电解液和含有电解液的锂离子电池的制作方法

文档序号:20209291发布日期:2020-03-31 10:43阅读:206来源:国知局

本申请的实施例涉及电池领域,更具体地,涉及锂离子电池的电解液和含有该电解液的锂离子电池。



背景技术:

锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑、无人机等移动设备和电动汽车等交通工具。保证大倍率放电和低温放电能力是锂离子电池拓展应用领域的必要条件。市场上对循环性能、倍率性能优异的电池需求日益增多。于此同时,人们习惯于夜间给电子设备充电,然而电池充满后没有立刻拔掉充电器会导致电池被持续充电,并长时间处于高充电的状态,这种现象简称浮充。电池的浮充性能直接影响电池的胀气、超厚、容量衰减等问题。

因此,确有必要提供一种提高锂离子电池的循环性能、倍率性能和浮充性能的电解液,以便更好地满足市场的需求。



技术实现要素:

本申请将氟代磺酰基硅烷乙酸酯和腈化合物结合使用,以提高锂离子电池的循环性能、倍率性能和浮充性能。

本申请的实施例提供了一种电解液,包括:通式(i)的三腈化合物,

在通式(i)中,r11、r12、r13各自独立的选自碳原子数为0~8的亚烷基,且r11、r12、r13不同时为0;以及氟代磺酰基硅烷乙酸酯。

在上述电解液中,其中,所述三腈化合物选自1,3,6-己烷三腈、1,2,6-己烷三腈、1,3,5-戊三腈、1,2,3-丙烷三腈中的一种或多种。

在上述电解液中,其中,所述氟代磺酰基硅烷乙酸酯为式(ii)的化合物:

其中,r21、r22、r23、r24独立地为碳原子数1~10的烷烃基、碳原子数1~10的氟代烷烃基、碳原子数1~10的烷氧基或碳原子数1~10的氟代烷氧基。

在上述电解液中,其中,所述氟代磺酰基硅烷乙酸酯选自三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、三乙基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、氟代甲基三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、双氟甲基三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯中的一种或多种。

在上述电解液中,其中,基于所述电解液的总重量,所述氟代磺酰基硅烷乙酸酯的质量百分比为0.1wt%~10wt%,所述三腈化合物的质量百分比为0.1wt%~5wt%。

在上述电解液中,还包括二腈化合物,其中,所述二腈化合物包括通式(iii)、通式(iv)中的至少一种,

在通式(iii)和通式(iv)中,x为1~8的正整数。

在上述电解液中,其中,所述二腈化合物选自丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、乙二醇双(丙腈)醚中的一种或多种,基于电解液总重量,所述二腈化合物的质量百分比为0.1wt%~8wt%。

在上述电解液中,其中,电解液还包括氟醚,其中,所述氟醚为通式(v)中的至少一种,r31-o-r32(v),在通式(v)中,r31、r32各自独立的选自碳原子数为1~5的氟代烷基中的至少一种。

在上述电解液中,其中,所述氟醚选自1,1,2,2-四氟乙基-1,1,2,2-四氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-1,1,1-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、氟甲基-1,1,1,3,3,3-六氟异丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、1,2-双(1,1,2,2-四氟乙氧基)乙烷、1,2,2,2-四氟乙基二氟甲醚中的一种或多种。

在上述电解液中,其中,基于所述电解液的总重量,所述氟醚的质量百分比为0.1wt%~10wt%。

在上述电解液中,还包括环醚,其中,所述环醚的通式为中的至少一种,其中,n为1~5的整数。

在上述电解液中,其中,所述环醚选自1,3-二氧六环、1,4-二氧六环、1,3-二氧戊环中的一种或多种。

本申请还提供了一种锂离子电池,所述锂离子电池包括正极、负极、隔离膜以及根据本申请实施例的电解液。

在上述锂离子电池中,负极包含天然石墨、人造石墨、无定型碳材料、硅材料中的一种或多种。其中,所述硅材料包括硅氧化合物,硅碳化物、硅氮化合物、硅合金中的一种或多种。

本申请通过将腈化合物以及氟代磺酰基硅烷乙酸酯结合使用,提高了硅基锂离子电池的循环性能、倍率性能和浮充性能。

具体实施方式

下面详细充分地说明示例性实施例,不过,这些示例性实施例可以用不同的方式来实施,并且,不应被解释为局限于本申请所阐述的这些实施例。相反,提供这些实施例的目的在于使本申请公开彻底和完整,以及将本申请的范围充分地传达给本领域所属技术人员。

本申请的电解液中的添加剂可以包括三腈化合物,三腈化合物可以为通式(i)的三腈化合物,

在通式(i)中,r11、r12、r13各自独立的选自碳原子数为0~8的亚烷基,且r11、r12、r13不同时为0。例如,腈化合物选自1,3,6-己烷三腈、1,2,6-己烷三腈、1,3,5-戊三腈、1,2,3-丙烷三腈中的一种或多种。

氟代磺酰基硅烷乙酸酯为通式(ii)所示化合物:

在通式(ii)中,r21、r22、r23、r24独立地为碳原子数目介于1~10的烷烃基、氟代烷烃基、烷氧基或氟代烷氧基。例如,氟代磺酰基硅烷乙酸酯选自三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、三乙基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、氟代甲基三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、双氟甲基三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯中的一种或多种。更具体地,氟代磺酰基硅烷乙酸酯选自如下结构所示中的一种或两种:

本申请的电解液还可以包括二腈化合物,二腈化合物包括通式(iii)、通式(iv)中的至少一种,

在通式(iii)和通式(iv)中,x为1~8的正整数。例如,二腈化合物包括丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、乙二醇双(丙腈)醚中的一种或多种。更具体地,三腈化合物和二腈化合物可以包括如下结构:

本申请的电解液中的氟醚为通式(v)中的至少一种,r31-o-r32(v),在通式(v)中,r31、r32各自独立的选自碳原子数为1~5的氟代烷基中的一种。氟醚包括1,1,2,2-四氟乙基-1,1,2,2-四氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-1,1,1-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、氟甲基-1,1,1,3,3,3-六氟异丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、1,2-双(1,1,2,2-四氟乙氧基)乙烷、1,2,2,2-四氟乙基二氟甲醚中的一种或多种。例如,氟醚包括如下结构:

本申请的电解液中的环醚的通式为中的至少一种,其中,n为1~5的整数。例如,环醚包括1,3-二氧六环、1,4-二氧六环、1,3-二氧戊环中的一种或多种。更具体地,环醚包括如下结构:

在本申请的一些实施例中,氟代磺酰基硅烷乙酸酯在电解液中的质量百分比为0.1wt%~10wt%。当氟代磺酰基硅烷乙酸酯含量过低时,负极表面难以形成稳定的sei,对电极材料和电解液保护不完全,当氟代磺酰基硅烷乙酸酯含量过高时,尤其在高温条件下,电极组件产气较为严重,导致倍率性能下降。

在本申请的一些实施例中,三腈化合物在电解液中的质量百分比为0.1wt%~5wt%,二腈化合物在电解液中的质量百分比为0.1wt%~8wt%。本申请经过大量的研究发现,腈化合物可以起到稳定正极界面的作用,形成性能优良的保护膜。腈化合物含量太少,不能完全覆盖正极表面,在大倍率放电情况下,正极结构容易遭到破坏;腈化合物含量过多,则会提高电解液粘度,影响电池性能。

在本申请的一些实施例中,环醚在电解液中的质量百分比为0.1wt%~10wt%。环醚会在负极表面发生还原反应,形成sei,稳定负极界面。当环醚含量过多时,在正负极界面形成的固态电解质膜阻抗太大,恶化循环性能;如果环醚含量过低,则不能在正负极界面形成完整的sei,不利于电池性能的提升。

在本申请的一些实施例中,氟醚在电解液中的质量百分比为0.1wt%~10wt%。当氟醚的含量过高时,电解液的沸点会降低。

本申请的电解液还包括有机溶剂、锂盐和其他添加剂。有机溶剂可以包括碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二甲酯(dmc)、丙酸丙酯(pp)、丙酸乙酯(ep)、丙酸甲酯(mp)、乙酸丙酯(pa)、乙酸乙酯(ea)中的一种或多种。然而,本领域技术人员将理解,本申请的有机溶剂不限于此。

本申请的电解液中的锂盐可以包括无机锂盐和有机锂盐中的一种或多种。具体地,锂盐可以包括六氟磷酸锂(lipf6)、双氟磺酰亚胺锂(lifsi)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(litfsi)、四氟硼酸锂(libf4)、甲磺酸锂(lich3so3)、三氟甲磺酸锂(licf3so3)、六氟砷酸锂(liasf6)、六氟锑酸锂(lisbf6)、高氯酸锂(liclo4)、li[bf2(c2o4)]、li[pf2(c2o4)2]、li[n(cf3so2)2]、li[c(cf3so2)3]、二氟草酸硼酸锂(liodfb)、二草酸硼酸锂(libob)、二氟磷酸锂(lipo2f2)中的一种或多种。锂盐的浓度为0.5mol/l~3mol/l。然而,本领域技术人员将理解,本申请的锂盐可以为任何其他合适的锂盐和浓度。

除了氟代磺酰基硅烷乙酸酯、环醚、腈化合物、氟醚之外,电解液还可以包括其它添加剂。其他添加剂可以包括碳酸亚乙烯酯(vc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、亚硫酸丙烯酯(ps)、硫酸乙烯酯(dtd)、1,3-丙烯磺酸内酯(pst)、γ-丁内酯(gbl)、四氢呋喃其中的一种或几种。在本申请的一些实施例中上述其他添加剂在电解液中的质量百分比为0.1wt%~10wt%。

根据本申请的一些实施例,电解液可以采用常规方法制备,例如将电解液中的各种物料混合均匀即可。

本申请的实施例还提供了包括上述电解液的锂离子电池。锂离子电池还包括含有正极活性材料的正极极片、含有负极活性材料的负极极片以及隔离膜。正极活性材料可以选自钴酸锂(licoo2)、锂镍锰钴三元材料、磷酸亚铁锂(lifepo4)、锰酸锂(limn2o4)、镍酸锂(linio2)、磷钼酸锂(limno2)、磷酸钴锂(licopo4)、磷酸钼锂(limnpo4)及其组合中的一种或几种,以上正极活性材料包括现有技术中经过掺杂或包覆处理的正极活性材料。负极活性材料可以包括硅材料、碳、石墨中的至少一种。例如,可以选自天然石墨、人造石墨、中间相碳微球(简称为mcmb)、硬碳、软碳、硅、硅氧化合物、硅碳化合物、硅氮化合物、硅合金中的一种或多种。在本申请的一些实施例中,硅碳元素的质量比为1:9~5:5,中值粒径d50为10μm~50μm,比表面积3m2/g~10m2/g。在硅合金中,合金元素选自fe、co、sb、bi、pb、ni、cu、zn、ge、in、sn及ti中的至少一种。

为了防止短路,在正极与负极之间通常设有隔膜。例如,包括基材层和表面处理层的隔膜;基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜,基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺的至少一种。具体的,可选用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布、聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯多孔复合膜。基材层的至少一个表面上设置有表面处理层,表面处理层可以是聚合物层或无机物层,也可以是混合聚合物与无机物所形成的层。然而,本领域技术人员将理解,本申请的正极活性材料、负极活性材料和隔离膜可以为其他合适的材料。

下面结合具体的实施例说明锂离子电池的制备,下面的实施例和对比例中的锂离子电池均通过以下方法制备,它们之间的不同之处在于添加剂的种类和添加量。本领域的技术人员将理解,本申请中描述的制备方法仅是实例,其他任何合适的制备方法均在本申请的范围内。

本申请的实施例与对比例的锂离子电池的制备过程如下所示:

对比例1

(1)电解液的制备

在干燥的氩气气氛手套箱中,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ec:pc:dec:pp=10:15:35:20进行混合,添加质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯,溶解并充分搅拌后,加入锂盐lipf6,混合均匀后获得电解液。其中,lipf6的浓度为1.05mol/l。

(2)正极极片的制备

将正极活性材料钴酸锂(licoo2)、导电炭黑(导电剂superp)、聚偏二氟乙烯(cmc)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)按照重量比97.9:1.2:0.5:0.4进行混合,搅拌均匀,得到固含量72%的浆料。将浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔上,80℃条件下烘干,然后经过冷压、裁片、分切后,在85℃的真空条件下干燥4h,得到正极极片。

(3)负极极片的制备

将硅碳质量比为2:8的硅碳化合物、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合,加入去离子水,在真空搅拌机作用下获得固含量为49%的负极浆料;将负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔上;将铜箔在80℃下烘干,然后经过冷压、裁片、分切后,在120℃的真空条件下干燥12h,得到负极极片。

(4)隔离膜的制备

选用16μm厚的聚乙烯(pe)隔离膜。

(5)锂离子电池的制备

将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好,使隔离膜处于正、负极极片之间起到隔离的作用,然后将叠好的正极极片、隔离膜和负极极片卷绕,置于外包装箔中,经过顶封、侧封,注液,化成(0.02c恒流充电到3.3v,再以0.1c恒流充电到3.8v),然后对电池的性能进行初步检测,获得软包锂离子电池。

对比例2

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式a表示的三腈。

对比例3

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈。

对比例4

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为0.01wt%的由式d表示的二腈。

对比例5

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是负极为石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合。

对比例6

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是负极为石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合,电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式a表示的三腈。

实施例1

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为2wt%的由式a表示的三腈。

实施例2

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为5wt%的由式a表示的三腈。

实施例3

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为1wt%的由式a表示的三腈。

实施例4

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为1wt%的由式b表示的三腈。

实施例5

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为2wt%的由式b表示的三腈。

实施例6

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为2wt%的由式c表示的三腈。

实施例7

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式2表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为0.3wt%的由式a表示的三腈。

实施例8

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为1wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为2wt%的由式a表示的三腈。

实施例9

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为0.5wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为2wt%的由式a表示的三腈。

实施例10

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为0.5wt%的由式a表示的三腈。

实施例11

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为3wt%的由式a表示的三腈。

实施例12

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为3wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为2wt%的由式a表示的三腈。

实施例13

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为5wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为2wt%的由式a表示的三腈。

实施例14

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为6wt%的由式a表示的三腈。

实施例15

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为10wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为2wt%的由式a表示的三腈。

实施例16

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为1.5wt%的由式a表示的三腈和质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈。

实施例17

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为1wt%的由式a表示的三腈和质量分数为1wt%的由式d表示的二腈。

实施例18

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈。

实施例19

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为1.5wt%的由式a表示的三腈和质量分数为0.5wt%的由式e表示的二腈。

实施例20

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为1wt%的由式a表示的三腈和质量分数为1wt%的由式e表示的二腈。

实施例21

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为0.5wt%的由式e表示的二腈。

实施例22

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈和质量分数为0.5wt%的由式e表示的二腈。

实施例23

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为2wt%的由式d表示的二腈。

实施例24

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为3wt%的由式d表示的二腈。

实施例25

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为5wt%的由式d表示的二腈。

实施例26

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为8wt%的由式d表示的二腈。

实施例27

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为1wt%的由式a表示的二氧六环。

实施例28

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为1wt%的由式b表示的二氧六环。

实施例29

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为0.5wt%的由式a表示的二氧六环。

实施例30

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为2wt%的由式a表示的二氧六环。

实施例31

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为5wt%的由式a表示的二氧六环。

实施例32

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为0.5wt%的由式b表示的二氧六环。

实施例33

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为2wt%的由式b表示的二氧六环。

实施例34

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为5%的由式b表示的二氧六环。

实施例35

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为6%的由式a表示的二氧六环。

实施例36

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为10%的由式a表示的二氧六环。

实施例37

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为5wt%的由式x表示的氟醚。

实施例38

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为5wt%的由式y表示的氟醚。

实施例39

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为1wt%的由式x表示的氟醚。

实施例40

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为2wt%的由式x表示的氟醚。

实施例41

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为2.5wt%的由式x表示的氟醚。

实施例42

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为3wt%的由式x表示的氟醚。

实施例43

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为7wt%的由式x表示的氟醚。

实施例44

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为10wt%的由式x表示的氟醚。

实施例45

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为1%的由式y表示的氟醚。

实施例46

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为2wt%的由式y表示的氟醚。

实施例47

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式2表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为2wt%的由式y表示的氟醚。

实施例48

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为11wt%的由式x表示的氟醚。

实施例49

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈和质量分数为1wt%的由式a表示的二氧六环。

实施例50

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈和质量分数为3wt%的由式x表示的氟醚。

实施例51

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为1wt%的由式a表示的二氧六环和质量分数为3wt%的由式x表示的氟醚。

实施例52

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈、质量分数为1wt%的由式a表示的二氧六环和质量分数为3wt%的由式x表示的氟醚。

实施例53

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式2表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈和质量分数为1wt%的由式a表示的二氧六环。

实施例54

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是负极为石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合,电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯和质量分数为2wt%的由式a表示的三腈。

实施例55

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是负极为石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合,电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈。

实施例56

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是负极为石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合,电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为1wt%的由式a表示的二氧六环。

实施例57

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是负极为石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合,电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈和质量分数为3wt%的由式x表示的氟醚。

实施例58

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是负极为石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合,电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈和质量分数为1wt%的由式a表示的二氧六环。

实施例59

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是负极为石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合,电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈和质量分数为3wt%的由式x表示的氟醚。

实施例60

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是负极为石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合,电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为1wt%的由式a表示的二氧六环和质量分数为3wt%的由式x表示的氟醚。

实施例61

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是负极为石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合,电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式1表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈、质量分数为1wt%的由式a表示的二氧六环和质量分数为3wt%的由式x表示的氟醚。

实施例62

按照与对比例1相同的方法制备电解液及锂离子电池,不同的是负极为石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(sbr)、增稠剂碳甲基纤维素钠(cmc)按照重量比95:2:2:1进行混合,电解液除了溶剂碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、丙酸丙酯(pp)质量比为ec:pc:dec:pp=10:15:35:20,1.05mol/l锂盐lipf6外,同时加入质量分数为2wt%的由式2表示的氟代磺酰基硅烷乙酸酯、质量分数为2wt%的由式a表示的三腈、质量分数为0.5wt%的由式d表示的二腈、质量分数为1wt%的由式a表示的二氧六环和质量分数为3wt%的由式x表示的氟醚。

之后,对实施例及对比例的锂离子电池进行循环性能测试,具体测试方法如下:

将锂离子电池置于25℃恒温箱中,静置30min,使锂离子电池达到恒温。以0.5c恒流充电至4.4v,恒压充电至电流为0.05c,静置5min,然后用0.5c恒流放电至3.0v,静置5min,上述为一个充放电循环。以首次放电的容量为100%,反复进行充放电循环,至放电容量衰减至80%时,停止测试,记录循环圈数,作为评价锂离子电池循环性能的指标。

同时测试锂离子电池在45℃的循环性能,测试方法同上述25℃循环性能测试。

另外,对实施例及对比例的锂离子电池进行浮充性能测试,具体测试方法如下:

将锂离子电池置于45℃恒温箱中,静置30min,使锂离子电池达到恒温。以0.5c恒流放电至3v,静置5min,然后用0.5c恒流放电至4.4v,4.4v恒压充电36天,每小时测试电芯内阻、开路电压和电芯厚度。电芯膨胀率>10%停止,记录恒压充电时间。

此外,对实施例及对比例的锂离子电池进行倍率性能测试,具体测试方法如下:

将恒温箱温度设定为25℃。0.5c恒流充电至4.4v,恒压充电至0.05c,静置5min,0.1c恒流放电至3v,静置5min。以0.1c放电容量为基准100%。之后异0.5c恒流充电至4.4v,恒压充电至0.05c,静置5min,2c恒流放电至3v,并记录2c放电容量,进行倍率性能测试。2c放电倍率性能=2c放电容量/0.1c放电容量*100%。

对比例和实施例中的添加剂的种类和含量以及测试结果如下表1-6所示。

表1

通过比较实施例1-15和对比例1-2可知,与不加三腈的电解液(对比例1)相比较,加入三腈作为添加剂的电解液能够提高锂离子电池的倍率性能。与不加氟代磺酰基硅烷乙酸酯的电解液(对比例2)相比较,加入氟代磺酰基硅烷乙酸酯作为添加剂的电解液能够提高锂离子电池的倍率性能氟代磺酰基硅烷乙酸酯和三腈的含量过高或过低均会导致锂离子电池的倍率性能下降。氟代磺酰基硅烷乙酸酯是一款极好的成膜添加剂。当氟代磺酰基硅烷乙酸酯含量过低时,负极表面难以完全形成稳定的sei,对电极材料和电解液保护不完全,导致锂离子电池性能的恶化,当氟代磺酰基硅烷乙酸酯含量过高时,尤其在高温条件下,该化合物所在电极组件产气较为严重,导致倍率性能下降。

腈化合物具有孤对电子,可以和正极阳离子空轨道结合,起到稳定正极界面的作用。腈化合物含量太少,不能完全覆盖正极表面,大倍率放电情况下,正极结构容易遭到破坏;腈化合物含量过多,则会提高电解液粘度,恶化动力学性能。例如,通过比较实施例1-2和14可知,当三腈的质量百分数超过5%,锂离子电池的倍率性能受到影响。

氟代磺酰基硅烷乙酸酯结合腈化合物使用,一方面可以在正负极成膜,起到保护电极界面的作用,降低电极组件副产物和气体的产生。另一方面,腈化合物具有孤对电子,可以和电解液中游离的氢离子结合,降低高浓度氟代磺酰基硅烷乙酸酯带来的产气影响。

表2

通过比较对比例3-4、实施例1和16-26比较可知,氟代磺酰基硅烷乙酸酯和三腈、二腈结合使用,能够提高锂离子电池的浮充、倍率性能。

腈化合物是作用在正极的添加剂,-cn基团上的孤对电子可以和正极活性物质结合,有效稳定正极的结构。三腈对正极阳离子的稳固效果比较优异,然而三腈的粘度比较大,将三腈和二腈混合使用可以降低电解液的粘度,并且解决由于使用单一结构的腈类化合物由于成膜成份较为单一,不能有较大的提升电池性能。而将不同的腈类化合物组合使用,一方面可以弥补使用单一腈类化合物时用量较多的动力学缺陷,另一方面组合使用可以更好的发挥添加剂的自身特点,改善电芯的浮充、倍率性能。

表3

通过比较实施例1和27-36可知,加入环醚时,能够提高锂离子电池的循环和倍率性能。二氧六环在充电过程中可以在正极表面发生反应,形成固态电解质膜,使正极界面更加稳定,进而改善电芯的倍率、循环性能。另外,二氧六环也会在负极表面发生还原反应,形成sei,稳定负极界面。当二氧六环含量过多时,该物质在正负极界面形成的固态电解质膜阻抗太大,不利于倍率性能的提升。如果二氧六环含量过低,则不能在正负极界面形成完整的sei,不利于循环性能的提升。

表4

通过比较实施例1和37-48可知,氟代磺酰基硅烷乙酸酯结合氟醚使用,能够有效提高锂离子电池的循环和倍率性能。在电解液中加入氟醚,能够与氟代磺酰基硅烷乙酸酯和三腈产生协同作用,改善电池25℃循环寿命、45℃循环寿命和浮充性能。当氟醚的含量过高时,电解液的沸点会降低。

表5

通过比较实施例1和49-53可知,将氟代磺酰基硅烷乙酸酯、三腈化合物、二腈化合物、环醚和氟醚结合使用,能够提高锂离子电池的循环、浮充和倍率性能。

氟代磺酰基硅烷乙酸酯、三腈化合物、二腈化合物、环醚和氟醚的协同作用在电池的正负极表面形成多元化的固态电解质膜,稳定界面结构,而且可以提高电解液的稳定性和耐氧化性。通过以上性质,最终提高锂离子电池的倍率、浮充和循环性能。

在充电的过程中,负极表面电子与氟代磺酰基硅烷乙酸酯发生还原反应,生成稳定的sei,抑制硅负极在充放电过程中的膨胀收缩导致的材料破碎。含有-o-si-官能团的化合物可以在硅负极材料表面形成稳定的保护膜;同时-so2f官能团的氟原子容易在负极反应成膜,可以在负极形成低阻抗sei。

在负极表面,氟代磺酰基硅烷乙酸酯可以形成低阻抗、化学性能稳定的sei,可以及时修复因硅颗粒膨胀破碎暴露的新鲜界面;环醚可以在负极表面形成柔性sei,在一定程度上可以抑制硅颗粒膨胀和收缩导致的颗粒粉化现象,维持电子在负极上的导通情况。在正极表面,腈化合物能够和正极阳离子发生络合现象,通过稳定金属阳离子稳定正极界面;环醚在正极表面反应成膜,进一步提高正极界面的稳定性,改善电池的浮充性能。通过添加以上添加剂,既提高了电解液的电导率,又提高了电解液的浸润性和抗氧化性,改善了电解液的离子导通率和界面传递效率,消除了腈化合物等添加剂带来的电解液粘度过大和表面张力过大的问题,保证了锂离子电池中的离子、电子得到稳定、高效的传输,提高了锂离子电池的循环、倍率和浮充性能。

表6

通过比较实施例54-61和对比例5-6可知,在石墨体系中,氟代磺酰基硅烷乙酸酯与三腈化合物能够有效的改善电池的循环、倍率和浮充性能。

本领域技术人员应理解,以上实施例仅是示例性实施例,不能理解为对本申请的限制,在不背离本申请的精神和范围的情况下,可以进行多种变化、替换以及改变。

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