸磷酸锂搅拌均匀。其中，手套箱中氮气含量为99.999％，手套箱中的实际氧含量为0.1ppm，水分含量为0.1ppm。
本发明第二方面提供一种锂离子电池，该电池包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，在电池充放电过程中，锂离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出，隔膜设置在正极极片和负极极片之间，起到隔离的作用；电解液在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。而电解液为本发明上文所述的非水电解液，由于非水电解液中包含氯代碳酸乙烯酯和二氟二草酸磷酸锂，两者混合能够在负极表面形成在负极表面形成LiCl-LiF无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，保证负极保护层(SEI膜)的稳定性，从而兼具高低温性能。
具体的，正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体至少一个表面上的正极活性物质层。其中，正极集流体可以采用具有良好导电性及机械强度的材质，例如铝箔。正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极活性物质层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。正极活性物质层包括正极材料、正极导电剂和正极粘结剂，此处对正极材料、正极导电剂及正极粘结剂的具体种类不做具体限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
作为示例，正极材料可选自三元材料、含锂磷酸盐，具体的，三元材料包括但不限于锂镍钴锰氧化物、掺杂有金属离子的锂镍钴锰氧化物，掺杂元素例如选自Zr、Ti、Mo、Al、Sr、W、Y、Ta、Nb、Mg、Ba中的任意一种或多种；含锂磷酸盐包括但不限于磷酸锰铁锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂等等。正极粘结剂例如选自聚偏氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)等。正极导电剂例如选自炭黑、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维等中的一种或以任意比例混合的两种或两种以上的组合物。
正极极片可按照本领域已知的方法制备。作为示例，将正极材料、正极导电剂和正极粘结剂分散于溶剂(例如N-甲基毗咯烷酮，简称NMP)中，形成均匀的正极浆料：将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，得到正极极片。正极浆料中各组分之间的比例可参照常规比例进行设定，在此不做限制。
负极极片包括负极集流体和设置于负极集流体至少一个表面上的负极活性物质层。负极集流体可以采用具有良好导电性及机械强度的材质，例如铜箔。负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极活性物质层设置在负极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。负极活性物质层包括负极材料、负极导电剂、负极粘结剂及增稠剂，此处对负极材料、负极导电剂及负极粘结剂的具体种类不做具体限制，可以采用本领域已知的能够用于锂离子电池中的材料，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
较佳的，负极材料选用含硅负极材料，例如单质硅、硅氧化合物、硅碳化合物等，氯代碳酸乙烯酯(ClEC)和二氟二草酸磷酸锂在硅负极表面形成LiCl-LiF复合无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，与硅负极界面有更良好的包覆效果；LiF的刚性加上LiCl的低溶解度，复合后能够保证硅负极保护层的稳定性。负极导电剂选自炭黑、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维等中的一种或以任意比例混合的两种或两种以上的组合物。负极粘结剂选自聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、丁苯橡胶(SBR)中的任意一种或以任意比例混合的几种组合物；增稠剂选自羧甲基纤维素(CMC)。
负极极片可按照本领域已知的方法制备。例如，将负极材料、负极粘结剂、增稠剂和负极导电剂分散于去离子水中，形成均匀的负极浆料：将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，得到负极极片。其中，负极浆料中各组分之间的比例可参照常规比例进行设定，在此不做限制。
隔膜选用本领域常规的种类，例如选用PE多孔膜作为隔膜，隔膜的厚度为9至18μm，透气率为180s/100mL至380s/100mL；孔隙率为30％至50％。
电池组装按照常规方法进行，待准备完毕，将负极极片、隔膜、正极极片依次按顺序叠放，并装入铝塑膜中得到干电芯，并将干电芯在80℃下烘烤除水。将配置好的电解液注入干电芯中封装得到成品锂离子电池。
下面通过几个具体的实施例和对比例对本发明的技术方案进行详细说明，除非另有说明，以下实施例中所使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过本领域的常规方法制备而得，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)按照质量比为3:5:2的比例混合均匀制得非水有机溶剂；将干燥后的六氟磷酸锂(LiPF6)加入到非水有机溶剂中混合均匀，再加入结构式(1)所示的化合物和二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)，混合均匀，制得非水电解液。其中，非水电解液中六氟磷酸锂的质量百分含量为12.5％，结构式(1)所示化合物的质量百分含量为1％，二氟二草酸磷酸锂的质量百分含量为0.7％。
实施例2
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)按照质量比为3:5:2的比例混合均匀制得非水有机溶剂；将干燥后的六氟磷酸锂(LiPF6)加入到非水有机溶剂中混合均匀，再加入结构式(2)所示的化合物，和二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)，混合均匀，制得非水电解液。其中，非水电解液中六氟磷酸锂的质量百分含量为12.5％，结构式(2)所示化合物的质量百分含量为1.5％，二氟二草酸磷酸锂的质量百分含量为2％。
实施例3
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)按照质量比为3:5:2的比例混合均匀制得非水有机溶剂；将干燥后的六氟磷酸锂(LiPF6)加入到非水有机溶剂中混合均匀，再加入结构式(1)所示的化合物，和二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)，混合均匀，制得非水电解液。其中，非水电解液中六氟磷酸锂的质量百分含量为12.5％，结构式(1)所示化合物的质量百分含量为0.5％，二氟二草酸磷酸锂的质量百分含量为0.7％。
实施例4
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)按照质量比为3:5:2的比例混合均匀制得非水有机溶剂；将干燥后的六氟磷酸锂(LiPF6)加入到非水有机溶剂中混合均匀，再加入结构式(1)所示的化合物，和二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)，混合均匀，制得非水电解液。其中，非水电解液中六氟磷酸锂的质量百分含量为12.5％，结构式(1)所示化合物的质量百分含量为2.5％，二氟二草酸磷酸锂的质量百分含量为0.7％。
实施例5
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)按照质量比为3:5:2的比例混合均匀制得非水有机溶剂；将干燥后的六氟磷酸锂(LiPF6)加入到非水有机溶剂中混合均匀，再加入结构式(1)所示的化合物，和二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)，混合均匀，制得非水电解液。其中，非水电解液中六氟磷酸锂的质量百分含量为12.5％，结构式(1)所示化合物的质量百分含量为5％，二氟二草酸磷酸锂的质量百分含量为0.7％。
实施例6
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)按照质量比为3:5:2的比例混合均匀制得非水有机溶剂；将干燥后的六氟磷酸锂(LiPF6)加入到非水有机溶剂中混合均匀，再加入结构式(1)所示的化合物，和二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)，混合均匀，制得非水电解液。其中，非水电解液中六氟磷酸锂的质量百分含量为12.5％，结构式(1)所示化合物的质量百分含量为1％，二氟二草酸磷酸锂的质量百分含量为0.5％。
实施例7
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)按照质量比为3:5:2的比例混合均匀制得非水有机溶剂；将干燥后的六氟磷酸锂(LiPF6)加入到非水有机溶剂中混合均匀，再加入结构式(1)所示的化合物，和二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)，混合均匀，制得非水电解液。其中，非水电解液中六氟磷酸锂的质量百分含量为12.5％，结构式(1)所示化合物的质量百分含量为1％，二氟二草酸磷酸锂的质量百分含量为1.2％。
实施例8
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)按照质量比为3:5:2的比例混合均匀制得非水有机溶剂；将干燥后的六氟磷酸锂(LiPF6)加入到非水有机溶剂中混合均匀，再加入结构式(1)所示的化合物，和二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)，混合均匀，制得非水电解液。其中，非水电解液中六氟磷酸锂的质量百分含量为12.5％，结构式(1)所示化合物的质量百分含量为1％，二氟二草酸磷酸锂的质量百分含量为2％。
对比例1
本对比例与实施例1的区别点在于：本对比例不添加二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)。
对比例2
本对比例与实施例1的区别点在于：本对比例不添加结构式(1)所示的化合物。
对比例3
本对比例与实施例1的区别点在于：本对比例不添加结构式(1)所示的化合物和二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)。
对比例4
本对比例与实施例1的区别点在于：本对比例结构式(1)所示的化合物的添加量为7％，二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)的添加量为5％。
对比例5
本对比例与实施例1的区别点在于：本对比例结构式(1)所示的化合物的添加量为7％，未添加二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)。
对比例6
本对比例与实施例1的区别点在于：本对比例未添加结构式(1)所示的化合物，二氟二草酸磷酸锂(LiODFP)的添加量为5％。
将实施例1至8与对比例1至6制备的电解液分别用于锂离子电池中，以验证氯代碳酸乙烯酯和二氟二草酸磷酸锂的功效。锂离子电池的制备过程如下：
(1)正极极片：将正极活性物质LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2，导电剂乙炔黑，粘结剂聚偏二氟乙烯以95：3：2的质量比溶解于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中混合匀浆，涂覆于铝箔上，干燥、辊压、裁切得到正极极片。
(2)负极极片：将负极活性物质硅氧化合物、导电剂乙炔黑、增稠剂CMC-Li、粘结剂SBR按质量比96.4:1:1.2:1.4混合后，加入去离子水，充分搅拌混合，得到负极浆料加入去离子水中混合匀浆，涂覆于铜箔上，干燥、辊压、裁切得到负极极片。
(3)隔膜：以厚度为11um的PE的多孔膜作为隔膜。
(4)电池组装：将所制备的正极极片、隔膜、负极极片依次进行叠片，使隔膜处于正、负极极片中间起到隔离的作用，装入铝塑膜中得到电芯；将干电芯在80℃下烘烤除水；将制备的电解液注入干电芯中封装得到成品锂离子电池。
将实施例1至8及对比例1至6的电解液组装的锂离子电池进行性能测试，测试结果参见表1，测试方法如下所示：
(1)25℃下初始阻抗DCR：
调节恒温箱温度25℃，静置10min，0.33C恒流充电至4.25V，再4.25V恒压充电至0.05C截止，静置30min，再0.33C恒流放电到2.5V；0.33C充放电循环2次，记录下最后一次放电容量为C0；静置30min后，0.33C放电到50％C0，将电芯SOC调节到50％，静置1h后，记录静置末端电压V1，4C0恒流放电30s，记录末端电压V2及电流I，计算DCR＝(V1-V2)/I。
(2)60℃高温存储30天的体积膨胀率：
在25℃下，将锂离子电池以1C恒流充电至4.25V，然后恒压充电至电流为0.05C，测试锂离子电池的体积并记为X0。再将满充状态的电池置于60℃烘箱中存储30天，测试存储后的体积并记为X1，按照以下公式计算相对于存储前的锂离子电池的体积膨胀率：
体积膨胀率(％)＝(X1-X0)/X0×100％。
表1：实施例1至8和对比例1至6制备电池的电池性能
对比实施例1和2可以看出，结构式(1)的化合物搭配LiODFP对初始阻抗及存储产气性能的效果要明显好于结构式(2)的化合物搭配LiODFP，说明结构式(1)的化合物形成LiCl-LiF的复合无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的效率更高。
对比实施例1、3至5可以看出，固定LiODFP的添加量，随着结构式(1)化合物的添加量的增多，初始阻抗先降低后上升，高温存储产气量先减小后增大，说明结构式(1)的化合物最佳用量在1％左右，能够保证形成的SEI膜均匀且厚度合适，结构式(1)的化合物用量过少时，形成的SEI膜较少，无法完整包覆负极界面；结合对比例4和5，可以看出结构式(1)的化合物用量过多时，形成的SEI膜会较厚，对锂离子传输以及高温稳定性并不好。
对比实施例1、6至8可以看出，固定结构式(1)化合物的添加量，随着LiODFP的添加量增多，初始阻抗也是先降低后上升，高温存储产气量先减小后增大，说明LiODFP的最佳用量在0.7％左右，LiODFP加入过多(结合对比例4和6)或过少时，SEI膜的稳定性会变差，从而对电芯性能造成不良影响。
对比实施例1、对比例1及对比例2，在电解液中同时添加结构式(1)所示的化合物和LiODFP，无论初始阻抗还是高温存储产气均低于单独添加一种添加剂，这说明只有两种添加剂同时存在的情况下才能在负极表面包覆LiCl-LiF无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，而单一的添加剂无法形成相应的结构，因此效果要差一些。
本发明在非水电解液中引入氯代碳酸乙烯酯和二氟二草酸磷酸锂，使其在负极表面形成LiCl-LiF无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，提高了负极界面膜的包覆效果和稳定性，改善了锂离子电池的高温性能。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种非水电解液，其特征在于，包括：非水有机溶剂、锂盐及添加剂，所述添加剂包括氯代碳酸乙烯酯和二氟二草酸磷酸锂，其中，所述氯代碳酸乙烯酯包括结构式如下所示的化合物：
式中，R基团选自Cl基团或CCl3基团。
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述氯代碳酸乙烯酯在所述非水电解液中的质量百分含量为0.5％至5％。
3.根据权利要求2所述的非水电解液，其特征在于，所述氯代碳酸乙烯酯在所述非水电解液中的质量百分含量为1％至2.5％。
4.根据权利要求1至3任一所述的非水电解液，其特征在于，所述二氟二草酸磷酸锂在所述非水电解液中的质量百分含量为0.5％至2％。
5.根据权利要求4所述的非水电解液，其特征在于，所述二氟二草酸磷酸锂在所述非水电解液中的质量百分含量为0.5％至1％。
6.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述非水电解液的电导率为7.0～12.5mS/cm。
7.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述氯代碳酸乙烯酯的结构式为：
8.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂和/或双氟磺酰亚胺锂，所述非水电解液中所述锂盐的质量百分含量为8％至20％。
9.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯和链状碳酸酯，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或两种，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯种的一种或多种。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片、隔膜和权利要求1至9任一所述的非水电解液。
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