CN118054073A - 一种新型锂离子电池电解液、锂离子电池及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型锂离子电池电解液、锂离子电池及其应用。所述电解液包含羧基锂盐；所述羧基锂盐为电解质主盐或添加剂，为电解质主盐时其浓度为0.2～3.0mol/L；为添加剂时，其占电解液总质量的0.1％～5％；羧基锂盐具有RCOOLi通式，其中，R选自卤素、氢基、烷基、卤代甲氧基、卤代磺酰基、卤代磺酸基、卤代甲磺酰基、卤代(磺酰亚胺锂基)磺酰基、卤代烷基、苯基、卤代苯基、氰基、硝基等电负性较高的基团。本发明提供的羧基锂盐在有机溶剂中有较强的溶解能力，电解液具有较高的离子电导率，在正负极成膜薄且均匀、无机成分丰富，具有较低的电池内阻；锂离子电池具有较好的倍率性能、循环寿命以及宽温区工作性能。

Description

一种新型锂离子电池电解液、锂离子电池及其应用

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种新型锂离子电池电解液、锂离子电池及其应用。

背景技术

近年来，随着全球化石资源紧缺，各国都大力发展新能源产业，其中锂离子电池由于其有较高的能量密度以及优异的循环稳定性，极大推动了其在储能与电动汽车领域的大规模应用。与此同时，蓬勃发展的市场需求也让技术人员对锂离子电池的能量密度、使用寿命、安全性能、储存性能以及制造成本等方面提出了更高的要求。

一般而言，锂离子电池的关键材料包括正极材料、负极材料、隔膜和电解液。作为电池中重要的组成部分，电解液承载着正负极之间离子传导的作用，电解液的优劣直接影响着电池的各方面性能，决定了电池在各种工作条件下的容量发挥、循环寿命以及安全性能。

目前，锂离子电池电解液主要由有机溶剂、添加剂和电解质锂盐构成。常见的溶剂以碳酸酯为主，如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等，同时为了满足日益复杂的电池体系，人们针对不同材料的特性开发了较多新的溶剂以及添加剂体系。然而，锂离子电池电解液中对于锂盐的选择却受到了诸多限制，常见的如六氟磷酸锂(LiPF₆)、高氯酸锂(LiClO₄)、双三氟甲基磺酰亚胺盐(LiTFSI)等这些锂盐，有着诸如易与水反应、储存条件苛刻、高温易分解、高压稳定性差、高毒性、潜在爆炸性、易腐蚀集流体、工艺复杂、价格昂贵等诸多缺点；锂盐选择的局限性显著影响了锂离子电池的相关应用。

因此，针对锂离子电池以及电解液体系，很有必要开发一种具有高稳定性、高环境适应性、高安全性以及低制造成本的新型锂盐代替传统锂盐，以提高锂离子电池综合性能、拓宽锂离子电池使用场景，以开发新型动力电池和大规膜储能器件电解液。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新的低成本锂离子电池电解液。

本发明的目的之二在于提供一种锂离子电池。

本发明的目的之三在于提供一种所述锂离子电池电解液或锂离子电池的应用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提供一种锂离子电池电解液，其包含羧基锂盐；所述羧基锂盐为电解质主盐或添加剂；其中，当所述羧基锂盐为电解质主盐时，其浓度为0.2～3.0mol/L，优选0.4～2.0mol/L；当所述羧基锂盐为添加剂时，其占电解液总质量的0.1％～5％；

所述羧基锂盐的结构通式如式L所示：

其中，R选自卤素、氢基、碳原子数≥1的烷基、卤代甲氧基、卤代磺酰基、卤代磺酸基、卤代甲磺酰基、卤代(磺酰亚胺锂基)磺酰基、卤代烷基(至少含有一个卤素原子)、苯基、卤代苯基(至少含有一个卤素原子)、羟基、氰基、硝基、氨基、羧基、甲氧基、甲基肽键、碳碳三键、卤代(磺酰亚胺锂基)磺酸基、卤代甲基(磺酰亚胺锂基)磺酸基、磺酸锂基、三甲基硅基、卤代甲基硅基、卤代环三磷腈基、异氰酸酯基等一系列电负性较高的基团。

所述羧基锂盐通过在羧基另一端引入一系列强负电性的基团，使得锂离子与羧酸根结合能减弱，锂离子能较容易从羧基上解离出来，实现锂离子在电解液中的移动。

此外，上述提供的羧基锂盐可以根据锂离子电池正负极体系以及使用环境的不同，对与羧基相连的基团R进行设计，根据实验表明，该盐在羧基另一端引入不同的基团，将会带来不同的电化学效果。

优选地，所述R选自全氟异丙基、三硝基苯、三氰甲基。

在一些具体实施方式中，所述羧基锂盐为全氟异丙基羧酸锂、三硝基苯甲酸锂、三氰乙酸锂中的一种或几种；全氟异丙基羧酸锂、三硝基苯甲酸锂、三氰乙酸锂的结构式分别如L01、L02、L03所示：

L01、L02由于-CF₃以及-NO₂的引入，使得锂盐具有良好的耐氧化稳定性(≥4.8V)以及高温稳定性(≥300℃)，L03锂盐因为强电负性基团-C≡N的引入，使羧酸根离子与Li⁺结合能低，在低温下锂盐依然具有较强的解离度，使得对应的锂离子电池在低温下有较低的极化，展现出较好的电化学性能。

当羧基锂盐在锂离子电池电解液中做电解质主盐时：所述电解液还包含非水有机溶剂和添加剂；其中，所述非水有机溶剂的质量百分比含量为50％～96％，优选64％～94％；所述添加剂的质量百分比含量为0.25％～10％，优选0.5％～5.0％。

优选的，所述非水有机溶剂包括酯类、醚类、腈类、砜类溶剂及其卤素取代物中的一种或多种。

在一些具体的实施方式中，所述酯类溶剂选自一系列环状酯和线状酯，包括：碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丁酸丙酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、甲磺酸乙酯、γ-丁内酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯、甲基(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯、三氟乙酸甲酯中的一种或几种；醚类溶剂选自一系列环状醚或线状醚，包括：四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、双(2,2,2-三氟乙基)醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、2,2,2-三氟乙基-1,1,2,3,3,3-六氟丙基醚中的一种或几种；腈类溶剂选自一系列单腈或多腈化合物，包括：乙腈、丁腈、乙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、乙二醇双丙腈醚、1,3,6-己烷三腈、1-(2-氰乙基)吡咯中的一种或几种；砜类溶剂选自一系列环状砜或线状砜，包括：环丁砜、二甲基砜、二甲基亚砜、丙烯砜、四亚甲基砜、丁烯砜、乙砜、正丁砜、二甲砜、苯乙砜、二乙基砜、二苯基砜、二乙基亚砜、苄苯亚砜、乙基甲基砜中的一种或几种。

进一步优选的，所述酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、丁酸丙酯中的一种或多种。

进一步优选的，所述醚类溶剂为四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚中的一种或几种；所述腈类溶剂为乙腈、丁二腈、戊二腈中的一种或几种；所述砜类溶剂为环丁砜、二甲基砜、二甲基亚砜、丙烯砜、四亚甲基砜、二乙基砜、二苯基砜、二乙基亚砜中的一种或几种。

优选的，所述添加剂包括锂盐类添加剂以及非锂盐类添加剂；所述锂盐类添加剂选自六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、高氯酸锂(LiClO₄)、六氟砷酸锂(LiAsF₆)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、二氟磷酸锂(LiDFP)、双草酸二氟磷酸锂(LiDFOP)、三氟甲磺酸锂(LiOTF)、双(五氟乙基磺酰基)亚胺锂(LiBETI)、(氟磺酰基-正九氟丁烷磺酰基)亚胺锂(LiFNFSI)中的一种或几种；非锂盐类添加剂选自碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、磷酸三炔丙酯、亚硫酸乙烯酯、碳酸丙烯乙酯、磷酸三甲酯、三氟代甲基碳酸乙烯酯、乙氧基(五氟)环三磷腈、联苯、环乙基苯、金属茂化合物、噻蒽化合物、二甲氧基苯、甲烷二磺酸亚甲酯、四氯乙烯、2,2,2-三氟-N,N-二甲基乙酰胺、对甲苯磺酰异氰酸酯、二甲基二甲氧基硅烷、N,N-二甲氧甲酰胺中的一种或几种。

进一步优选地，所述锂盐类添加剂包括六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双草酸二氟磷酸锂(LiDFOP)、二氟磷酸锂(LiDFP)中的一种或几种；非盐类添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、磷酸三炔丙酯、亚硫酸乙烯酯、碳酸丙烯乙酯、四氯乙烯、2,2,2-三氟-N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种。

本发明提供的电解液将羧基锂盐作为电解质主盐使用时，与常规的电极材料均具备相容性，羧基锂盐在传统的非水有机溶剂中有很好的解离度，拥有较高的离子电导率和离子迁移数，同时其造价便宜、易于储存、满足目前锂离子电池的使用要求。根据锂离子电池的工作电压范围，可选择合适的取代基团，使其在电池的电压窗口内具有良好的电化学稳定性。同时相比目前常见的商业酯类电解液，羧基锂盐的加入使得锂离子电池拥有更好的高温稳定性、倍率性能以及低温容量保持率。

当羧基锂盐在锂离子电池电解液中做添加剂时，所述锂离子电池电解液还包括目前的商业电解液体系组成成分。

本发明还提供一种锂离子电池，其包括所述锂离子电池电解液。

优选地，所述锂离子电池，还包括正极、负极、隔膜；正极包括正极活性物质、导电剂、集流体、将所述正极活性物质和导电剂与集流体结合的粘结剂。

优选地，所述正极活性物质包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍锰酸锂、富锂锰基材料、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、二元材料、普鲁士系材料、有机正极材料、钒酸锂、钛酸锂中的一种或几种。

优选地，负极活性物质包括石墨、硬碳、软碳、硅碳复合、硅氧复合、钛酸锂、金属锂材料中的一种或多种。

优选地，所述隔膜包括多孔聚合物膜、无机复合膜、无纺布隔膜、玻璃纤维隔膜中的至少一种。

优选地，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。

所述锂离子电池电解液或所述锂离子电池在电子产品、小型电动设备、电动车、混合动力汽车、大型储能电站中的应用。

与现有技术相比，本发明有如下有益效果：

1、羧基锂盐具有结构简单、合成流程短，对储存环境以及运输条件要求不苛刻等诸多优点，使得电解液的综合成本较低；因此，本发明提供的羧基锂盐电解液为锂离子动力电池以及大型储能电站用锂离子电池的电解液的开发提供了新的选择。

2、本发明提供的羧基锂盐电解液，由于羧基锂盐在高温以及高湿条件下不会分解，使得该电解液有较好的耐高温、耐高湿等特点。该羧基锂盐能减少电解液中氢氟酸的产生，因此使得电池具有良好的循环稳定性。羧基锂盐能在正极和负极表面形成致密、较薄且富含无机盐相的钝化膜，有效的提高了电池循环稳定性、低温容量保持率和快充性能。

3、本发明提供的锂离子电池因含有羧基锂盐，有着更低的制造成本、更宽温域的工作能力和合格的循环稳定性，因此本发明提供的新型电解液以及锂离子电池设计策略将有利于推动新型动力电池和大规模储能器件的快速发展。

附图说明

图1为含有本发明实施例1所述电解液的2Ah石墨||磷酸铁锂软包电池在25℃下2.5-3.65V，1C循环充放电100圈的循环容量图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式作进一步的说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，并不代表本发明所设计的电解液除此以外没有其他未展示的性能。应当理解，以下描述仅仅用以解释本发明；同时本发明可以以许多其他的形式来实现，并不限制于本发明所描述的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

1、电解液的制备：将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)按质量比为EC:DMC:EMC＝1:1:1进行混合，加入1M全氟异丙基羧酸锂制成电解液，待锂盐完全溶解后，加入电解液质量3％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)添加剂。

2、正极片的制备：将正极活性物质磷酸铁锂(LFP)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按质量比92:4:4在N-甲基吡咯烷酮溶剂体系中充分搅拌混合均匀后，涂覆于铝箔上烘干、冷压，得到正极片。

3、负极片的制备：将负极活性物质石墨(Graphite)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按质量比92:4:4在N-甲基吡咯烷酮溶剂体系中充分搅拌混合均匀后，涂覆于铝箔上烘干、冷压，得到负极片。

4、锂离子电池的制备：将正极片、隔离膜、负极片依次层叠后沿同一方向卷绕得到裸电芯，将裸电芯置于外包装中，在55℃下搁置10h，注入制备的电解液并封装。静置24小时后，用0.l C恒流充电至3.65V，然后以3.65V恒压充电至电流下降到0.02C；然后以0.1C放电至2.5V，重复2次充放电；最后再以0.2C将电池充电至3.3V，完成电池制作，得到锂离子电池。该电池的主要技术规格参数如下：电池标称容量2.3Ah(0.5C)、标称电压3.2V(0.5C)、交流内阻≤6mΩ、规格尺寸4*60*80mm、质量45±2g、充放电电压范围2.5-3.65V、质量比能量125Wh/kg。

实施例2-9与对比例1-5

实施例2-9和对比例1-5的电解液配置方法参照实施例1的配置方法进行，实施例2-9和对比例1-5的电解液组成成分如表1所示。其中，非水有机溶剂中EMS为乙基甲基砜、TMS为环丁砜；AN为乙腈，DME为乙二醇二甲醚、DOL为1,3-二氧戊烷；添加剂中VC为碳酸亚乙烯酯。将实施例2-9与对比例1-5所示配置的电解液，参照实施例1电池的制备方法制成锂离子电池，并进行锂离子电池性能测试，测试方式与结果如表2所示；其中实施例1-7与对比例1-5的电池所使用的正极活性物质为磷酸铁锂LiFePO₄，实施例8-9使用的正极活性物质分别为三元Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O₂和锰酸锂LiMn₂O₄。

表1实施例1-9和对比例1-5的电解液组成

电池性能测试：分别对实施例1-9和对比例1-5电解液组装的锂离子电池进行如下性能测试。

1、电池循环性能测试：在室温25±2℃下，将分容后的实施例和对比例锂离子电池按1C恒流充电至4.1V，然后恒压充电至截止电流为0.02C，静置五分钟。按1C恒流放电至2.5V，记下首次循环放电容量。依此循环充放电200次循环后，按以下公式计算首次充放电效率和200次循环后锂离子电池的容量保持率：

200次循环容量保持率(％)＝(第200次循环放电容量/第一次循环放电容量)×100％

2、高温循环性能测试：在高温(60±2℃)条件下，将分容后的实施例和对比例锂离子电池按1C恒流充电至4.1V，然后恒压充电至截止电流为0.02C，静置五分钟。按1C恒流放电至2.5V，记下首次循环放电容量。依此循环充放电200次循环后，按性能测试1所述公式计算电池在60℃高温200次循环后锂离子电池的容量保持率。

3、低温性能测试：在-20±2℃条件下，将分容后的实施例和对比例锂离子电池以0.1C恒流充电至4.1V，然后恒压充电至截止电流为0.02C，静置五分钟。按0.1C恒流放电至2.5V，记录不同组电池在-20±2℃放电容量与25±2℃时放电容量的比值。每组测试5颗电池，取平均值，对比不同电解液电池的低温容量保持率。

低温容量保持率(％)＝(-20℃0.1C放电容量/25℃0.1C放电容量)×100％

表2实施例1-9和对比例1-5的电池性能测试结果

结合图1以及表2的电池性能测试结果可知：

1、由表2中实施例1-9与对比例1-5电池性能测试结果比较得知：本发明提供的羧基锂盐电解液在不同的溶剂体系(酯类、醚类、砜类、腈类)均有较良好的相容性，放电比容量保持了一个相当稳定的水平；羧基锂盐电解液常温下循环200周，电池容量保持率明显优于常规锂离子电池电解液；且由于锂盐的改变，电解液相比于LiPF₆基电解液，电池的常温、高温循环稳定性有着明显的优势。

2、由表2中实施例1与实施例8、9所述的电解液组装的磷酸铁锂、三元NCM811以及锰酸锂全电池性能测试结果得知：羧基锂盐做主盐在各种锂离子电池正负极体系下均具有良好的适应性；耐分解电压窗口能满足一般正负极材料的使用条件。

3、由表2中实施例7与对比例5所展现的电池性能结果比较得知：当该锂盐作为添加剂加入常规电解液时，电池的循环稳定性显著提高，原因是该盐含有的-C≡N强吸电子基团，使得该盐相比于LiPF₆能够更容易在电池正负极表面形成无机固体电解质界面膜。因此该盐在做主盐以及做添加剂方面对电池循环稳定性均有其有益效果。

4、由表2中实施例1-3与对比例1电池性能测试结果比较得知：实施例1-3与对比例1的溶剂体系对应相同，但是锂盐体系不相同，实施例1-3对应的电池高温性能优于对比例1，说明本发明设计的电解液所采用的新型羧基锂盐可提高电池的高温循环稳定性，原因是当电解液使用羧基锂盐时，相比于LiPF₆高温分解诱导生成形成HF而言，该盐不会在高温下分解生成有害产物，因此锂离子电池在循环寿命、耐高温特性等方面有显著的提高。

5、由表2中实施例1-3与对比例1电池性能测试结果比较得知：实施例1-3与对比例1的溶剂体系对应相同，但是锂盐体系不相同，实施例1-3对应的电池低温容量保持率优于对比例1，说明本发明设计的电解液所采用的羧基锂盐可提高电池的低温容量，原因是当电解液使用羧基锂盐时，相比LiPF₆而言羧基锂盐在正负极形成的钝化膜形态更薄且富含无机物成分，因此极大的减小了电池阻抗，可见采用的羧基锂盐电解液的锂离子电池在低温容量保持以及快充性能方面得到显著改善，且根据实施例1-3电池低温性能测试结果可得出实施例3电解液使得锂离子电池低温性能最为优异，因为强电负性基团-C≡N的引入，使羧酸根离子与Li⁺结合能极低，在低温下锂盐依然保持较强的解离度，使得锂离子电池在低温下容量保持率最高。

6、实施例4-6与对比例2-5电池性能测试结果比较得知：有机溶剂体系对电池性能也有一定影响：实施例4与对比例2所使用的溶剂体系为砜类，其本身对正极材料的兼容性不如对比例5的酯类溶剂，同时其自身带来的高粘度低浸润性使其对电池性能有影响；实施例5与对比例3所使用的溶剂体系为腈类，其本身不具有优异的成膜特性，在石墨负极表面的兼容性较差；实施例6与对比例4所使用的溶剂体系为醚，醚类电解液耐氧化性差，容易生成过氧化物，因此在锂离子电池中造成电解液易分解，电池稳定性下降乃至失效，但是其本身具有低粘度，使得电池拥有了更好低温性能。因此，当所选溶剂与电池体系兼容时，电池性能较优。此外，对比例5与实施例7比较的不同是实施例7电解液将羧基锂盐加入常规六氟磷酸锂盐电解液体系，使得锂离子电池在高温、低温下获得更好的容量保持率。因此该新型羧基锂盐也可以当作锂离子电池添加剂用来改善目前的商业电解液体系。

7、图1为含有实施例1电解液的磷酸铁锂软包电池(电池容量2.3Ah)充放电循环容量图。由图1可知，本发明中羧酸锂盐作为主盐在常规锂离子电池体系下能正常工作，没有表现出过快的分解现象；含有该电解液的锂离子电池在1C(2.3A)充放电循环工作中的容量发挥和电池寿命等方面表现良好，说明该羧酸锂盐能够满足作为锂离子电池电解质盐的基本要求，含有该羧酸锂盐的电解液具有较广泛的应用场景。

综上，本发明的新型锂盐和锂离子电池电解液相比于常规的锂盐以及锂离子电池电解液有着诸多显著优势，电解液中羧基盐做主盐使得锂离子电池在循环寿命、耐高温特性和低温容量保持率等方面有着显著的提高。

本发明所提到的羧基锂盐电解液以及锂离子电池可应用于电子产品、小型电动设备、电动车、混合动力汽车、大型储能电站等领域。

以上说明仅针对本发明的部分实施例进行具体说明，并不对本发明的发明范围构成任何限制；本领域技术人员凡是在本发明原则之内所做的任何替换、修改以及和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液包含羧基锂盐；所述羧基锂盐为电解质主盐或添加剂；其中，当所述羧基锂盐为电解质主盐时，羧基锂盐的浓度为0.2～3.0mol/L；当所述羧基锂盐为添加剂时，羧基锂盐占所述电解液总质量的0.1％～5％；所述羧基锂盐的结构通式如式L所示：

其中，R选自卤素、氢基、碳原子数≥1的烷基、卤代甲氧基、卤代磺酰基、卤代磺酸基、卤代甲磺酰基、卤代(磺酰亚胺锂基)磺酰基、至少含有一个卤素原子的卤代烷基、苯基、至少含有一个卤素原子的卤代苯基、羟基、氰基、硝基、氨基、羧基、甲氧基、甲基肽键、碳碳三键、卤代(磺酰亚胺锂基)磺酸基、卤代甲基(磺酰亚胺锂基)磺酸基、磺酸锂基、三甲基硅基、卤代甲基硅基、卤代环三磷腈基、异氰酸酯基基团。

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述羧基锂盐为全氟异丙基羧酸锂、三硝基苯甲酸锂、三氰乙酸锂中的一种或几种；全氟异丙基羧酸锂、三硝基苯甲酸锂、三氰乙酸锂的结构式分别如L01、L02、L03所示：

3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，当羧基锂盐在所述电解液中做电解质主盐时，所述电解液还包含非水有机溶剂和添加剂；其中，所述非水有机溶剂的质量百分比含量为50％～96％；所述添加剂的质量百分比含量为0.25％～10％。

4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂包括酯类、醚类、腈类、砜类溶剂及其卤素取代物中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述酯类溶剂选自一系列环状酯和线状酯，包括：碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丁酸丙酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、甲磺酸乙酯、γ-丁内酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯、甲基(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯、三氟乙酸甲酯中的一种或几种；醚类溶剂选自一系列环状醚或线状醚，包括：四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、双(2,2,2-三氟乙基)醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、2,2,2-三氟乙基-1,1,2,3,3,3-六氟丙基醚中的一种或几种；腈类溶剂选自一系列单腈或多腈化合物，包括：乙腈、丁腈、乙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、乙二醇双丙腈醚、1,3,6-己烷三腈、1-(2-氰乙基)吡咯中的一种或几种；砜类溶剂选自一系列环状砜或线状砜，包括：环丁砜、二甲基砜、二甲基亚砜、丙烯砜、四亚甲基砜、丁烯砜、乙砜、正丁砜、二甲砜、苯乙砜、二乙基砜、二苯基砜、二乙基亚砜、苄苯亚砜、乙基甲基砜中的一种或几种。

6.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述添加剂包括锂盐类添加剂以及非锂盐类添加剂；所述锂盐类添加剂选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、双草酸二氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(五氟乙基磺酰基)亚胺锂、(氟磺酰基-正九氟丁烷磺酰基)亚胺锂中的一种或几种；非锂盐类添加剂选自碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、磷酸三炔丙酯、亚硫酸乙烯酯、碳酸丙烯乙酯、磷酸三甲酯、三氟代甲基碳酸乙烯酯、乙氧基(五氟)环三磷腈、联苯、环乙基苯、金属茂化合物、噻蒽化合物、二甲氧基苯、甲烷二磺酸亚甲酯、四氯乙烯、2,2,2-三氟-N,N-二甲基乙酰胺、对甲苯磺酰异氰酸酯、二甲基二甲氧基硅烷、N,N-二甲氧甲酰胺中的一种或几种。

7.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求1～6任一项所述的电解液。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池还包含正极、负极、隔膜。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，正极包括正极活性物质、导电剂、集流体、将所述正极活性物质和导电剂与集流体结合的粘结剂；所述正极活性物质包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍锰酸锂、富锂锰基材料、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、二元材料、普鲁士系材料、有机正极材料、钒酸锂、钛酸锂中的一种或几种。

10.一种如权利要求1～6任一项所述的电解液或如权利要求7～9任一项所述的锂离子电池在电子产品、小型电动设备、电动车、混合动力汽车、大型储能电站中的应用。