一种尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池的电解液及制备方法与流程

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池的电解液及制备方法。

背景技术：

锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解液嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。由于锂离子电池因具有工作电压高、无记忆效应、自放电率小、循环寿命长和能量密度大等显著优点，成为便携电子设备电池的首选。但是，随着相应设备功能的多样化，设备用电模块功耗也不断上升，使得现有锂离子电池正、负极材料、电解液以及常规电池设计的弊端也逐渐显现出来；例如，关于尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池，就存在高电压下，电池的循环性不能满足现有设备需要的问题。

目前，高电压正极材料有钴酸锂、镍锰酸锂、磷酸锰锂和富含锂锰基层状固溶体，上述正极材料的充电电压均在4.5V以上。对于常用的基于碳酸酯溶剂的电解液而言，当充电电压达到4.3V时，会在高氧化性正极材料表面发生不可逆的氧化分解反应，电池出现胀气，从而引起电池循环寿命和储存性能的恶化；为了抑制这种分解，本领域技术人员从高电压正极材料出发，对其进行表面改性，即为了减少电解液与正极材料的直接接触，在正极材料表面包覆一层氧化物或氟化物，起到阻隔的作用，以此来提高电池的倍率性能与循环寿命。然而，包覆材料的制备过程工艺复杂、成本高，且涉及到材料的后期热处理，容易引起包覆层与正极材料接触界面材料组分的改变；同时，高电压正极材料表面的包覆层多为离子绝缘体，不利于锂离子的脱出和嵌埋，进而影响电池的倍率性能。

所以，有必要从电解液方面寻找合理的解决方案。电解液之所以关键，是因为电池在充、放电过程中，锂离子快速从正极脱出，进入电解液，然后穿过隔膜，进入负极进行嵌埋，大量锂离子的迁移需要电解液具有较高的动力学性能，使锂离子在传质过程中具有更小的传质阻力，因此需要电解液具有更好的浸润性、更低的粘度以及更低的锂离子传输阻力；为了实现此目的，本领域技术人员普遍采用低粘度高电导率的溶剂搭配高锂盐浓度的技术方案，然而，这种技术方案虽然能够改善电解液的动力学性能，但是会使电池的高温存储性能变差，也不利于电池的循环寿命；现有技术中，技术人员不乏通过在常用的基于碳酸酯溶剂的电解液中添加功能性添加剂，以满足高电压锂离子电池对电解液的需求，但是，单一的添加剂很难解决电解液所有的问题，还可能带来一些其他问题，例如，电化学兼容性差，电池循环寿命低，等等。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提供一种尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池的电解液及制备方法，以解决针对现有尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池存在的循环性能不能满足设备需要的技术问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池的电解液，所述电解液包括：

有机溶剂30-60质量份；

锂盐5-15质量份；

离子液体15-30质量份；

添加剂5-10质量份。

优选地，所述添加剂包括：

碳酸亚乙烯酯和乙烯基碳酸亚乙烯酯中的至少一种；

六甲基二硅胺烷、七甲基二硅胺烷、亚磷酸三苯酯和亚磷酸三甲酯中的至少一种；

以及联苯、环己基苯和苯二甲醚中的至少一种。

优选地，所述离子液体的阴离子具有如下结构：

优选地，所述离子液体的阳离子为季铵离子、哌啶离子、吡咯离子、季鏻离子、吡唑离子以及咪唑离子中的至少一种。

优选地，所述季铵离子的结构式为：

所述哌啶离子的结构式为：

所述吡咯离子的结构式为：

所述季鏻离子的结构式为：

所述吡唑离子的结构式为：

所述咪唑离子的结构式为：

其中，R₁～R₄和R₁₈～R₂₁各自独立地为碳原子数为1～8的烷基或取代烷基；R₅、R₆、R₁₂、R₁₃、R₂₆、R₃₁各自独立地为碳原子数为1～6的烷基；R₇～R₁₁、R₁₄～R₁₇、R₂₂～R₂₅、R₂₇～R₃₀各自独立地为氢原子、卤素原子、或碳原子数为1～6的烷基或取代烷基。

优选地，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丁酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙丁酯、含氟碳酸酯中的一种或几种。

优选地，所述含氟碳酸酯的结构式为：

其中，Rh为H或碳氢链基团、Rf为H(CF₂CF₂)_n1CH₂^—、F(CF₂CF₂)_n2CH₂CH₂^—或CF₃CF₂CF₂O(CF(CF₃)CF₂O)_n3CF(CF₃)CH₂^—，n₁、n₂为正整数，n₃为非负整数。

优选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、氯化锂、碘化锂、铝酸锂、六氟砷酸锂、氟代磺酰亚胺锂中的一种或几种。

根据本发明的实施例的另一方面，提供了一种尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液的制备方法，所述方法包括如下步骤：

称取有机溶剂和离子液体，在湿度小于8ppm、温度为25±1℃的环境下，将所述有机溶剂和所述离子液体搅拌均匀，得到非水有机溶剂；

称取锂盐，将所述锂盐缓慢加入至所述非水有机溶剂中，搅拌至锂盐完全溶解；

称取添加剂，将所述添加剂缓慢加入至溶解有锂盐的非水有机溶剂中，搅拌，静置，得到尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液。

由以上技术方案可知，本发明提供了一种尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池的电解液及制备方法，所述电解液包括有机溶剂30-60质量份、锂盐5-15质量份、离子液体15-30质量份、添加剂5-10质量份；所述添加剂包括：碳酸亚乙烯酯和乙烯基碳酸亚乙烯酯中的至少一种；六甲基二硅胺烷、七甲基二硅胺烷、亚磷酸三苯酯和亚磷酸三甲酯中的至少一种；以及联苯、环己基苯和苯二甲醚中的至少一种；所述离子液体的阳离子优选季鏻离子；所述有机溶剂为一种或几种碳酸酯类化合物的混合物；应用本发明实施例提供的电解液制备的锂离子电池，在1C倍率下循环3000次后的容量保持率达到90.33％；在2C倍率下循环1500次后的容量保持率达到88.5％；在3C倍率下循环800次后的容量保持率达到85.0％；可见，本发明提供的电解液在高电压、不同倍率下充放电多次后，仍能显示出良好的循环性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1、实施例2、对比例1以及对比例2提供的的电解液应用于尖晶石结构锂离子电池时的1C循环性能测试图；

图2为本发明实施例1、实施例2、对比例1以及对比例2提供的的电解液应用于尖晶石结构锂离子电池时的2C循环性能测试图；

图3为本发明实施例1、实施例2、对比例1以及对比例2提供的的电解液应用于尖晶石结构锂离子电池时的3C循环性能测试图。

其中，1-实施例1的1C循环曲线，2-实施例2的1C循环曲线，3-对比例2的1C循环曲线，4-对比例1的1C循环曲线，5-实施例1的2C循环曲线，6-实施例2的2C循环曲线，7-对比例2的2C循环曲线，8-对比例1的2C循环曲线，9-实施例1的3C循环曲线，10-实施例2的3C循环曲线，11-对比例2的3C循环曲线，12-对比例1的3C循环曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

根据本发明的实施例第一方面，提供了一种尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池的电解液，所述电解液包括：

有机溶剂30-60质量份；

锂盐5-15质量份；

离子液体15-30质量份；

添加剂5-10质量份。

优选地，所述添加剂包括：

碳酸亚乙烯酯和乙烯基碳酸亚乙烯酯中的至少一种；

六甲基二硅胺烷、七甲基二硅胺烷、亚磷酸三苯酯和亚磷酸三甲酯中的至少一种；

以及联苯、环己基苯和苯二甲醚中的至少一种。

其中，碳酸亚乙烯酯或乙烯基碳酸亚乙烯酯能够在锂离子电池负极材料表面形成有机固体电解液界面(SEI)膜，能够防止负极材料的剥离问题，同时，保证电池的循环性能；六甲基二硅胺烷、七甲基二硅胺烷、亚磷酸三苯酯或亚磷酸三甲酯能够起到阻止电解液中有机物燃烧或爆炸，保证电池的安全性；联苯、环己基苯和苯二甲醚能够在电压不稳定或过量充电时，进一步保证电池性能的稳定性和使用的安全性。

优选地，所述离子液体的阴离子具有如下结构：

优选地，所述离子液体的阳离子为季铵离子、哌啶离子、吡咯离子、季鏻离子、吡唑离子以及咪唑离子中的至少一种。

优选地，所述季铵离子的结构式为：

所述哌啶离子的结构式为：

所述吡咯离子的结构式为：

所述季鏻离子的结构式为：

所述吡唑离子的结构式为：

所述咪唑离子的结构式为：

其中，R₁～R₄和R₁₈～R₂₁各自独立地为碳原子数为1～8的烷基或取代烷基；R₅、R₆、R₁₂、R₁₃、R₂₆、R₃₁各自独立地为碳原子数为1～6的烷基；R₇～R₁₁、R₁₄～R₁₇、R₂₂～R₂₅、R₂₇～R₃₀各自独立地为氢原子、卤素原子、或碳原子数为1～6的烷基或取代烷基。

离子液体的加入，能够使锂盐在所述溶剂中的溶解度增大，减小电解液的粘度，从而减小锂离子的传质阻力，也使电解液的导电率更高，因而改善电解液对于电极极片的浸润性能；同时，离子液体的加入，能够使电解液中的其他化合物离子与所述离子液体产生络合，以及由于离子液体的高分子量的原因，避免不同批次生产出的电池由于放置时间的不同，而导致电解液不同程度的分层，从而避免不同批次的电池产生性能的差异。

优选地，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丁酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙丁酯、含氟碳酸酯中的一种或几种。

优选地，所述含氟碳酸酯的结构式为：

其中，Rh为H或碳氢链基团、Rf为H(CF₂CF₂)_n1CH₂^—、F(CF₂CF₂)_n2CH₂CH₂^—或CF₃CF₂CF₂O(CF(CF₃)CF₂O)_n3CF(CF₃)CH₂^—，n₁、n₂为正整数，n₃为非负整数。

本发明提供的有机溶剂中所包括的碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯等碳酸酯类化合物是具有高介电常数的溶剂，有利于锂盐的溶解、电池高温及循环性能的提升。

优选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、氯化锂、碘化锂、铝酸锂、六氟砷酸锂、氟代磺酰亚胺锂中的一种或几种。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液的制备方法，所述方法包括如下步骤：

称取有机溶剂和离子液体，在湿度小于8ppm、温度为25±1℃下，将所述有机溶剂和所述离子液体搅拌均匀，得到非水有机溶剂；

称取锂盐，将所述锂盐缓慢加入至所述非水有机溶剂中，搅拌至锂盐完全溶解；

称取添加剂，将所述添加剂缓慢加入至溶解有锂盐的非水有机溶剂中，搅拌，静置，得到尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液。

对于本发明提供的尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池的电解液的具体实施方式，请参见以下几个实施例和对比例：

实施例1

在充满氩气的手套箱中，将碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯和碳酸二丁酯按质量份数分别为15、15和25混合，不断搅拌至均匀，再缓慢加入质量份数为25离子液体，得到非水有机溶剂；再向所述非水有机溶剂中加入质量份数为12的三氟甲基磺酸锂，待所述三氟甲基磺酸锂完全溶解后，再继续加入质量份数为2的亚磷酸三苯酯、质量份数为3碳酸亚乙烯酯以及质量份数为3的环己基苯，搅拌均匀后得到尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液。

其中，所述离子液体阳离子为季鏻离子；所述手套箱中湿度小于8ppm，温度为25±1℃。

实施例2

在充满氩气的手套箱中，将碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯和碳酸二丁酯按质量份数分别为15、15和25混合，不断搅拌至均匀，再缓慢加入质量份数为15离子液体，得到非水有机溶剂；再向所述非水有机溶剂中加入质量份数为12的三氟甲基磺酸锂，待所述三氟甲基磺酸锂完全溶解后，再继续加入质量份数为2的亚磷酸三苯酯、质量份数为3碳酸亚乙烯酯以及质量份数为3的环己基苯，搅拌均匀后得到尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液。

其中，所述离子液体阳离子为季鏻离子；所述手套箱中湿度小于8ppm，温度为25±1℃。

实施例3

在充满氩气的手套箱中，将碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯和碳酸二丁酯按质量份数分别为15、15和25混合，不断搅拌至均匀，再缓慢加入质量份数为20离子液体，得到非水有机溶剂；再向所述非水有机溶剂中加入质量份数为12的三氟甲基磺酸锂，待所述三氟甲基磺酸锂完全溶解后，再继续加入质量份数为2的亚磷酸三苯酯、质量份数为3碳酸亚乙烯酯以及质量份数为3的环己基苯，搅拌均匀后得到尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液。

其中，所述离子液体阳离子为季鏻离子；所述手套箱中湿度小于8ppm，温度为25±1℃。

实施例4

在充满氩气的手套箱中，将碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯和碳酸二丁酯按质量份数分别为15、15和25混合，不断搅拌至均匀，再缓慢加入质量份数为25离子液体，得到非水有机溶剂；再向所述非水有机溶剂中加入质量份数为12的三氟甲基磺酸锂，待所述三氟甲基磺酸锂完全溶解后，再继续加入质量份数为4的亚磷酸三苯酯、质量份数为3碳酸亚乙烯酯以及质量份数为3的环己基苯，搅拌均匀后得到尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液。

其中，所述离子液体阳离子为季鏻离子；所述手套箱中湿度小于8ppm，温度为25±1℃。

需要说明的是，上述实施例1至实施例4中提供的质量份数为15的碳酸二乙酯、质量份数为15的碳酸丙烯酯以及质量份数为25的碳酸二丁酯作为有机溶剂，其总的质量份数为55；该55质量份的有机溶剂不仅限于本发明实施例1至实施例4提供的碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯以及碳酸二丁酯的混合物，还可以有其他碳酸酯类化合物替代；例如，可以是55质量份的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯以及碳酸二甲酯的混合物，还可以是55质量份的碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以及碳酸甲乙酯的混合物，还可以是55质量份的碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯以及碳酸乙丁酯的混合物，在此不再赘述。

对比例1

在充满氩气的手套箱中，将碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯和碳酸二丁酯按质量份数分别为27、30和31混合，不断搅拌至均匀，得到非水有机溶剂；再向所述非水有机溶剂中加入质量份数为12的三氟甲基磺酸锂，待所述三氟甲基磺酸锂完全溶解后，得到尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液。

将上述实施例1至实施例4，以及对比例1中提供的五种电解液分别注入容量为60AH软包方型电池中，得到五种具有不同电解液的软包方型电池，其中，注入电解液后，记录所需的搁置渗透时间，结果如表1所示：

表1

由表1可知，本发明实施例1至实施例4提供的电解液，与对比例1提供的电解液相比，对于电极极片所需的搁置浸透时间得到有效降低，说明本发明实施例1至实施例5提供的电解液的组成成分及质量份数能够有效改善电解液的浸润性。其中，实施例1和实施例4所提供的电解液的渗透时间最短，仅为7h，实施例3提供的电解液的渗透时间次之，为9h，实施例2提供的电解液的渗透时间最长，为12h，但是，实施例2与对比例1的渗透时间54h相比，已经降低了42h。

值得注意的是，实施例1至实施例3的不同之处仅在于离子液体的质量份数的变化；实施例1与实施例4的不同之处仅在于添加剂质量份数的变化；其中，所需渗透时间最短的实施例1和实施例4的离子液体的质量份数均为25份，实施例3中离子液体的质量份数为20份，实施例4中离子液体的质量份数为15份；由此可以看出，从电解液对于电极极片的浸润性角度来看，离子液体的质量份数越高，浸润性越好，本发明实施例对于离子液体的质量份数优选25份。

需要说明的是，离子液体的加入，使锂盐在所述溶剂中的溶解度增大，减小电解液的粘度，从而减小锂离子的传质阻力，也使电解液的导电率更高，因而改善电解液对于电极极片的浸润性能；同时，离子液体的加入，能够使电解液中的其他化合物离子与所述离子液体产生络合，以及由于离子液体的高分子量的原因，避免不同批次生产出的电池由于放置时间的不同，而导致电解液不同程度的分层，从而避免不同批次的电池产生性能的差异。

根据GB T31484-2015和GB T31485-2015提供的测试方法，对上述额定容量为60AH的上述五种软包方型电池进行循环性能测试，具体地：

对上述五种软包方型电池进行循环性能测试的条件为：

在25℃下，在1C电流值和5.0V电压下进行恒流恒压充电至电压为4.95V，在180A电流值下进行恒流放电至电压为2.65V时终止，循环3000次，进行充电和放电测试；

在25℃下，在2C电流值和5.0V电压下进行恒流恒压充电至电压为4.95V，在180A电流值下进行恒流放电至电压为2.65V时终止，循环1500次，进行充电和放电测试；

在25℃下，在3C电流值和5.0V电压下进行恒流恒压充电至电压为4.95V，在180A电流值下进行恒流放电至电压为2.65V时终止，循环800次，进行充电和放电测试；

得到结果如表2所示：

表2

由表2可知，应用本发明实施例1至实施例4所提供的电解液制备的软型方包电池的循环性能与对比例1相比，均得到了很大提高，具体地，在1C倍率下，循环3000次后，实施例4的容量最高，达到53.1AH；在2C倍率下，循环1500次后，实施例4的容量最高，达到51.8AH；在3C倍率下，循环800次后，还是实施例4的容量最高，达到50.5AH。

进一步对表2中的容量数据进行计算，得到表3所示的容量保持率数据：

表3

对表3提供的容量保持率数据进行分析，可以更直观的看出，本发明实施例1至实施例4提供的电解液，与对比例1相比，循环性能得到了很大的提高，其中，实施例4在1C倍率下循环3000次后，容量保持率达到88.50％；在2C倍率下循环1500次后，容量保持率达到86.33％；在3C倍率下循环800次后，容量保持率达到84.17％。

本发明实施例4无论从浸润性角度，还是从循环性能角度，均优于对比例1和实施例1至实施例3，与对比例1不同的是，实施例4提供的电解液组成中，还包括质量份数为25离子液体、质量份数为4的亚磷酸三苯酯、质量份数为3碳酸亚乙烯酯以及质量份数为3的环己基苯；与实施例1至实施例3不同的是，实施例4提供的电解液组成中，离子液体的质量份数为25。

实施例5

在充满氩气的手套箱中，将碳酸甲丙酯、含氟碳酸酯、碳酸丙烯酯和碳酸二丁酯按质量份数分别为10、10、15和25混合，不断搅拌至均匀，再缓慢加入质量份数为20离子液体，得到非水有机溶剂；再向所述非水有机溶剂中加入质量份数为4的四氟硼酸锂和质量份数为6的六氟磷酸锂，待所述四氟硼酸锂和所述六氟磷酸锂完全溶解后，再继续加入质量份数为3的乙烯基碳酸亚乙烯酯、质量份数为3七甲基二硅胺烷以及质量份数为4的苯二甲醚，搅拌均匀后得到尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液。

其中，所述离子液体的阳离子为吡咯离子；所述手套箱中湿度小于8ppm，温度为25±1℃。

实施例6

在充满氩气的手套箱中，将碳酸甲丙酯、含氟碳酸酯、碳酸丙烯酯和碳酸二丁酯按质量份数分别为10、10、15和25混合，不断搅拌至均匀，再缓慢加入质量份数为15离子液体，得到非水有机溶剂；再向所述非水有机溶剂中加入质量份数为4的四氟硼酸锂和质量份数为6的六氟磷酸锂，待所述四氟硼酸锂和所述六氟磷酸锂完全溶解后，再继续加入质量份数为2的乙烯基碳酸亚乙烯酯、质量份数为2七甲基二硅胺烷以及质量份数为3的苯二甲醚，搅拌均匀后得到尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液。

其中，所述离子液体的阳离子为吡咯离子；所述手套箱中湿度小于8ppm，温度为25±1℃。

实施例7

在充满氩气的手套箱中，将碳酸甲丙酯、含氟碳酸酯、碳酸丙烯酯和碳酸二丁酯按质量份数分别为10、10、15和25混合，不断搅拌至均匀，再缓慢加入质量份数为25离子液体，得到非水有机溶剂；再向所述非水有机溶剂中加入质量份数为4的四氟硼酸锂和质量份数为6的六氟磷酸锂，待所述四氟硼酸锂和所述六氟磷酸锂完全溶解后，再继续加入质量份数为3的乙烯基碳酸亚乙烯酯、质量份数为3七甲基二硅胺烷以及质量份数为4的苯二甲醚，搅拌均匀后得到尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液。

其中，所述离子液体的阳离子为吡咯离子；所述手套箱中湿度小于8ppm，温度为25±1℃。

还需说明的是，上述实施例5至实施例7中提供的质量份数为10的碳酸甲丙酯、质量份数为10的含氟碳酸酯、质量份数为15的碳酸丙烯酯以及质量份数为25的碳酸二丁酯的混合物作为有机溶剂，其总的质量份数为60；该60质量份的有机溶剂不仅限于本发明实施例5至实施例7提供的碳酸甲丙酯、含氟碳酸酯、碳酸丙烯酯以及碳酸二丁酯的混合物，还可以有其他碳酸酯类化合物替代；例如，可以是60质量份的碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯以及碳酸乙丁酯的混合物，还可以是60质量份的碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸乙丙酯以及碳酸甲乙酯的混合物，还可以是60质量份的碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯以及碳酸乙丁酯的混合物，在此不再赘述。

对比例2

在充满氩气的手套箱中，将碳酸甲丙酯、含氟碳酸酯、碳酸丙烯酯和碳酸二丁酯按质量份数分别为20、20、20和30混合，不断搅拌至均匀，得到非水有机溶剂；再向所述非水有机溶剂中加入质量份数为4的四氟硼酸锂和质量份数为6的六氟磷酸锂，待所述四氟硼酸锂和所述六氟磷酸锂完全溶解后，得到尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池电解液。

其中，所述离子液体的阳离子为吡咯离子；所述手套箱中湿度小于8ppm，温度为25±1℃。

将上述实施例5至实施例7，以及对比例2中提供的四种电解液分别注入容量为60AH软包方型电池中，得到四种具有不同电解液的软包方型电池，其中，注入电解液后，记录所需的搁置渗透时间，结果如表4所示：

表4

由表4可知，本发明实施例5至实施例7提供的电解液，与对比例2提供的电解液相比，对于电极极片所需的搁置浸透时间得到有效降低，说明本发明实施例5至实施例7提供的电解液的组成成分及质量份数能够有效改善电解液的浸润性。

其中，实施例7所提供的电解液的渗透时间最短，仅为5h，实施例5提供的电解液的渗透时间次之，为6h，实施例6提供的电解液的渗透时间最长，为13h，但是，实施例6与对比例2的渗透时间50h相比，已经降低了37h。

值得注意的是，实施例6与实施例5的不同之处在于，离子液体质量份数和添加剂质量份数的变化；实施例7与实施例5的不同之处仅在于离子液体质量份数的变化；其中，所需渗透时间最短的实施例7的离子液体的质量份数为25份，实施例5中离子液体的质量份数为20份，实施例6中离子液体的质量份数为15份，由此可以看出，从电解液对于电极极片的浸润性角度来看，离子液体的质量份数越高，浸润性越好，本发明实施例对于离子液体的质量份数优选25份。

根据GB T31484-2015和GB T31485-2015提供的测试方法，对基于上述实施例5至实施例7以及对比例2四种软包方型电池的循环性能进行测试，具体地：

对上述五种软包方型电池进行循环性能测试的条件为：

在25℃下，在1C电流值和5.0V电压下进行恒流恒压充电至电压为4.95V，在180A电流值下进行恒流放电至电压为2.65V时终止，循环3000次，进行充电和放电测试；

在25℃下，在2C电流值和5.0V电压下进行恒流恒压充电至电压为4.95V，在180A电流值下进行恒流放电至电压为2.65V时终止，循环1500次，进行充电和放电测试；

在25℃下，在3C电流值和5.0V电压下进行恒流恒压充电至电压为4.95V，在180A电流值下进行恒流放电至电压为2.65V时终止，循环800次，进行充电和放电测试；

得到的结果如表5所示：

表5

由表5可知，应用本发明实施例5至实施例7所提供的电解液制备的软型方包电池的循环性能与对比例2相比，均得到了很大提高，具体地，在1C倍率下，循环3000次后，实施例7的容量最高，达到54.2AH；在2C倍率下，循环1500次后，实施例7的容量最高，达到53.1AH；在3C倍率下，循环800次后，还是实施例7的容量最高，达到51.0AH。

进一步对表5中的容量数据进行计算，得到表6所示的容量保持率数据：

表6

对表6提供的容量保持率数据进行分析，可以更直观的看出，本发明实施例5至实施例7提供的电解液，与对比例2相比，循环性能得到了很大的提高，其中，实施例7在1C倍率下循环3000次后，容量保持率达到90.33％；在2C倍率下循环1500次后，容量保持率达到88.50％；在3C倍率下循环800次后，容量保持率达到85.0％。

本发明实施例7无论从浸润性角度，还是从循环性能角度，均优于对比例2和实施例5至实施例6，与对比例2不同的是，实施例7提供的电解液组成中，还包括质量份数为25离子液体、质量份数为4的四氟硼酸锂、质量份数为6的六氟磷酸锂、质量份数为3的乙烯基碳酸亚乙烯酯、质量份数为3七甲基二硅胺烷以及质量份数为4的苯二甲醚。

根据上述实施例1至实施例7以及对比例1至对比例2，再结合图1、图2以及图3，可以看出，本发明提供的电解液在5.0V的高电压下，依然能够保持良好的较高的容量和较好的循环性能，同时，电解液对于电极极片的浸润性也得到有效改善，节省了搁置渗透时间。

由以上技术方案可知，本发明提供了一种尖晶石结构镍锰酸锂锂离子电池的电解液及制备方法，所述电解液的组成为有机溶剂30-60质量份、锂盐5-15质量份、离子液体15-30质量份、添加剂5-10质量份；所述添加剂的组成成分为：碳酸亚乙烯酯和乙烯基碳酸亚乙烯酯中的至少一种；六甲基二硅胺烷、七甲基二硅胺烷、亚磷酸三苯酯和亚磷酸三甲酯中的至少一种；以及联苯、环己基苯和苯二甲醚中的至少一种；所述离子液体的阳离子优选季鏻离子；所述有机溶剂为一种或几种碳酸酯类化合物的混合物；应用本发明实施例提供的电解液制备的锂离子电池，在1C倍率下循环3000次后的容量保持率达到90.33％；在2C倍率下循环1500次后的容量保持率达到88.5％；在3C倍率下循环800次后的容量保持率达到85.0％；可见，本发明提供的电解液在高电压、不同倍率下充放电多次后，仍能显示出良好的循环性能。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。