的质量百分含量为5%~20%。
[0038]所述非水有机溶剂为环状碳酸酯或链状碳酸酯，优选为选自碳酸乙烯酯(EC)、碳 酸丙烯酯（PC)、碳酸甲乙酯（EMC)、碳酸二甲酯（DMC)、碳酸二乙酯（DEC)、乙酸乙酯(EA)、乙 酸丙酯(PA)、丙酸甲酯(MP)和丙酸乙酯(EP)中的一种或任意混合。
[0039]所述负极成膜剂可以是包含碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)或氟代碳 酸乙烯酯(FEC)等中的任意一种或几种的组合，其他具有相似功能的负极成膜剂也适用，负 极成膜剂的添加量为占电解液总质量的0.1~2%。
[0040]本发明中还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池中以上述锂离子电池电解液作 为电解液。上述锂离子电池电解液能广泛应用在二次锂离子电池电解液中，尤其适用于锂 离子动力电池，提高锂离子动力电池的热稳定性；同时有效解决离子液体阻燃添加剂与电 极材料的兼容性问题，提高锂离子动力电池的安全性能，促进锂离子动力电池的发展。
[0041]以下通过实施例对本发明做进一步说明。
[0042]对比例1:室温下，在充满氩气的手套箱中将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)按 照质量比1:1进行混合，向其中添加质量百分含量为2%的碳酸亚乙烯酯(VC)，再加入双(三 氟甲基磺酰)亚胺锂(LTFSI)溶解至浓度为1.0m〇l/L，制备成电解液。
[0043]对比例2:室温下，在充满氩气的手套箱中将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、 碳酸丙烯酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)按照质量比1:1:1:1进行混合，向其中添加质量百分含 量为2%三氟甲基苯硫醚和2%的碳酸亚乙烯酯（VC)，再加入双（三氟甲基磺酰）亚胺锂 (LTFSI)溶解至浓度为1.Omo1/L，制备成电解液。
[0044]实施例1:按照与对比例1相同的方法制备电解液，不同之处在于添加占电解液质 量2 %的三氟甲基苯硫醚。
[0045] 实施例2:按照与对比例2相同的方法制备电解液，不同之处在于添加10% 1-甲基_ 2_氧-1-丙基吡咯烷酮双氟草酸硼酸盐(NMP-DF0B)。
[0046] 实施例3:按照与对比例2相同的方法制备电解液，不同之处在于添加15% 1-甲基-2_氧-1-丙基吡咯烷酮双氟草酸硼酸盐(NMP-DF0B)。
[0047] 实施例4:按照与对比例2相同的方法制备电解液，不同之处在于添加20% 1-甲基_ 2_氧-1-丙基吡咯烷酮双氟草酸硼酸盐(NMP-DF0B)。
[0048] 实施例5:按照与对比例2相同的方法制备电解液，不同之处在于添加25% 1-甲基_ 2_氧-1-丙基吡咯烷酮双氟草酸硼酸盐(NMP-DF0B)。
[0049] 对实施例1和对比例1的电解液分别与三元正极(LiMm/3Ni1/3Co1/3〇2)、负极锂片组 装成CR2023扣式电池，进行25°C1C循环100周的恒电流充放电循环测试，电压范围2.7-4.3V，测试结果如图1所示。结果显示，电池在不添加三氟甲基苯硫醚的电解液1C循环至30 圈后容量迅速衰减，而添加2 %三氟甲基苯硫醚的电解液循环100圈后，容量保持率为 90.2%，循环性能良好。
[0050]对上述实施例1和对比例1的电解液循环后的扣式电池进行拆解，用碳酸二甲酯 (DMC)对三元电极进行清洗以及超声干净A1箱，室温抽真空烘干后，通过SEM观察电极及A1 箱的表面形态，测试结果如图2a~图2d所示。结果显示，不添加三氟甲基苯硫醚的电解液， 铝箱发生了明显的腐蚀，如图2a所示;而添加了 2%三氟甲基苯硫醚的电解质有较好的相容 性，并未发生腐蚀，而表面形成了一层SEI膜，如图2b所示。此外，三元电极在不添加三氟甲 基苯硫醚的电解液循环后，电极表现为疏松，如图2c所示，而添加了 2 %三氟甲基苯硫醚的 电解质，在三元电极表面形成了一层稳定的SEI膜，起到保护电极的作用，提高电池的长循 环性能，如图2d所示。
[0051] 通过电化学工作站分别对实施例1和对比例1的电解液，组成Li金属片/电解液/A1 箱纽扣电池，设置电压范围（1.7-4.6V)，扫描速率:0.1mV/s，进行循环伏安测试，结果如图3 所示。结果显示，铝箱在不添加三氟甲基苯硫醚的电解质中出现明显的响应电流，反映了 LiTFSI锂盐腐蚀铝箱的现象，而添加了2%三氟甲基苯硫醚后，这种副反应得到有效的抑 制，大大改善了新型锂盐与铝箱的兼容性。
[0052]对实施例2-5和对比例2的电解液进行燃烧实验，评价其阻燃性能。燃烧试验的步 骤为:在玻璃纤维（宽度20mm、长度60mm)中滴加入2毫升的被测电解液，在大气中放置于实 验火焰中10秒后，远离实验火焰，通过目视观察着火火焰的形态，记录离开火焰直至熄火的 时间；将熄火时间不足10秒的情况设为阻燃性，将10秒以上的情况设为燃烧性，测定结果如 表1所示。
[0053]表1、实施例2-5和对比例2的电解液相关实验结果
[0055]从表1可看出：比较实施例2-5和对比例2，向电解液添加质量分数为5%、10%的1-甲基-2-氧-1-丙基吡咯烷酮双氟草酸硼酸盐(匪P-DF0B)离子液体明显降低电解液的可燃 性，说明其具有很好的阻燃性能，且当添加量达15%时，电解液均不燃，能够大大改善电解 液的安全性能。
[0056] 对实施例3和对比例2的电解液与三元正极（LiMm/sNivsCovsO〗）、负极锂片组装成CR2023扣式电池，进行80°C1C循环50周的恒电流充放电循环测试，电压范围2.7-4.3V，测试 结果如图4所示。结果显示，电池在不添加1-甲基-2-氧-1-丙基吡咯烷酮双氟草酸硼酸盐 (NMP-DF0B)的阻燃电解液1C循环50圈，容量衰减严重；而添加15 %NMP-DF0B的阻燃电解液 循环50圈后，容量保持率为88.86%，循环性能良好。说明离子液体与功能添加剂三氟甲基 苯硫醚混用，能显著地提高了锂离子电池的高温循环性能。
[0057]综上所述，当锂离子电池非水电解液中含有0.5%_2.0%全氟烷基苯硫醚功能添 加剂时，在充放电过程中，能在A1箱表面和三元正极材料表面生成一层稳定的SEI膜，抑制 三氟甲磺酸锂(LiCF3S03)、全氟烷基磺酰甲基锂(LiC(CF3S02)3)、双(三氟甲基磺酰）亚胺锂 (LTFSI)、双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)等新型锂盐对铝箱的腐蚀，解决上述锂盐不能完全取 代LiPF6广泛应用的问题，以及对正极三元材料起到保护作用，从而提高电池的循环性能。 与此同时由于该化合物具有较多的氟元素，因此具有较好的阻燃效果，与阻燃添加剂起到 协同阻燃的作用，大大降低了阻燃添加剂的用量，当添加占电解液的质量5%-20%的离子 液体作为阻燃添加剂，就能使锂离子电池电解液不仅具有阻燃甚至完全不燃性，从而可以 全面地提升电解液及电池的抗氧化能力、热稳定性和安全性能。
[0058]应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可 以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保 护范围。
【主权项】
1. 一种锂离子电池电解液，包括非水有机溶剂、锂盐、功能添加剂、阻燃添加剂和负极 成膜剂，其特征在于，所述功能添加剂为全氟烷基苯硫醚。2. 根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述全氟烷基苯硫醚的分子 结构式如下式所示：其中，R为碳分子数-CF3、-C2F5、-C3F 7、-C4F9以内的全氟代烷基基团的任意一种。3. 根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述功能添加剂在电解液中 的质量百分含量为0.5-2.0%。4. 根据权利要求3所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述阻燃添加剂为离子液 体。5. 根据权利要求4所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述离子液体为脂肪族季铵 盐、季膦盐、吡咯盐、吡咯烷酮盐、咪唑盐和哌啶盐;通式为C+[Ar，通式中C +阳离子的结构式 如下：其中，R1、R2、R3和R4为Cl~C3烷基、烯丙基、醚基中的任意一种;通式中[ΑΓ阴离子为 CF3SO3-，TFSI-、FSI-、BOB-或 DFOB-中的任意一种。6. 根据权利要求5所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述离子液体在电解液中的 质量百分含量为5%~20%。7. 根据权利要求1~6任一所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐选自 1^〇?3503、1^(^? 3302)3、1^?31、1^31中的一种或几种的组合;所述锂盐的浓度为0.3111〇1/1 ~1·0mol/L 〇8. 根据权利要求7所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂为环状碳 酸酯或链状碳酸酯。9. 根据权利要求7所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述负极成膜剂为包含碳酸 亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯或氟代碳酸乙烯酯中的任意一种或几种的组合，添加量为占电 解液总质量的0.1~2 %。10. -种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1~9任一所述的锂离子电池电解 液。
【专利摘要】本发明公开一种锂离子电池电解液及锂离子电池，所述锂离子电池电解液，包括非水有机溶剂、锂盐、功能添加剂、阻燃添加剂和负极成膜剂。本发明方案中在合理优化非水有机溶剂、锂盐、负极成膜剂的基础上，采用全氟烷基苯硫醚作为一种功能添加剂。不仅能有效解决三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、全氟烷基磺酰甲基锂(LiC(CF3SO2)3)、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LTFSI)、双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)等上述新型锂盐对铝集流体的腐蚀问题，提高锂离子电池的循环性能，使它们能很好地取代LiPF6，而且还能广泛应用在二次锂离子电池电解液中，尤其适用于锂离子动力电池，提高锂离子动力电池的热稳定性。
【IPC分类】H01M10/42, H01M10/0567, H01M10/0525
【公开号】CN105449275
【申请号】CN201510785312
【发明人】王振峰, 杨斌斌, 饶睦敏, 李瑶
【申请人】深圳市沃特玛电池有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月16日