CN117276664A - 一种高电压锂离子电池电解液和锂离子电池 - Google Patents

一种高电压锂离子电池电解液和锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高电压锂离子电池电解液，包括电解质锂盐、有机溶剂、常规添加剂、六甲基环三硅氮烷和磺酰基苯甲酸甲酯类化合物。本发明还公开了含上述电解液的锂离子电池。本发明的电解液具有优良的高电压循环稳定性，尤其适用于NCM三元锂离子电池体系。

Description

一种高电压锂离子电池电解液和锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池电解液技术领域，尤其涉及一种高电压锂离子电池电解液和锂离子电池。
背景技术
锂离子电池Li-Ni-Co-Mn-O三元正极材料，具有高比容量、良好的循环性能、安全性好和对环境污染小等优点，被广泛应用于移动电话、摄像机、笔记本电脑等便捷式设备。在实际应用中，随着人们对电池高能量密度的要求，提高电极材料的工作电压成为一种重要手段，但在高工作电压条件下，三元材料的充放电比容量会出现衰减趋势，表现出较差的循环性能和倍率性能。造成这种现象的原因，一方面是在高工作电压下三元材料面临着晶体结构稳定性差、离子混排、不可逆相变等一系列问题，造成电池循环寿命短、热稳定性低、电解液消耗等宏观电池失效行为；另一方面，高电压会导致电解液的氧化分解及其与活性材料之间副反应的发生，造成活性材料的腐蚀。因此，开发高电压电解液，以此构建有效的界面保护并提高电极性能，具有十分重要的意义。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高电压锂离子电池电解液和锂离子电池。
本发明提出的一种高电压锂离子电池电解液，包括电解质锂盐、有机溶剂、常规添加剂、六甲基环三硅氮烷和磺酰基苯甲酸甲酯类化合物；所述磺酰基苯甲酸甲酯类化合物的结构式如式(Ⅰ)所示；
其中，R1选自氢原子、C1-C4烷基、取代或未取代的C2-C6不饱和烃基、卤素、氨基中的一种或几种；
R2选自氢原子、C1-C4烷基、取代或未取代的C2-C6不饱和烃基、卤素中的一种或几种。
其中，六甲基环三硅氮烷(CAS:1009-93-4)的结构式如下：
优选地，所述磺酰基苯甲酸甲酯类化合物选自以下化合物1-6中的一种或者多种：
其中：
化合物1：CAS:22821-70-1
化合物2：CAS:69812-51-7
化合物3：CAS:2138175-99-0
化合物4：CAS:1215074-49-9
化合物5：CAS:182003-84-5
化合物6：CAS:22808-73-7
优选地，所述六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的0.5-3.5％。
优选地，所述磺酰基苯甲酸甲酯类化合物的质量占电解液总质量的0.5-3.5％。
优选地，所述常规添加剂的质量占电解液总质量的0.1-5％。
优选地，所述常规添加剂为硫酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、1,3-丙烷磺内酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、丙烯基-1,3-磺酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、二氟磷酸锂中的至少一种。
优选地，所述电解质锂盐在电解液中的浓度为0.5-1.5mol/L。具体地，所述电解质锂盐在电解液中的浓度可以为0.5mol/L、1mol/L、1.25mol/L、1.5mol/L。
优选地，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、草酸磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。
优选地，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯，碳酸二甲脂、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、氟代碳酸乙烯酯、1,4-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯中的至少一种。
一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述电解液为所述的电解液，所述正极的正极活性材料包括NCM三元正极材料，所述负极的负极活性材料包括石墨。
本发明的有益效果如下：
本发明以六甲基环三硅氮烷和磺酰基苯甲酸甲酯类化合物复配作为电解液添加剂，其中磺酰基苯甲酸甲酯类化合物中的磺酰基经氧化还原后在三元正极和石墨负极表面形成含S的界面保护膜，该表面膜可以有效的抑制高电压下电解液的分解，通过与六甲基环三硅氮烷的协同作用，使得生成的含S的界面保护膜薄且稳定，一定程度上降低了界面阻抗，防止过渡金属离子在高电压循环时从富镍正极中溶解；六甲基环三硅氮烷结构中的Si-N还可以有效清除电解液中的HF，减少HF对界面结构和正极材料的破坏，并且抑制在高工作电压下电解液与三元正极的副反应，进而更好的保护高工作电压下的正极材料，同时明显改善电芯在高电压下的循环稳定性。本发明的电解液具有优良的高电压循环稳定性，尤其适用于NCM三元锂离子电池体系。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
下述实施例和对比例中，所使用的磺酰基苯甲酸甲酯类化合物结构式如表1所示：
表1
实施例1
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物1；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的3％，化合物1的质量占电解液总质量的1％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂溶解完全，然后加入碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂，再加入六甲基环三硅氮烷和化合物1，搅拌均匀即得。
实施例2
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物1；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的2.5％，化合物1的质量占电解液总质量的1.5％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法同实施例1。
实施例3
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物1；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的2.2％，化合物1的质量占电解液总质量的1.8％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法同实施例1。
实施例4
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物1；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的1.5％，化合物1的质量占电解液总质量的2.5％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法同实施例1。
实施例5
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物1；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的3.2％，化合物1的质量占电解液总质量的0.8％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法同实施例1。
实施例6
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物1；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的0.8％，化合物1的质量占电解液总质量的3.2％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法同实施例1。
实施例7
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物2；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的2.5％，化合物2的质量占电解液总质量的1.5％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂溶解完全，然后加入碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂，再加入六甲基环三硅氮烷和化合物2，搅拌均匀即得。
实施例8
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物3；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的2.5％，化合物3的质量占电解液总质量的1.5％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂溶解完全，然后加入碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂，再加入六甲基环三硅氮烷和化合物3，搅拌均匀即得。
实施例9
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物4；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的2.5％，化合物4的质量占电解液总质量的1.5％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂溶解完全，然后加入碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂，再加入六甲基环三硅氮烷和化合物4，搅拌均匀即得。
实施例10
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物5；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的2.5％，化合物5的质量占电解液总质量的1.5％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂溶解完全，然后加入碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂，再加入六甲基环三硅氮烷和化合物5，搅拌均匀即得。
实施例11
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物6；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的2.5％，化合物6的质量占电解液总质量的1.5％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂溶解完全，然后加入碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂，再加入六甲基环三硅氮烷和化合物6，搅拌均匀即得。
实施例12
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷和化合物1；其中，六氟磷酸锂的浓度为0.8mol/L，双氟磺酰亚胺锂盐的浓度为0.2mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的2.5％，化合物1的质量占电解液总质量的1.5％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂盐溶解完全，然后加入碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂，再加入六甲基环三硅氮烷和化合物1，搅拌均匀即得。
实施例13
一种高电压锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、有机溶剂、氟代碳酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、1,3-丙烷磺内酯、六甲基环三硅氮烷和化合物1；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，氟代碳酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，甲烷二磺酸亚甲酯的质量占电解液总质量的0.8％，1,3-丙烷磺内酯的质量占电解液总质量的0.5％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的2.5％，化合物1的质量占电解液总质量的1.5％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂溶解完全，然后加入氟代碳酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、1,3-丙烷磺内酯，再加入六甲基环三硅氮烷和化合物1，搅拌均匀即得。
对比例1
一种锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、六甲基环三硅氮烷；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的4％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂溶解完全，然后加入碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂，再加入六甲基环三硅氮烷，搅拌均匀即得。
对比例2
一种锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、化合物1；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，化合物1的质量占电解液总质量的4％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂溶解完全，然后加入碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂，再加入化合物1，搅拌均匀即得。
对比例3
一种锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，化合物1的质量占电解液总质量的4％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂溶解完全，然后加入碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂，搅拌均匀即得。
对比例4
一种锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、有机溶剂、氟代碳酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、1,3-丙烷磺内酯；其中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，氟代碳酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，甲烷二磺酸亚甲酯的质量占电解液总质量的0.8％，1,3-丙烷磺内酯的质量占电解液总质量的0.5％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂溶解完全，然后加入氟代碳酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、1,3-丙烷磺内酯，搅拌均匀即得。
对比例5
一种锂离子电池电解液，包括六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐、二氟磷酸锂、有机溶剂、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯；其中，六氟磷酸锂的浓度为0.8mol/L，双氟磺酰亚胺锂盐的浓度为0.2mol/L，二氟磷酸锂的质量占电解液总质量的0.8％，碳酸亚乙烯酯的质量占电解液总质量的0.5％，硫酸乙烯酯的质量占电解液总质量的1％，有机溶剂补足至100％；有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比为3:6:1组成。
上述电解液的制备方法为：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比混合得到有机溶剂，加入六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂盐溶解完全，然后加入碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂，搅拌均匀即得。
试验例
将实施例1-13和对比例1-5的电解液分别组装成电池，电池正极的活性材料为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，负极的活性材料为人造石墨，隔膜为陶瓷隔膜；对上述组装的电池分别进行50％SOC DCR、常温循环、高温循环测试。
50％SOC DCR：在25℃温箱中，1C放电至2.8V，1C恒流充电充至4.45V，恒压充电充至0.05C，以此记为一圈循环，循环5圈，取1-5圈循环放电容量为电芯定容容量，以定容容量值为C0，以1C0电流I0恒定时间放电30分钟，此时电芯SOC即为50％SOC，静置1小时后，2C0电流I1放电10秒结束，记静置1小时结束电压为V0，2C0电流I1放电10秒结束电流为V1，计算DCR。
计算公式：DCR＝(V1-V0)/I1
常温循环：在25℃温箱中，1C放电至2.8V，1C恒流充电充至4.45V，恒压充电充至0.05C，以此记为一圈循环，取第1-5圈循环放电容量为初始放电容量，当循环至800圈循环时，计算第800圈循环放电容量，将之与初始容量对比计算容量保持率。
计算公式：第800圈循环容量保持率＝(第800圈循环放电容量/初始放电容量)*100％
高温循环：在45℃温箱中，1C放电至2.8V，1C恒流充电充至4.45V，恒压充电充至0.05C，以此记为一圈循环，取第1-5圈循环放电容量为初始放电容量，当循环至500圈循环时，计算第500圈循环放电容量，将之与初始容量对比计算容量保持率。
计算公式：第500圈循环容量保持率＝(第500圈循环放电容量/初始放电容量)*100％
每个测试下实施例/对比例所组装电池均平行测试3只电池，测试结果列于表2中。
表2
由表2结果可知，本发明中将六甲基环三硅氮烷和磺酰基苯甲酸甲酯类化合物配合使用，制备得到的电解液，具有较好的耐电压性和循环稳定性，25℃循环800圈后容量保持率为85.11％～88.91％，45℃循环600圈后容量保持率为82.37％～85.33％。
综上实施例1-13和对比例1-5电池的测试结果，可以观察到，在2.8-4.45V条件下，六甲基环三硅氮烷和磺酰基苯甲酸甲酯类化合物配合使用制备得到的电解液，具有较好的耐电压性和循环稳定性，可以明显降低50％SOC下的DCR，并且明显提升常温和高温的循环性能。
本发明中的高电压电解液添加剂相比于其他常规添加剂，可以显著改善其在4.45V工作时的循环性能，在高电压电池体系有比较好的应用前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高电压锂离子电池电解液，其特征在于，包括电解质锂盐、有机溶剂、常规添加剂、六甲基环三硅氮烷和磺酰基苯甲酸甲酯类化合物；所述磺酰基苯甲酸甲酯类化合物的结构式如式(Ⅰ)所示；
其中，R1选自氢原子、C1-C4烷基、取代或未取代的C2-C6不饱和烃基、卤素、氨基中的一种或几种；
R2选自氢原子、C1-C4烷基、取代或未取代的C2-C6不饱和烃基、卤素中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液，其特征在于，所述磺酰基苯甲酸甲酯类化合物选自以下化合物1-6中的一种或者多种：
3.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液，其特征在于，所述六甲基环三硅氮烷的质量占电解液总质量的0.5-3.5％。
4.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液，其特征在于，所述磺酰基苯甲酸甲酯类化合物的质量占电解液总质量的0.5-3.5％。
5.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液，其特征在于，所述常规添加剂的质量占电解液总质量的0.1-5％。
6.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液，其特征在于，所述常规添加剂为硫酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、1,3-丙烷磺内酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、丙烯基-1,3-磺酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、二氟磷酸锂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解质锂盐在电解液中的浓度为0.5-1.5mol/L。
8.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、草酸磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液，其特征在于，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯，碳酸二甲脂、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、氟代碳酸乙烯酯、1,4-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯中的至少一种。
10.一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，其特征在于，所述电解液为权利要求1-9所述的电解液，所述正极的正极活性材料包括NCM三元正极材料，所述负极的负极活性材料包括石墨。
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