本发明涉及电化学材料技术领域，特别是涉及锂离子电池电解液及锂离子电池。
背景技术：
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环何等突出优势。自索尼公司于1990年首次开发出锂离子电池后，由于其具有诸多优点，已经取得了飞速的发展，其应用已经渗透到民用以及军事应用等多个领域。
电解液是具有离子导电性的溶液，为电池的正常工作提供离子，是电池中重要的组成部分。目前商用锂电池电解液一般为碳酸酯类，尽管其电导率高，但是在低温下部分碳酸酯溶剂因熔点高导致凝固，电解质析出使电解液电导率急剧下降，导致电池无法正常使用。在高寒冷地区，甚至南北极区域，一般锂电池将无法使用。
目前商业化锂离子电池工作温度一般在-20-60℃，在低于-20℃时电池性能严重衰减，甚至无法充放电。在高纬度的高寒地区，电池低温性能不足问题是急需解决的问题。
技术实现要素：
基于此，有必要针对锂离子电池低温性能差，低温下无法使用的问题，提供一种锂离子电池电解液及锂离子电池。
一种锂离子电池电解液，包括溶剂和锂盐；
所述溶剂包括碳酸乙烯酯、2-丁酮和二氯甲烷；所述碳酸乙烯酯、所述2-丁酮及所述二氯甲烷的质量比为1～2：1～7：1～7。
在其中一个实施方式中，所述锂盐选自lipf6、libf4和liclo4中的至少一种。
在其中一个实施方式中，所述锂离子电池电解液中锂盐的浓度为1mol/l～1.2mol/l。
在其中一个实施方式中，所述碳酸乙烯酯、所述2-丁酮及所述二氯甲烷的质量比为1～2：2～6：2～6。
在其中一个实施方式中，所述碳酸乙烯酯、所述2-丁酮及所述二氯甲烷的质量比为2:2:6。
一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜及如上述所述的锂离子电池电解液；
所述正极包括正极集流体及附着于所述正极集流体表面的正极活性材料；
所述负极包括负极集流体及附着在所述负极集流体表面的负极活性材料。
在其中一个实施方式中，所述正极活性材料按质量分数计包括90％～92％的licoo2、4％～5％的炭黑及4％～5％的粘结剂；所述正极集流体为铝箔。
在其中一个实施方式中，所述负极活性材料按质量分数计包括90％～92％的石墨、4％～5％的导电炭黑及4％～5％的粘结剂；所述负极集流体为铜箔。
在其中一个实施方式中，所述隔膜为聚丙烯膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合膜、尼龙布、玻璃纤维、聚乙烯醇膜和石棉纸中的至少一种。
在其中一个实施方式中，所述隔膜的厚度为10μm～40μm。
上述锂离子电池电解液及锂离子电池以碳酸乙烯酯、2-丁酮和二氯甲烷作为溶剂，碳酸乙烯酯在使用过程中能形成稳定的sei膜；2-丁酮和二氯甲烷均具有较低的熔点，低温和常温下具有较好的化学稳定性，在较低的温度下仍能表现出较好的溶解性。采用上述三种溶剂配合使用并合理配比，使得上述锂离子电池电解液及锂离子电池在低温下也能具有较好的电化学性能和稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对锂离子电池电解液及锂离子电池做进一步的详细说明。
一实施方式的锂离子电池电解液，包括溶剂和锂盐。
在其中一个实施方式中，溶剂包括碳酸乙烯酯、2-丁酮和二氯甲烷。
碳酸乙烯酯在使用的过程中能形成稳定的sei膜，而2-丁酮和二氯甲烷具有较低的熔点，2-丁酮的熔点可达到-86℃，二氯甲烷的熔点可达到-97℃。2-丁酮和二氯甲烷在较低温度下均能保持较好的化学稳定性。
虽然二氯甲烷具有较低的熔点，且二氯甲烷对电解质的溶解度较高，但是二氯甲烷在常温下极易挥发。在单独将二氯甲烷与碳酸乙烯酯进行配合作为锂电池电解液时，二氯甲烷挥发导致锂离子电池发生胀气现象。而加入2-丁酮形成三元共混溶剂体系后，2-丁酮能有效降低溶剂的挥发性，避免了胀气现象的发生。
而单独将2-丁酮与碳酸乙烯酯进行配合使用时，在低温下，2-丁酮的溶解性能会急剧下降，也对锂离子电池电解液的电化学性能和电导率等造成影响。
在其中一个实施方式中，碳酸乙烯酯、2-丁酮及二氯甲烷的质量比为1～2：1～7：1～7。优选地，碳酸乙烯酯、2-丁酮及二氯甲烷的质量比为1～2：2～6：2～6。通过碳酸乙烯酯、2-丁酮和二氯甲烷的合理配比，使得各溶剂之间的协同效应达到最大，锂离子电池电解液的电导率及低温下的电容量保持率也较佳。
优选地，碳酸乙烯酯、2-丁酮及二氯甲烷的质量比为2:2:6。
在其中一个实施方式中，碳酸乙烯酯、2-丁酮及二氯甲烷为优级纯试剂；主含量均为大于99％。
在其中一个实施方式中，锂盐选自选自lipf6、libf4和liclo4中的至少一种。优选地，锂盐为lipf6。
在其中一个实施方式中，锂离子电池电解液中锂盐的浓度为1mol/l～1.2mol/l。
上述锂离子电池电解液以碳酸乙烯酯、2-丁酮和二氯甲烷作为溶剂，碳酸乙烯酯在使用过程中能形成稳定的sei膜；2-丁酮和二氯甲烷均具有较低的熔点，低温和常温下具有较好的化学稳定性，在较低的温度下仍能表现出较好的溶解性。采用上述三种溶剂配合使用并合理配比，使得上述锂离子电池电解液在低温下也能具有较好的电化学性能和稳定性。
一实施方式的锂离子电池包括正极、负极、隔膜及上述的锂离子电池电解液。
在其中一个实施方式中，正极包括正极活性材料及正极集流体。正极活性材料附着于正极集流体的表面。正极活性材料按质量分数计包括90％～92％的licoo2、4％～5％的炭黑及4％～5％的粘结剂；所述正极集流体为铝箔。
在其中一个实施方式中，负极包括负极活性材料及负极集流体。负极活性材料附着于负极集流体的表面。负极活性材料按质量分数计包括90％～92％的石墨、4％～5％的导电炭黑及4％～5％的粘结剂；所述负极集流体为铜箔。
在其中一个实施方式中，正极集流体的厚度为10μm～30μm；正极活性材料形成的涂层的厚度为80μm～110μm。
在其中一个实施方式中，负极集流体的厚度为8μm～30μm；负极活性材料形成的涂层的厚度为80μm～110μm。
在其中一个实施方式中，粘结剂为聚偏氟乙烯(pvdf)。
在其中一个实施方式中，隔膜为隔膜为聚丙烯膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合膜、尼龙布、玻璃纤维、聚乙烯醇膜和石棉纸中的至少一种。进一步地，隔膜的厚度为10μm～40μm。
上述锂离子电池以碳酸乙烯酯、2-丁酮和二氯甲烷作为溶剂使得锂离子电池在低温下也能具有较好的电化学性能和稳定性。
下面是具体实施例的说明，以下实施例如无特殊说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其他未明确指出的组分。
实施例1
将碳酸乙烯酯、2-丁酮及二氯甲烷以2:2:6的质量比配制成三元共混溶剂；再向上述三元共混溶剂中加入lipf6配制成lipf6浓度为1mol/l的锂离子电池电解液。
将附着有正极活性材料的正极集流体、隔膜及附着有负极活性材料的负极集流体层叠后，卷绕得到电芯。其中，正极集流体为铝箔，正极活性材料按质量分数计由90％的licoo2、5％的炭黑及5％的粘结剂组成，正极集流体的厚度为10μm，正极活性材料形成的涂层厚度为80μm；负极集流体为铜箔，负极活性材料按质量分数计由92％的石墨、4％的导电炭黑及4％的粘结剂组成，负极集流体的厚度8μm，负极活性材料形成的涂层厚度为80μm；隔膜为pp膜，隔膜厚度为10μm。
将上述锂电池电解液注入电芯中制备得到锂离子电池。将锂离子电池以0.05c(标称容量的20小时放电电流)充电至3.45v，再以0.1c充电至3.85v进行化成；将化成后的电池置于45℃烘箱中，陈化6h后，排气封边，得到具有优良性能的软包装锂离子电池。可以对电池进行常规的充放电测试。
实施例2
将碳酸乙烯酯、2-丁酮及二氯甲烷以2:4:4的质量比配制成三元共混溶剂；再向上述三元共混溶剂中加入libf4配制成libf4浓度为1.2mol/l的锂离子电池电解液。
将附着有正极活性材料的正极集流体、隔膜及附着有负极活性材料的负极集流体层叠后，卷绕得到电芯。其中，正极集流体为铝箔，正极活性材料按质量分数计由92％的licoo2、4％的炭黑及4％的粘结剂组成，正极集流体的厚度为30μm，正极活性材料形成的涂层厚度为110μm；负极集流体为铜箔，负极活性材料按质量分数计由90％的石墨、5％的导电炭黑及5％的粘结剂组成，负极集流体的厚度为30μm，负极活性材料形成的涂层厚度为110μm；隔膜为聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合膜，隔膜厚度为40μm。
将上述锂电池电解液注入电芯中制备得到锂离子电池。将锂离子电池以0.05c(标称容量的20小时放电电流)充电至3.45v，再以0.1c充电至3.85v进行化成；将化成后的电池置于45℃烘箱中，陈化6h后，排气封边，得到具有优良性能的软包装锂离子电池。可以对电池进行常规的充放电测试。
实施例3
将碳酸乙烯酯、2-丁酮及二氯甲烷以2:1:7的质量比配制成三元共混溶剂；再向上述三元共混溶剂中加入liclo4配制成liclo4浓度为1.1mol/l的锂离子电池电解液。
将附着有正极活性材料的正极集流体、隔膜及附着有负极活性材料的负极集流体层叠后，卷绕得到电芯。其中，正极集流体为铝箔，正极活性材料按质量分数计由92％的licoo2、4％的炭黑及4％的粘结剂组成，正极集流体的厚度为16μm，正极活性材料形成的涂层厚度为96μm；负极集流体为铜箔，负极活性材料按质量分数计由92％的石墨、4％的导电炭黑及4％的粘结剂组成，负极集流体的厚度为20μm，负极活性材料形成的涂层厚度为100μm；隔膜为尼龙布，隔膜厚度为30μm。
将上述锂电池电解液注入电芯中制备得到锂离子电池。将锂离子电池以0.05c(标称容量的20小时放电电流)充电至3.45v，再以0.1c充电至3.85v进行化成；将化成后的电池置于45℃烘箱中，陈化6h后，排气封边，得到具有优良性能的软包装锂离子电池。可以对电池进行常规的充放电测试。
实施例4
将碳酸乙烯酯、2-丁酮及二氯甲烷以2:7:1的质量比配制成三元共混溶剂；再向上述三元共混溶剂中加入lipf6配制成lipf6浓度为1mol/l的锂离子电池电解液。
将附着有正极活性材料的正极集流体、隔膜及附着有负极活性材料的负极集流体层叠后，卷绕得到电芯。其中，正极集流体为铝箔，正极活性材料按质量分数计由90％的licoo2、5％的炭黑及5％的粘结剂组成，正极集流体的厚度为25μm，正极活性材料形成的涂层厚度为90μm；负极集流体为铜箔，负极活性材料按质量分数计由90％的石墨、5％的导电炭黑及5％的粘结剂组成，负极集流体的厚度为8μm，负极活性材料形成的涂层厚度为90μm；隔膜为玻璃纤维，隔膜厚度为25μm。
将上述锂电池电解液注入电芯中制备得到锂离子电池。将锂离子电池以0.05c(标称容量的20小时放电电流)充电至3.45v，再以0.1c充电至3.85v进行化成；将化成后的电池置于45℃烘箱中，陈化6h后，排气封边，得到具有优良性能的软包装锂离子电池。可以对电池进行常规的充放电测试。
实施例5
将碳酸乙烯酯及二氯甲烷以2:8的质量比配制成二元共混溶剂；再向上述二元共混溶剂中加入lipf6配制成lipf6浓度为1mol/l的锂离子电池电解液。
将附着有正极活性材料的正极集流体、隔膜及附着有负极活性材料的负极集流体层叠后，卷绕得到电芯。其中，正极集流体为铝箔，正极活性材料按质量分数计由92％的licoo2、4％的炭黑及4％的粘结剂组成，正极集流体的厚度为30μm，正极活性材料形成的涂层厚度为80μm；负极集流体为铜箔，负极活性材料按质量分数计由92％的石墨、4％的导电炭黑及4％的粘结剂组成，负极集流体的厚度为30μm，负极活性材料形成的涂层厚度为80μm；隔膜为pp膜，隔膜厚度为10μm。
将上述锂电池电解液注入电芯中制备得到锂离子电池。将锂离子电池以0.05c(标称容量的20小时放电电流)充电至3.45v，再以0.1c充电至3.85v进行化成；将化成后的电池置于45℃烘箱中，陈化6h后，排气封边，得到软包装锂离子电池。可以对电池进行常规的充放电测试。
实施例6
将碳酸乙烯酯及2-丁酮以2:8的质量比配制成二元共混溶剂；再向上述二元共混溶剂中加入lipf6配制成lipf6浓度为1mol/l的锂离子电池电解液。
将附着有正极活性材料的正极集流体、隔膜及附着有负极活性材料的负极集流体层叠后，卷绕得到电芯。其中，正极集流体为铝箔，正极活性材料按质量分数计由92％的licoo2、4％的炭黑及4％的粘结剂组成，正极集流体的厚度为25μm，正极活性材料形成的涂层厚度为90μm；负极集流体为铜箔，负极活性材料按质量分数计由92％的石墨、4％的导电炭黑及4％的粘结剂组成，负极集流体的厚度为8μm，负极活性材料形成的涂层厚度为90μm；隔膜为pp膜，隔膜厚度为15μm。
将上述锂电池电解液注入电芯中制备得到锂离子电池。将锂离子电池以0.05c(标称容量的20小时放电电流)充电至3.45v，再以0.1c充电至3.85v进行化成；将化成后的电池置于45℃烘箱中，陈化6h后，排气封边，得到软包装锂离子电池。可以对电池进行常规的充放电测试。
实施例7
将2-丁酮及二氯甲烷以1:1的质量比配制成二元共混溶剂；再向上述二元共混溶剂中加入lipf6配制成lipf6浓度为1mol/l的锂离子电池电解液。
将附着有正极活性材料的正极集流体、隔膜及附着有负极活性材料的负极集流体层叠后，卷绕得到电芯。其中，正极集流体为铝箔，正极活性材料按质量分数计由92％的licoo2、4％的炭黑及4％的粘结剂组成，正极集流体的厚度为10μm，正极活性材料形成的涂层厚度为105μm；负极集流体为铜箔，负极活性材料按质量分数计由92％的石墨、4％的导电炭黑及4％的粘结剂组成，负极集流体的厚度为8μm，负极活性材料形成的涂层厚度为105μm；隔膜为pp膜，隔膜厚度为30μm。
将上述锂电池电解液注入电芯中制备得到锂离子电池。将锂离子电池以0.05c(标称容量的20小时放电电流)充电至3.45v，再以0.1c充电至3.85v进行化成；将化成后的电池置于45℃烘箱中，陈化6h后，排气封边，得到软包装锂离子电池。可以对电池进行常规的充放电测试。
实施例8
将碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯及碳酸丙烯酯以2：3：5：1的质量比配比配制成共混溶剂；再向上述二元共混溶剂中加入lipf6，lipf6浓度为1mol/l；再添加质量分数为1.3％的聚二甲基硅氧烷和0.8％的碳酸亚乙烯酯得到锂离子电池电解液。
将附着有正极活性材料的正极集流体、隔膜及附着有负极活性材料的负极集流体层叠后，卷绕得到电芯。其中，正极集流体为铝箔，正极活性材料按质量分数计由92％的licoo2、4％的炭黑及4％的粘结剂组成，正极集流体的厚度为10μm，正极活性材料形成的涂层厚度为80μm；负极集流体为铜箔，负极活性材料按质量分数计由92％的石墨、4％的导电炭黑及4％的粘结剂组成，负极集流体的厚度为8μm，负极活性材料形成的涂层厚度为80μm；隔膜为pp膜，隔膜厚度为10μm。
将上述锂电池电解液注入电芯中制备得到锂离子电池。将锂离子电池以0.05c(标称容量的20小时放电电流)充电至3.45v，再以0.1c充电至3.85v进行化成；将化成后的电池置于45℃烘箱中，陈化6h后，排气封边，得到软包装锂离子电池。可以对电池进行常规的充放电测试。
测试实施例1～8所制备得到的锂离子电池在不同温度下的电导率，结果如表1所示；测试实施例1～8所制备得到的锂离子电池在不同温度下循环10次后的容量保持率，结果如表2所示。其中，实施例1～8制备的锂离子电池的型号为70*50*40(mm)；电导率(极片导电性能)是通过电化学工作站测量相同面积极片的电阻来进行确定的；容量采用maccormc16型10v5a电池测试设备充放电测试得到。测试程序为：常温下，以1.0c的电流恒流充电至4.2v，转恒压充电，截止电流为0.05c，总充电时间不超过1.5小时。电池的标准放电过程为常温下，满充后的电池以1.0c的电流对电池进行恒流放电至3.0v。
表1
表2
从表1和表2中数据可以看出，实施例1～4所制备的锂离子电池电解液及锂离子电池相较于实施例5～8具有更加优异的电导率及电容量保持率。且实施例1～4所制备的锂离子电池在室温下的稳定性更优，不会发生胀气现象。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。