本发明属于电化学领域，具体涉及一种适用于硅基负极锂离子电池的电解液。
背景技术：
锂离子电池因其输出电压高、无记忆效应、使用时间长、绿色环保等优点，已经广泛用于便携式设备中。随着全球进入高速信息化网络时代，手机及上网本的逐步普及，手机的上网、游戏、影音的进一步广泛应用，所有这些应用都需要在手机上进行较长时间的操作，需要手机的电池能够支持更长的时间；同时世界各国对新能源汽车的大力扶持与推广，这些都对锂离子电池提出了更高的要求，因此提高锂离子电池的比能量成为亟待解决的问题之一。
硅基材料因硅具有4400mah/g(li4.4si)的高理论容量，受到广泛地研究，被认为是可以取代目前使用的碳负极材料的理想对象之一。但是，用作锂离子电池负极时，硅基材料会因显著的体积效应而导致粉化，出现裂缝，使得锂离子电池的循环性能急速下降。
为了解决上述问题，从电解液角度出发，目前的研究主要集中在探寻合适的添加剂或者新型电解液溶剂。常用的添加剂有fec(氟代碳酸乙烯酯)和vc(碳酸亚乙烯酯)，虽然上述添加剂可以改善硅基负极的锂离子电池的循环性能，但是fec高温性能不好，温度高时易分解；vc会在负极表面形成较厚的sei膜，使得电池阻抗增大，降低倍率性能。
目前，中国发明专利一种硅基负极锂离子电池的非水电解液(专利申请号：201610827267.7)公开了电解液由溶剂、锂盐、不饱和硅氧烷类添加剂a和氟代磺酰亚胺盐类添加剂b组成，该电解液可以综合提升硅基锂离子电池的高低温及循环性能。
中国发明专利一种锂离子电池硅基/硅碳复合负极材料用电解液体系(专利申请号：201710054185.8)中的电解液由锂盐、环状碳酸酯溶剂、线性碳酸酯溶剂和化学通式为：
综上所述，与硅基负极的锂离子电池匹配的电解液体系依然不够成熟，进一步开发新型电解液以提高硅基负极的锂离子电池的电化学综合性能，仍是硅基负极的锂离子电池得以实现大规模应用的当务之急。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于硅基负极锂离子电池的，其可以提高循环性能和高温性能。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种适用于硅基负极锂离子电池的电解液，包含锂盐和非水溶剂，所述非水溶剂为溶剂a或者为溶剂a与环状碳酸酯溶剂、线性碳酸酯溶剂中的一种或多种的组合物，所述溶剂a的结构式为：
其中，r1为碳数0～4个的烷基，r2为碳数为1～4个的烷基。
作为本发明改进的技术方案，所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、双氟草酸硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂中的一种、任意质量比的两种或两种以上。
作为本发明改进的技术方案，所述锂离子电池电解液中的锂盐的浓度为0.05mol/l～3mol/l。
其中，锂盐浓度小于0.05mol/l时，电解液中电解质浓度过低，锂离子无法有效传导。锂盐浓度大于3mol/l时，电解液溶液粘度过高，会增加锂离子电池内阻。因此，所述的锂盐浓度为0.05mol/l～3mol/l。
作为本发明改进的技术方案，所述环状碳酸酯溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸亚丁酯中的一种、任意质量比的两种或两种以上。
作为本发明改进的技术方案，所述线性碳酸酯溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲基乙基酯、碳数为3～8个的直链或支链的脂肪单醇与碳酸合成的碳酸酯的衍生物中的一种、任意质量比的两种或两种以上。
作为本发明改进的技术方案，所述羧酸酯溶剂为甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯等中的一种、任意质量比的两种或两种以上。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的电解液由于可以在硅基负极材料表面形成良好的电解质界面膜，且电解液的电导率高，所以使用所述的电解液能够获得循环、倍率和高低温性能优异的锂离子电池。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
1.由于溶剂a本身化学性质稳定，具有较高的介电常数和锂盐溶解度，且本身溶剂a也属于有机溶剂，与目前常用电解液体系可以相互混合，因此，本发明加入溶剂a不仅可以取代现有电解液主体溶剂中的一种或多种，也可作为添加剂加入现有电解液体系进行性能改善。
2.本发明的电解液可以在负极表面发生还原反应，得到含有苯基碳酸锂的sei膜，由于苯环性质稳定，所得的sei膜具有稳定、致密、刚性、尺寸薄等优点，可以有效地限制负极硅基材料的体积膨胀，阻隔负极材料与电解液，防止电化学过程中副反应的产生，从而大幅提升电池的循环性能。
具体实施方式
以下提供本发明的具体实施方式，但不应理解为本发明仅限于下列实施例的范围。以下实施例和比较例中所涉及的试剂的份数为质量份数，相当于质量比，单位可以使毫克、克、千克、吨等，单位统一即可。
实施例1
按质量比，将六氟磷酸锂10份、双氟草酸硼酸锂1份、脱水的碳酸丙烯酯10份、碳酸乙烯酯15份、碳酸二乙酯20份、苯甲酸甲酯15份、碳酸甲乙酯23份、碳酸亚乙烯酯2份和乙烯基碳酸乙烯酯4份均匀混合溶解，得到本发明的电解液(1)。电解液(1)的水分为25ppm。
将该电解液注入镍钴铝三元材料为正极，5％硅含量的硅碳材料为负极的锂电池中，以0.05c恒流充电1h，以0.1c恒流充电1h，然后以0.2c的电流恒流恒压充电至4.35v，置入55℃的烘箱中老化24h，以0.2c电流恒流放电至3v，随后分别进行常温循环、高温循环测试，测试结果见表1
实施例2
按质量比，将六氟磷酸锂13份、脱水的苯甲酸乙酯87份均匀混合溶解，得到本发明的电解液(2)。电解液(2)的水分为25ppm。电池测试方法同实施例1，测试结果见表1。
实施例3
按质量比，将六氟磷酸锂10份、脱水的苯甲酸甲酯50份、苯乙酸乙酯40份均匀混合溶解，得到本发明的电解液(3)。电解液(3)的水分为25ppm。电池测试方法同实施例1，测试结果见表1。
实施例4
按质量比，将四氟硼酸锂10份、双氟草酸硼酸锂1份、脱水的碳酸丙烯酯54份、苯丁酸丙酯35份均匀混合溶解，得到本发明的电解液(4)。电解液(4)的水分为25ppm。电池测试方法同实施例1，测试结果见表1。
实施例5
按质量比，将双草酸硼酸锂6份、双氟草酸硼酸锂2份、双氟磺酰亚胺锂3份、脱水的碳酸乙烯酯10份、碳酸亚丁酯10份和苯甲酸甲酯69份均匀混合溶解，得到本发明的电解液(5)。电解液(5)的水分为35ppm。电池测试方法同实施例1，测试结果见表1。
实施例6
按质量比，将六氟磷酸锂10份、双草酸硼酸锂2份、双氟磺酰亚胺锂1份、脱水的碳酸乙烯酯30份、碳酸丙烯酯40份、γ-丁内酯10份和苯戊酸丁酯7份均匀混合溶解，得到本发明的电解液(6)。电解液(6)的水分为25ppm。电池测试方法同实施例1，测试结果见表1。
实施例7
按质量比，将六氟磷酸锂6份、双氟草酸硼酸锂6份、脱水的碳酸二甲酯10份、苯甲酸丙酯10份和苯甲酸甲酯68份均匀混合溶解，得到本发明的电解液(7)。电解液(7)的水分为40ppm。电池测试方法同实施例1，测试结果见表1。
实施例8
按质量比，将六氟磷酸锂6份、双草酸硼酸锂3份、脱水的碳酸二乙酯18份、碳酸甲乙酯30份和苯乙酸丙酯43份均匀混合溶解，得到本发明的电解液(8)。电解液(8)的水分为30ppm。电池测试方法同实施例1，测试结果见表1。
实施例9
按质量比，将六氟磷酸锂6份、四氟硼酸锂6份、脱水的乙酸乙酯30份、碳酸二甲酯10份、碳酸甲乙酯30份和苯丙酸乙酯18份均匀混合溶解，得到本发明的电解液(9)。电解液(9)的水分为23ppm。电池测试方法同实施例1，测试结果见表1。
实施例10
按质量比，将六氟磷酸锂4份、双氟草酸硼酸锂3份、双三氟甲烷磺酰亚胺锂3份、脱水的碳酸乙烯酯20份、碳酸二甲酯15份和苯乙酸乙酯55份均匀混合溶解，得到本发明的电解液(10)。电解液(10)的水分为30ppm。电池测试方法同实施例1，测试结果见表1。
表1.电池测试数据汇总表
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。