一种电解液和锂离子电池的制作方法

1.本发明涉及电池制造领域，特别是一种电解液和锂离子电池。


背景技术：

2.锂离子电池被广泛应用于3c数码、电动工具、航天、储能、动力汽车等领域，随着科学技术和消费产品的快速发展，锂离子电池需要具备更高的工作电压和能量密度。
3.随着锂离子电池的工作电压不断升高，现有的锂离子电池在高电压(＞4.5v)下经历长期循环充放电过程会导致电化学性能恶化的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种电解液和锂离子电池，巧妙地解决了上述技术问题。
5.为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
6.本发明提供了一种电解液，包括电解质盐、有机溶剂和添加剂；
7.电解质盐包括化合物s1，化合物s1包括氟元素、锂元素中的至少一个，有机溶剂包括碳酸乙烯酯；
8.添加剂包括添加剂s2，添加剂s2具有如式(1)所示的结构：
[0009][0010]
其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地包括被卤素取代或未被取代的c1-c20的烷烃基、被卤素取代或未被取代的c3-c20的环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的c1-c20烯烃基、被卤素取代或未被取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的c6-c26的苯烷基、被卤素取代或未被取代的c6-c26的稠环芳烃基、空键中的任意一种，x为o或s；
[0011]
添加剂s2在电解液中的质量百分比为0.3％～10％。
[0012]
可选地，添加剂s2具有如式(2)或式(3)所示的结构：
[0013][0014]
可选地，添加剂s2在电解液中的质量百分比为1％。
[0015]
可选地，化合物s1包括六氟磷酸盐，六氟砷酸盐、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中的至少一种。
[0016]
可选地，化合物s1的浓度为0.8～1.3mol/l。
[0017]
可选地，有机溶剂还包括碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中的至少一种。
[0018]
可选地，添加剂还包括氟代碳酸酯、腈类化合物。
[0019]
本发明还提供了一种锂离子电池，包括正极片、负极片、锂电池隔膜和如上述的电解液。
[0020]
可选地，正极片包括正极集流体和设置在正极集流体上的正极浆料层，正极浆料层包括正极材料；
[0021]
负极片包括负极集流体和设置在负极集流体上的负极浆料层，负极浆料层包括负极材料。
[0022]
可选地，正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸亚铁锂、锰酸锂中的至少一种；
[0023]
和/或，负极材料包括天然石墨、人造石墨、中间相炭微球、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合材料、锂锡合金、锂锡合金氧化物、金属锡、氧化亚锡、氧化锡、尖晶石结构的锂化li4ti5o
12-tio2复合电极材料、锂铝合金中的至少一种。
[0024]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过添加剂s2对锂离子电池的正负极起到保护作用，添加剂s2在高电压工作状态下会发生氧化原反应并在正负极上参与形成sei膜和cei膜；其中，当添加剂s2位于正极附近时，在高电压工作状态下会被氧化，添
加剂s2的氧化产物可以与电解液中的碳酸乙烯酯发生聚合反应，其聚合产物会包覆在正极表面从而起到保护作用；当添加剂s2位于负极附近时，长时间的持续被还原之后，添加剂s2的还原产物会在负极表面形成含有r-s-o-f磺酸酯的化合物保护层；此外，电解液中氟化物的氟离子会被添加剂s2中的硅基团捕获，从而避免在电解液中生成过多的氢氟酸，进而降低了氢氟酸对于锂离子电池的负面作用。因此，本发明中的电解液能够对高电压工作条件下的锂离子电池起到保护作用，有效改善锂离子电池电化学性能恶化的问题。
具体实施方式
[0025]
锂离子电池广泛应用于各种便携式电子产品中，例如手机、笔记本电脑、平板电脑和数码相机等。钴酸锂具有体积比密度高的特点，常作为锂离子电池中的电极材料使用。
[0026]
钴酸锂具备生产工艺难度低、工作电压高、释放电流稳定、循环寿命长的优点，但在高电压下licoo2会出现晶格内部应力增大，引起结构坍塌和剧烈的界面副反应，进而导致电池性能发生不可逆的恶化。
[0027]
现对本发明的技术方案及实施例作详细说明。
[0028]
本发明所采用的技术方案如下：
[0029]
本发明提供了一种电解液，包括电解质盐、有机溶剂和添加剂；
[0030]
电解质盐包括化合物s1，化合物s1包括氟元素、锂元素中的至少一个，有机溶剂包括碳酸乙烯酯；
[0031]
添加剂包括添加剂s2，添加剂s2具有如式(1)所示的结构：
[0032][0033]
其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地包括被卤素取代或未被取代的c1-c20的烷烃基、被卤素取代或未被取代的c3-c20的环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的c1-c20烯烃基、被卤素取代或未被取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的c6-c26的苯烷基、被卤素取代或未被取代的c6-c26的稠环芳烃基、空键中的任意一种，x为o或s；添加剂s2在电解液中的质量百分比为0.3％～10％。
[0034]
在一种可选实施例中，添加剂s2在电解液中的质量百分比可以为0.3％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％等。
[0035]
添加剂s2在高电压工作状态下会发生氧化原反应并在正负极上参与形成sei膜和cei膜，从而对锂离子电池的正负极起到保护作用。此外，电解液中氟化物的氟离子会被添加剂s2中的硅基团捕获，从而避免在电解液中生成过多的氢氟酸，进而降低了氢氟酸对于
锂离子电池的负面作用。
[0036]
当添加剂s2中的x为o时，添加剂s2为同时具有硫酸酯和磺酸酯官能团的化合物，硫酸酯官能团能够降低正负极表面的界面阻抗，从而使得锂离子电池的电化学性能得到优化提升。
[0037]
进一步地，添加剂s2具有如式(2)或式(3)所示的结构：
[0038][0039]
当添加剂s2具有如式(2)所示的结构时，添加剂s2为同时具有硫酸酯和磺酸酯官能团的化合物；当添加剂s2具有如式(3)所示的结构时，添加剂s2为同时具有两个磺酸酯官能团的化合物。
[0040]
硫酸酯官能团可以使得锂离子电池的正负极表面的界面电阻有所降低，添加剂s2在高电压工作状态下会发生氧化原反应并在正负极上参与形成sei膜和cei膜，从而有效改善锂离子电池电化学性能恶化的问题。
[0041]
其中，当添加剂s2位于正极附近时，在高电压工作状态下会被氧化，添加剂s2的氧化产物可以与电解液中的碳酸乙烯酯发生聚合反应，其聚合产物会包覆在正极表面从而起到保护作用；当添加剂s2位于负极附近时，长时间的持续被还原之后，添加剂s2的还原产物会在负极表面形成含有r-s-o-f磺酸酯的化合物保护层。
[0042]
此外，电解液中氟化物的氟离子会被添加剂s2中的硅基团捕获，从而避免在电解液中生成过多的氢氟酸，进而降低了氢氟酸对于锂离子电池的负面作用。
[0043]
具体地，添加剂s2在电解液中的质量百分比为1％。
[0044]
进一步地，化合物s1包括六氟磷酸盐，六氟砷酸盐、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中的至少一种。
[0045]
具体地，化合物s1的浓度为0.8～1.3mol/l。在一种可选实施例中，化合物s1的浓度可以为0.8mol/l、0.9mol/l、1mol/l、1.1mol/l、1.2mol/l、1.3mol/l等。
[0046]
进一步地，有机溶剂还包括碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中的至少一种。
[0047]
进一步地，添加剂还包括氟代碳酸酯、腈类化合物。
[0048]
氟代分子具有较高的氧化电位和较高的还原电位，从而使得含有氟代分子的化合物具有显著的抗氧化和低的耐还原稳定性、使其能够改善电解液耐氧化稳定性，进而使得锂离子电池的电化学性能得到改善；腈类化合物具有优异的热稳定性和高的抗氧化能力，腈类化合物可以改善正极/电解液表面的稳定性。
[0049]
本发明还提供了一种锂离子电池，包括正极片、负极片、锂电池隔膜和如上述的电解液。
[0050]
进一步地，正极片包括正极集流体和设置在正极集流体上的正极浆料层，正极浆料层包括正极材料。负极片包括负极集流体和设置在负极集流体上的负极浆料层，负极浆料层包括负极材料。
[0051]
进一步地，正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸亚铁锂、锰酸锂中的至少一种。
[0052]
进一步地，负极材料包括天然石墨、人造石墨、中间相炭微球、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合材料、锂锡合金、锂锡合金氧化物、金属锡、氧化亚锡、氧化锡、尖晶石结构的锂化li4ti5o
12-tio2复合电极材料、锂铝合金中的至少一种。
[0053]
下面通过具体实施例详细描述本发明，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0054]
实施例1
[0055]
1.电解液的制备
[0056]
1.1将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)按照质量比为10:10:20:60进行混合，混合均匀后，制得有机溶剂；
[0057]
1.2将1,3-丙磺酸内酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、化合物s1加入上述步骤1.1制得的有机溶剂中，制得混合溶液；其中，混合溶液中化合物s1的浓度为1.1mol/l，化合物s1选用为六氟磷酸锂(lipf6)。
[0058]
1.3向上述步骤1.2制得的混合溶液中加入己二腈(adn)、1,3,6-己烷三腈(htcn)和添加剂s2，混合均匀后，制得电解液；其中，1,3-丙磺酸内酯(ps)在电解液中的质量百分比为3％、氟代碳酸乙烯酯(fec)在电解液中的质量百分比为8％、己二腈(adn)在电解液中的质量百分比为1％、1,3,6-己烷三腈(htcn)在电解液中的质量百分比为2％；添加剂s2在电解液中的质量百分比为0.3％，添加剂s2选用为
[0059][0060]
2.正极片的制备
[0061]
2.1将正极材料钴酸锂(lco)、导电剂碳纳米管(cnt)，粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)按照质量比为97:1.5:1.5的比例加入到n-甲基吡咯烷酮溶剂(nmp)中，充分搅拌混合均匀后，制得正极浆料；
[0062]
2.2再正极集流体铝箔上涂覆上述步骤2.1制得的正极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得正极片。
[0063]
3.负极片的制备
[0064]
3.1将负极材料石墨、导电剂乙炔黑(acet)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)，增稠剂羧甲基纤维素钠(cmc-na)按照质量比为95:2:2:1的比例加入到去离子水溶剂中，充分搅拌混合均匀后，制得负极浆料；
[0065]
3.2再负极集流体铜箔上涂覆上述步骤2.1制得的负极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得负极片。
[0066]
4.锂离子电池的制备
[0067]
将上述步骤2.2制得的正极片、上述步骤2.2制得的负极片与隔离膜组装卷绕为裸电芯，其中，隔离膜需位于正极片与负极片之间；将裸电芯放置在外包装袋中，注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，制得锂离子电池；其中，电芯的型号为515974。
[0068]
实施例2
[0069]
1.电解液的制备
[0070]
1.1将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)按照质量比为10:10:20:60进行混合，混合均匀后，制得有机溶剂；
[0071]
1.2将1,3-丙磺酸内酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、化合物s1加入上述步骤1.1制得的有机溶剂中，制得混合溶液；其中，混合溶液中化合物s1的浓度为1.1mol/l，化合物s1选用为六氟磷酸锂(lipf6)。
[0072]
1.3向上述步骤1.2制得的混合溶液中加入己二腈(adn)、1,3,6-己烷三腈(htcn)和添加剂s2，混合均匀后，制得电解液；其中，1,3-丙磺酸内酯(ps)在电解液中的质量百分比为3％、氟代碳酸乙烯酯(fec)在电解液中的质量百分比为8％、己二腈(adn)在电解液中的质量百分比为1％、1,3,6-己烷三腈(htcn)在电解液中的质量百分比为2％；添加剂s2在电解液中的质量百分比为0.5％，添加剂s2选用为
[0073][0074]
2.正极片的制备
[0075]
2.1将正极材料钴酸锂(lco)、导电剂碳纳米管(cnt)，粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)按照质量比为97:1.5:1.5的比例加入到n-甲基吡咯烷酮溶剂(nmp)中，充分搅拌混合均匀后，制得正极浆料；
[0076]
2.2再正极集流体铝箔上涂覆上述步骤2.1制得的正极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得正极片。
[0077]
3.负极片的制备
[0078]
3.1将负极材料石墨、导电剂乙炔黑(acet)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)，增稠剂羧甲基纤维素钠(cmc-na)按照质量比为95:2:2:1的比例加入到去离子水溶剂中，充分搅拌混合均匀后，制得负极浆料；
[0079]
3.2再负极集流体铜箔上涂覆上述步骤2.1制得的负极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得负极片。
[0080]
4.锂离子电池的制备
[0081]
将上述步骤2.2制得的正极片、上述步骤2.2制得的负极片与隔离膜组装卷绕为裸电芯，其中，隔离膜需位于正极片与负极片之间；将裸电芯放置在外包装袋中，注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，制得锂离子电池；其中，电芯的型号为515974。
[0082]
实施例3
[0083]
1.电解液的制备
[0084]
1.1将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)按照质量比为10:10:20:60进行混合，混合均匀后，制得有机溶剂；
[0085]
1.2将1,3-丙磺酸内酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、化合物s1加入上述步骤1.1制得的有机溶剂中，制得混合溶液；其中，混合溶液中化合物s1的浓度为1.1mol/l，化合物s1选用为六氟磷酸锂(lipf6)。
[0086]
1.3向上述步骤1.2制得的混合溶液中加入己二腈(adn)、1,3,6-己烷三腈(htcn)和添加剂s2，混合均匀后，制得电解液；其中，1,3-丙磺酸内酯(ps)在电解液中的质量百分比为3％、氟代碳酸乙烯酯(fec)在电解液中的质量百分比为8％、己二腈(adn)在电解液中的质量百分比为1％、1,3,6-己烷三腈(htcn)在电解液中的质量百分比为2％；添加剂s2在电解液中的质量百分比为1％，添加剂s2选用为
[0087][0088]
2.正极片的制备
[0089]
2.1将正极材料钴酸锂(lco)、导电剂碳纳米管(cnt)，粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)按照质量比为97:1.5:1.5的比例加入到n-甲基吡咯烷酮溶剂(nmp)中，充分搅拌混合均匀后，制得正极浆料；
[0090]
2.2再正极集流体铝箔上涂覆上述步骤2.1制得的正极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得正极片。
[0091]
3.负极片的制备
[0092]
3.1将负极材料石墨、导电剂乙炔黑(acet)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)，增稠剂羧甲基纤维素钠(cmc-na)按照质量比为95:2:2:1的比例加入到去离子水溶剂中，充分搅拌混合均匀后，制得负极浆料；
[0093]
3.2再负极集流体铜箔上涂覆上述步骤2.1制得的负极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得负极片。
[0094]
4.锂离子电池的制备
[0095]
将上述步骤2.2制得的正极片、上述步骤2.2制得的负极片与隔离膜组装卷绕为裸电芯，其中，隔离膜需位于正极片与负极片之间；将裸电芯放置在外包装袋中，注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，制得锂离子电池；其中，电芯的型号为515974。
[0096]
实施例4
[0097]
1.电解液的制备
[0098]
1.1将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)按照质量比为10:10:20:60进行混合，混合均匀后，制得有机溶剂；
[0099]
1.2将1,3-丙磺酸内酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、化合物s1加入上述步骤1.1制得的有机溶剂中，制得混合溶液；其中，混合溶液中化合物s1的浓度为1.1mol/l，化合物s1选用为六氟磷酸锂(lipf6)。
[0100]
1.3向上述步骤1.2制得的混合溶液中加入己二腈(adn)、1,3,6-己烷三腈(htcn)和添加剂s2，混合均匀后，制得电解液；其中，1,3-丙磺酸内酯(ps)在电解液中的质量百分比为3％、氟代碳酸乙烯酯(fec)在电解液中的质量百分比为8％、己二腈(adn)在电解液中的质量百分比为1％、1,3,6-己烷三腈(htcn)在电解液中的质量百分比为2％；添加剂s2在电解液中的质量百分比为2％，添加剂s2选用为
[0101][0102]
2.正极片的制备
[0103]
2.1将正极材料钴酸锂(lco)、导电剂碳纳米管(cnt)，粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)按照质量比为97:1.5:1.5的比例加入到n-甲基吡咯烷酮溶剂(nmp)中，充分搅拌混合均匀后，制得正极浆料；
[0104]
2.2再正极集流体铝箔上涂覆上述步骤2.1制得的正极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得正极片。
[0105]
3.负极片的制备
[0106]
3.1将负极材料石墨、导电剂乙炔黑(acet)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)，增稠剂羧甲基纤维素钠(cmc-na)按照质量比为95:2:2:1的比例加入到去离子水溶剂中，充分搅拌混合均匀后，制得负极浆料；
[0107]
3.2再负极集流体铜箔上涂覆上述步骤2.1制得的负极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得负极片。
[0108]
4.锂离子电池的制备
[0109]
将上述步骤2.2制得的正极片、上述步骤2.2制得的负极片与隔离膜组装卷绕为裸电芯，其中，隔离膜需位于正极片与负极片之间；将裸电芯放置在外包装袋中，注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，制得锂离子电池；其中，电芯的型号为515974。
[0110]
实施例5
[0111]
1.电解液的制备
[0112]
1.1将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)按照质量比为10:10:20:60进行混合，混合均匀后，制得有机溶剂；
[0113]
1.2将1,3-丙磺酸内酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、化合物s1加入上述步骤1.1制得的有机溶剂中，制得混合溶液；其中，混合溶液中化合物s1的浓度为1.1mol/l，化合物s1选用为六氟磷酸锂(lipf6)。
[0114]
1.3向上述步骤1.2制得的混合溶液中加入己二腈(adn)、1,3,6-己烷三腈(htcn)和添加剂s2，混合均匀后，制得电解液；其中，1,3-丙磺酸内酯(ps)在电解液中的质量百分比为3％、氟代碳酸乙烯酯(fec)在电解液中的质量百分比为8％、己二腈(adn)在电解液中的质量百分比为1％、1,3,6-己烷三腈(htcn)在电解液中的质量百分比为2％；添加剂s2在电解液中的质量百分比为5％，添加剂s2选用为
[0115][0116]
2.正极片的制备
[0117]
2.1将正极材料钴酸锂(lco)、导电剂碳纳米管(cnt)，粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)按照质量比为97:1.5:1.5的比例加入到n-甲基吡咯烷酮溶剂(nmp)中，充分搅拌混合均匀后，制得正极浆料；
[0118]
2.2再正极集流体铝箔上涂覆上述步骤2.1制得的正极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得正极片。
[0119]
3.负极片的制备
[0120]
3.1将负极材料石墨、导电剂乙炔黑(acet)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)，增稠剂羧甲基纤维素钠(cmc-na)按照质量比为95:2:2:1的比例加入到去离子水溶剂中，充分搅拌混合均匀后，制得负极浆料；
[0121]
3.2再负极集流体铜箔上涂覆上述步骤2.1制得的负极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得负极片。
[0122]
4.锂离子电池的制备
[0123]
将上述步骤2.2制得的正极片、上述步骤2.2制得的负极片与隔离膜组装卷绕为裸电芯，其中，隔离膜需位于正极片与负极片之间；将裸电芯放置在外包装袋中，注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，制得锂离子电池；其中，电芯的型号为515974。
[0124]
实施例6
[0125]
1.电解液的制备
[0126]
1.1将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)按照质量比为10:10:20:60进行混合，混合均匀后，制得有机溶剂；
[0127]
1.2将1,3-丙磺酸内酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、化合物s1加入上述步骤1.1制得的有机溶剂中，制得混合溶液；其中，混合溶液中化合物s1的浓度为1.1mol/l，化合物s1选用为六氟磷酸锂(lipf6)。
[0128]
1.3向上述步骤1.2制得的混合溶液中加入己二腈(adn)、1,3,6-己烷三腈(htcn)和添加剂s2，混合均匀后，制得电解液；其中，1,3-丙磺酸内酯(ps)在电解液中的质量百分比为3％、氟代碳酸乙烯酯(fec)在电解液中的质量百分比为8％、己二腈(adn)在电解液中的质量百分比为1％、1,3,6-己烷三腈(htcn)在电解液中的质量百分比为2％；添加剂s2在电解液中的质量百分比为10％，添加剂s2选用为
[0129][0130]
2.正极片的制备
[0131]
2.1将正极材料钴酸锂(lco)、导电剂碳纳米管(cnt)，粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)按照质量比为97:1.5:1.5的比例加入到n-甲基吡咯烷酮溶剂(nmp)中，充分搅拌混合均匀后，制得正极浆料；
[0132]
2.2再正极集流体铝箔上涂覆上述步骤2.1制得的正极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得正极片。
[0133]
3.负极片的制备
[0134]
3.1将负极材料石墨、导电剂乙炔黑(acet)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)，增稠剂羧甲基纤维素钠(cmc-na)按照质量比为95:2:2:1的比例加入到去离子水溶剂中，充分搅拌混合均匀后，制得负极浆料；
[0135]
3.2再负极集流体铜箔上涂覆上述步骤2.1制得的负极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得负极片。
[0136]
4.锂离子电池的制备
[0137]
将上述步骤2.2制得的正极片、上述步骤2.2制得的负极片与隔离膜组装卷绕为裸电芯，其中，隔离膜需位于正极片与负极片之间；将裸电芯放置在外包装袋中，注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，制得锂离子电池；其中，电芯的型号为515974。
[0138]
对比例1
[0139]
1.电解液的制备
[0140]
1.1将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)按照质量比为10:10:20:60进行混合，混合均匀后，制得有机溶剂；
[0141]
1.2将1,3-丙磺酸内酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、化合物s1加入上述步骤1.1制得的有机溶剂中，制得浓度为1.1mol/l的混合溶液；其中，化合物s1选用为六氟磷酸锂(lipf6)。
[0142]
1.3向上述步骤1.2制得的混合溶液中加入己二腈(adn)、1,3,6-己烷三腈(htcn)，混合均匀后，制得电解液；其中，1,3-丙磺酸内酯(ps)在电解液中的质量百分比为3％、氟代碳酸乙烯酯(fec)在电解液中的质量百分比为8％、己二腈(adn)在电解液中的质量百分比为1％、1,3,6-己烷三腈(htcn)在电解液中的质量百分比为2％。
[0143]
2.正极片的制备
[0144]
2.1将正极材料钴酸锂(lco)、导电剂碳纳米管(cnt)，粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)按照质量比为97:1.5:1.5的比例加入到n-甲基吡咯烷酮溶剂(nmp)中，充分搅拌混合均匀
后，制得正极浆料；
[0145]
2.2再正极集流体铝箔上涂覆上述步骤2.1制得的正极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得正极片。
[0146]
3.负极片的制备
[0147]
3.1将负极材料石墨、导电剂乙炔黑(acet)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)，增稠剂羧甲基纤维素钠(cmc-na)按照质量比为95:2:2:1的比例加入到去离子水溶剂中，充分搅拌混合均匀后，制得负极浆料；
[0148]
3.2再负极集流体铜箔上涂覆上述步骤2.1制得的负极浆料，经烘干、冷压、裁切后，制得负极片。
[0149]
4.锂离子电池的制备
[0150]
将上述步骤2.2制得的正极片、上述步骤2.2制得的负极片与隔离膜组装卷绕为裸电芯，其中，隔离膜需位于正极片与负极片之间；将裸电芯放置在外包装袋中，注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，制得锂离子电池；其中，电芯的型号为515974。
[0151]
采用以下方法测试电化学性能：
[0152]
(1)高温循环测试：将电池置于在45
±
2度环境，按照标准充放电循环，循环倍率1c，充电电压3.0-4.5v，计算循环后电池的容量保持率。计算公式如下：
[0153]
第n次循环容量保持率(％)＝(第n次循环放电容量)/(首次循环放电容量)*100％
[0154]
(2)高温存储测试：
[0155]
测试方法：将电池在25
±
2度下，以0.5c电流充至4.5v；再将满电电池置于85度环境下6小时，热测厚度膨胀率；恢复至室温后，以0.5c大小电流进行放电到3.0v，记录放电容量。
[0156]
实施例1～6以及对比例1所制备的锂离子电池的电化学性能测试结果汇总如表1所示：
[0157]
表1
[0158][0159]
高温循环测试的测试结果显示，与对比例1中的锂离子电池相比，实施例1～5中的锂离子电池，其不同循环周数下的容量保持率和厚度膨胀率均有明显提升；其中，实施例3中的锂离子电池，其不同循环周数下的容量保持率和高温存储厚度膨胀率明显更优。
[0160]
高温存储测试的测试结果显示，与对比例1中的锂离子电池相比，实施例1～5中的锂离子电池，其容量保持率和厚度膨胀率均有明显提升；其中，实施例3中的锂离子电池，其
容量保持率和厚度膨胀率明显更优。
[0161]
综上所述，与对比例1中的锂离子电池相比，实施例1～5中的锂离子电池，其电化学性能测试中的相关参数大多都有明显提高，说明其具有更优的电化学性能，进而说明添加剂s2的加入对于高电压工作条件下锂离子电池的电化学性能有所改善；其中，实施例3中的锂离子电池，其电化学性能测试中的相关参数明显更优，进而说明当添加剂s2在电解液中的质量百分比为1％时，其对高电压工作条件下锂离子电池的电化学性能的改善效果更优。
[0162]
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。

技术特征：
1.一种电解液，其特征在于，包括电解质盐、有机溶剂和添加剂；所述电解质盐包括化合物s1，所述化合物s1包括氟元素、锂元素中的至少一个，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯；所述添加剂包括添加剂s2，所述添加剂s2具有如式(1)所示的结构：其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地包括被卤素取代或未被取代的c1-c20的烷烃基、被卤素取代或未被取代的c3-c20的环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的c1-c20烯烃基、被卤素取代或未被取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的c6-c26的苯烷基、被卤素取代或未被取代的c6-c26的稠环芳烃基、空键中的任意一种，x为o或s；所述添加剂s2在所述电解液中的质量百分比为0.3％～10％。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂s2具有如式(2)或式(3)所示的结构：
3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述添加剂s2在所述电解液中的质量百分比为1％。4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述化合物s1包括六氟磷酸盐，六氟砷酸盐、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中的至少一种。5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述化合物s1的浓度为0.8～1.3mol/l。6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂还包括碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中的至少一种。7.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括氟代碳酸酯、腈类化合物。8.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片、锂电池隔膜和如权利要求1-7任一项所述的电解液。9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体上的正极浆料层，所述正极浆料层包括正极材料；所述负极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体上的负极浆料层，所述负极浆料层包括负极材料。10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸亚铁锂、锰酸锂中的至少一种；和/或，所述负极材料包括天然石墨、人造石墨、中间相炭微球、硬碳、软碳、硅、硅-碳复
合材料、锂锡合金、锂锡合金氧化物、金属锡、氧化亚锡、氧化锡、尖晶石结构的锂化li4ti5o
12-tio2复合电极材料、锂铝合金中的至少一种。

技术总结
本发明涉及电池制造领域，提供了本发明提供了一种电解液和锂离子电池，电解液包括电解质盐、有机溶剂和添加剂；电解质盐包括化合物S1，化合物S1包括氟元素、锂元素中的至少一个，有机溶剂包括碳酸乙烯酯；添加剂包括添加剂S2，添加剂S2具有如式(1)所示的结构：其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地包括被卤素取代或未被取代的C1-C20的烷烃基、被卤素取代或未被取代的C3-C20的环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的C1-C20烯烃基、被卤素取代或未被取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的C6-C26的苯烷基、被卤素取代或未被取代的C6-C26的稠环芳烃基、空键中的任意一种，X为O或S；添加剂S2在电解液中的质量百分比为0.3％～10％。10％。


技术研发人员：刘孟
受保护的技术使用者：广东省豪鹏新能源科技有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/7/12