电解液及电化学储能装置的制作方法

本申请涉及储能装置领域，尤其涉及一种电解液及电化学储能装置。

背景技术：

近年来，随着全球环境恶化和能源短缺等问题的日趋严重，相对于传统的镍氢、镍镉和铅酸电池，使用液体电解液的锂离子电池由于具有更高的比能量密度、更好的循环性能、更宽的工作温度和更友好的环境兼容性，因而其需求得到了爆发式的增长，特别是在对能量密度要求很高的高端消费电子器件领域和电动运输车领域内更是占据了应用的主导地位。

为了满足人们对能量密度越来越高的要求，采用高压实和厚涂布的正、负极片处理工艺现已成为业界用于提升锂离子电池能量密度的通用策略。不过，随之带来的问题是，液体电解液很难完全浸润高压实和厚涂布的正、负极片上各个活性材料颗粒间的间隙，从而导致锂离子电池在充放电时(特别是在低温环境中)会出现很大的欧姆极化，最终使得锂离子电池的各项性能急剧恶化。

众所周知，当锂离子电池化成时，液体电解液中的某些化学成份会优先被负极还原分解，从而在负极表面形成一层只对锂离子传导而不对电子传导的所谓固体电解质界面膜(简称sei膜)。sei膜是锂离子进出负极活性材料颗粒内部的传输通道，因而是控制负极反应动力学的一个关键因素。如果在锂离子电池化成时形成的sei膜太厚，一方面会导致锂离子电池中有限的活性锂资源被过多消耗，另一方面会导致锂离子进出负极活性材料颗粒内部时遇到较大阻力。此外，如果在锂离子电池化成时形成的sei膜不够致密稳定，那么组成sei膜的某些亚稳态物质将会被液体电解液逐渐溶解，从而导致新鲜暴露的负极活性材料颗粒表面与液体电解液会继续反应以不断修复sei膜，最终便会造成锂离子电池中有限的活性锂资源被不断地消耗而使得锂离子电池容量急剧下降。鉴于此，特提出本申请。

技术实现要素：

鉴于背景技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种电解液及电化学储能装置，所述电解液中含有添加剂磷酸酯季铵盐，所述磷酸酯季铵盐可以保证电化学储能装置化成时在负极表面能够形成一层致密均匀且具有较高离子传导性的sei膜，从而可显著改善电化学储能装置的首次充放电效率、高温循环性能、高温存储性能以及倍率性能。

为了达到上述目的，在本申请的一方面，本申请提供了一种电解液，其包括添加剂，所述添加剂为磷酸酯季铵盐。所述磷酸酯季铵盐选自式1所示的化合物中的一种或几种；其中，所述磷酸酯季铵盐包括阴离子基团(对应为)以及阳离子基团(除去之外的部分)。

在式1中，r1、r2各自独立地选自取代或未取代的碳原子数为1～6的烷基、取代或未取代的碳原子数为6～16的单环芳基中的一种；r3选自取代或未取代的碳原子数为1～12的亚烷基中的一种；r4选自取代或未取代的碳原子数为1～6的烷基中的一种；r5选自取代或未取代的碳原子数为1～3的亚烷基中的一种；取代基选自碳原子数为1～3的烷基、卤素中的一种或几种；选自f^-、[pf6]^-、[asf6]^-、[bf4]^-、[no3]^-、[clo4]^-、中的一种。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种电化学储能装置，其包括本申请一方面所述的电解液。

相对于现有技术，本申请的有益效果为：

本申请的电解液中含有添加剂磷酸酯季铵盐，磷酸酯季铵盐可以保证电化学储能装置化成时在负极表面能够形成一层致密均匀且具有较高离子传导性的sei膜，从而可显著改善电化学储能装置的首次充放电效率、高温循环性能、高温存储性能以及倍率性能。

附图说明

图1为化合物1的¹h-nmr核磁鉴定图谱；

图2为化合物1的¹⁹f-nmr核磁鉴定图谱。

具体实施方式

下面详细说明根据本申请的电解液及电化学储能装置。

首先说明根据本申请第一方面的电解液。

根据本申请第一方面的电解液包括添加剂，所述添加剂为磷酸酯季铵盐。所述磷酸酯季铵盐选自式1所示的化合物中的一种或几种。其中，所述磷酸酯季铵盐包括阴离子基团(对应为)以及阳离子基团(除去之外的部分)。

在式1中，r1、r2各自独立地选自取代或未取代的碳原子数为1～6的烷基、取代或未取代的碳原子数为6～16的单环芳基中的一种；r3选自取代或未取代的碳原子数为1～12的亚烷基中的一种；r4选自取代或未取代的碳原子数为1～6的烷基中的一种；r5选自取代或未取代的碳原子数为1～3的亚烷基中的一种；取代基选自碳原子数为1～3的烷基、卤素中的一种或几种。

在式1中，表示阴离子，选自f^-、[pf6]^-、[asf6]^-、[bf4]^-、[no3]^-、[clo4]^-、中的一种。

在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述电解液可以为液态电解液、固态聚合物电解液或凝胶聚合物电解液，可根据实际需求进行选择。

在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述磷酸酯季铵盐的阳离子基团具有特殊的结构，即所述磷酸酯季铵盐的阳离子基团部分由带单位正电荷的环状季铵头部和功能性的磷酸酯尾部通过中间的有机碳链连接而成。带单位正电荷的环状季铵头部能够在电化学储能装置化成时形成的内部电场作用下，带动整个阳离子基团主动靠近负极而被优先还原分解断裂，并释放出功能性的磷酸酯尾部，其可以在负极表面建立一层由烷基磷酸金属盐(xop(＝o)(or)2)等物质组成的固态电解质界面膜(sei膜)，由于烷基磷酸金属盐具有较高的本征离子传导率，且具有很高的热稳定性，故由此形成的sei膜具有内部结构致密且均匀、阻抗低、高温性能优异等特点，非常适合高压实和厚涂布的电极片设计，从而可改善电化学储能装置的首次充放电效率、高温循环性能、高温存储性能以及倍率性能。

此外，对于液态电解液而言，由于磷酸酯尾部呈亲水性，而环状季铵头部呈亲油性，所以这种头尾分别呈亲油和亲水的双亲性结构还有利于降低液态电解液的表面张力，使得液态电解液能快速且均匀地渗透入正、负极片上活性材料颗粒间的各个间隙位置，提高了液态电解液对高压实和厚涂布的正、负极片的浸润性。

在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述磷酸酯季铵盐的阳离子基团可选自中的一种。

在根据本申请第一方面所述的电解液中，具体地，所述磷酸酯季铵盐可选自下述化合物中的一种或几种，但本申请不仅限于此；

在根据本申请第一方面所述的电解液中，由于液态电解液与固态聚合物电解液、凝胶聚合物电解液的作用机理相似，因此在本申请中仅以液态电解液为例进行说明，即下述说明中的电解液均代指液态电解液。

在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述磷酸酯季铵盐的含量可为所述电解液总质量的0.01％～10％，当磷酸酯季铵盐的含量小于0.01％时，其对电解液浸润性的提升和在负极表面的sei膜修饰效果不明显，而当磷酸酯季铵盐的含量大于10％时，过量的磷酸酯季铵盐不能完全溶解且会导致电解液的粘度显著增加，同时还会导致离子电导率显著降低，进而急剧恶化电化学储能装置的动力学性能。优选地，所述磷酸酯季铵盐的含量为所述电解液总质量的0.05％～1％。同样地，在固态聚合物电解液、凝胶聚合物电解液中，磷酸酯季铵盐的含量过低对负极sei膜的修饰效果不明显，含量过多容易导致电解液离子迁移数和离子电导率下降。可以理解的是，对于一些要求相对较低或者较次的使用需求中，磷酸酯季铵盐的含量超出此范围时，其仍可以在一定程度上改善电化学储能装置的电化学性能。

在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述电解液还包括有机溶剂，所述有机溶剂的种类并没有具体的限制，可根据实际需求进行选择。优选地，使用非水有机溶剂。所述非水有机溶剂可选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、甲酸丁酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、乙酸丁酯、戊酸甲酯、甲酸戊酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、硫酸二甲酯、硫酸甲乙酯、硫酸二乙酯、四氢呋喃、1,3-二氧戊环、1,3-二氧己环、二甲氧基甲烷、二乙氧基甲烷、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、环丁砜、环戊砜、二甲砜、甲乙砜、二乙砜、环丁亚砜、环戊亚砜、二甲亚砜、甲乙亚砜、二乙亚砜中的一种或几种。从使用及商业化角度考虑，进一步优选地，所述非水有机溶剂使用碳酸酯和羧酸酯。

在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述电解液还包括成膜添加剂，成膜添加剂可选自碳酸亚乙烯酯(vc)、碳酸乙烯亚乙酯(vec)、1-丙烯-1,3-磺内酯(ps)、硫酸亚乙烯酯(dtd)、氟代碳酸乙烯酯(fec)中的一种或几种，上述物质与磷酸酯季铵盐联合使用可进一步改善电化学储能装置的电化学性能。其中，所述成膜添加剂的含量可小于等于所述电解液总质量的3％。

在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述电解液中的电解质盐可选自锂盐或钠盐。

在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述电解质盐的浓度没有具体的限制，可根据实际需求进行选择。具体地，所述电解质盐的浓度可为0.5mol/l～2.5mol/l，若电解质盐的浓度过低，则相应的电解液的离子电导率过低，若电解质盐的浓度过高，则相应的电解液的粘度会上升，这也会导致电解液的离子电导率过低。优选地，所述电解质盐的浓度的上限值为2.0mol/l，进一步优选地，所述电解质盐的浓度的上限值为1.5mol/l。优选地，所述电解质盐的浓度的下限值为0.7mol/l，进一步优选地，所述电解质盐的浓度的下限值为0.9mol/l。同样地，在固态聚合物电解液、凝胶聚合物电解液中，电解质盐的含量可根据实际需求进行选择。

在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述锂盐的种类没有具体的限制，可根据实际需求进行选择。具体地，所述锂盐可选自六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)、高氯酸锂(liclo4)、六氟砷酸锂(liasf6)、六氟锑酸锂(lisbf6)、双(草酸)硼酸锂[lib(c2o4)2或libob]、二氟(草酸)硼酸锂[libf2(c2o4)或lidfob]、双(氟磺酰)亚胺锂[lin(so2f)2或lifsi]、双(三氟甲磺酰)亚胺锂[lin(so2cf3)2litfsi]、二氟磷酸锂(lipo2f2)、二氟双(草酸)磷酸锂[lipf2(c2o4)2]、四氟(草酸)磷酸锂[lipf4(c2o4)]中的一种或几种。从使用及商业化角度考虑，优选地，所述锂盐选自lipf6或其它锂盐与lipf6以任意比例混合形成的锂盐中的一种或几种。

在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述钠盐的种类没有具体的限制，可根据实际需求进行选择。具体地，所述钠盐可选自六氟磷酸钠(napf6)、四氟硼酸钠(nabf4)、高氯酸钠(naclo4)、六氟砷酸钠(naasf6)、三氟甲磺酸钠(nacf3so3)、双三氟甲烷磺酰亚胺钠[nan(cf3so2)2]、双五氟乙烷磺酰亚胺钠[nan(c2f5so2)2]、双(氟磺酰)亚胺钠[nan(fso2)2]中的一种或几种。

其次说明根据本申请第二方面的电化学储能装置。

根据本申请第二方面所述的电化学储能装置包括根据本申请第一方面所述的电解液。

在根据本申请第二方面所述的电化学储能装置中，所述电化学储能装置还包括正极片、负极片以及包装壳等。

在根据本申请第二方面所述的电化学储能装置中，需要说明的是，所述电化学储能装置可为锂离子电池、钠离子电池、金属锂电池、全固态锂电池、全固态钠电池或超级电容器。在本申请的实施例中，仅示出电化学储能装置为锂离子电池的实施例，但本申请不限于此。

在锂离子电池中，正极片包括正极集流体和设置于正极集流体上的正极膜片。所述正极集流体为铝箔。正极活性材料可选自钴酸锂(licoo2)、磷酸铁锂(lifepo4)、linio2、锰酸锂(limn2o4)、镍锰钴三元材料(linixcoymn1-x-yo2(0≤x≤1,0≤y≤1))中的一种或几种，其中，具体地，所述镍锰钴三元材料可选自lini1/3co1/3mn1/3o2、lini0.5co0.2mn0.3o2、lini0.6co0.2mn0.2o2、lini0.7co0.15mn0.15o2、lini0.8co0.1mn0.1o2。所述正极导电剂选自乙炔黑、导电炭黑、碳纤维(vgcf)、碳纳米管(cnt)、科琴黑中的一种或几种。正极粘结剂的种类没具体的限制，可根据实际需求进行选择。

在锂离子电池中，负极片包括负极集流体和设置于负极集流体上的负极膜片。所述负极集流体为铜箔。负极活性材料可选自人造石墨、天然石墨、硅、硅氧化合物、硅基合金中的一种或几种。所述负极导电剂选自乙炔黑、导电炭黑(superp、supers、350g)、碳纤维(vgcf)、碳纳米管(cnt)、科琴黑中的一种或几种。

在锂离子电池中，所述隔离膜的种类没有具体限制，可根据实际需求进行选择，具体地，所述隔离膜可选自聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜以及它们的多层复合膜。

下面结合实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。在实施例中仅示出电化学储能装置为锂离子电池的情况，但本申请不限于此。

在下述实施例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。

在实施例和对比例中，所用到的磷酸酯季铵盐可按照如下方法制备：

化合物1的合成：

第一步反应：

第二步反应：

第三步反应：

第四步反应：

操作步骤：

将2-溴乙醇(3g,24mmol)加入含有无水乙腈(80ml)的双口烧瓶中，冷却到0℃，加入哌啶(2.04g,24mmol)和碳酸钾(13g,96mmol)，升温回流8小时。冷却至室温进行真空过滤，用旋转蒸发仪除去有机溶剂。将残留物经快速层析硅胶柱进行纯化(氯仿:甲醇＝10:1)得到无色油状物(化合物1-1,0.9g,产率30％)。其中，化合物1-1的结构鉴定数据为¹h-nmr(400mhz,cdcl3)：δ＝3.55(dd,j＝13.1,5.4hz,2h)；δ＝2.48-2.27(m,6h)；δ＝1.58-1.46(m,4h)；δ＝1.38(t,2h)。

将化合物1-1(6.45g,50mmol)和三乙胺(12.6g,2.5eq)溶解在二氯甲烷50ml中，在-20℃下缓慢滴加至含有二甲基磷酰氯(2.1ml)的二氯甲烷中(40ml)。升至室温搅拌5小时，再冷却至0℃过滤，滤液经旋转蒸发仪除去有机溶剂。将剩余物经快速层析硅胶柱进行纯化(氯仿:甲醇＝10:1)得到棕色油状液体(化合物1-2,7.1g,收率60％)。其中，化合物1-2的结构鉴定数据为1h-nmr(400mhz,cdcl3)：δ＝4.19-4.08(m,2h)；δ＝3.76(s,3h)；δ＝3.73(s,3h)；δ＝2.61(t,j＝6.0hz,2h)，δ＝2.42(t,4h)，δ＝1.55(dt,j＝11.1,5.6hz,4h)；δ＝1.40(dd,j＝10.8,5.9hz,2h)。

将化合物1-2(2.37g,10mmol)溶解在无水乙醚(30ml)中，加入过量的碘甲烷，搅拌过夜，得到盐类碘化物，经过过滤重结晶得到3.4g物质(即化合物1-3)，收率90％。其中，化合物1-3的结构鉴定数据为¹h-nmr(400mhz,d2o)：δ＝4.49(t,2h)；δ＝3.75(s,3h)；δ＝3.72(s,3h)；δ＝3.68(t,j＝3.0hz,2h)；δ＝3.34(t,j＝5.4hz,4h)；δ＝3.05(s,3h)；δ＝1.80(dt,4h)；δ＝1.62-1.52(dd,2h)。

将上步得到的化合物1-3(1g,2.635mmol)加入到无水丙酮(10ml)中，再缓慢加入含有kpf6(1.9g,10.5mmol)的丙酮溶液。氮气保护下40℃搅拌30小时。采用旋转蒸发仪除去有机溶剂，将剩余物溶解在二氯甲烷中，过滤除去不溶物，真空除去二氯甲烷，固体产物经乙酸乙酯和乙醚淋洗得到化合物1(0.1g,产率10％)。

化合物1的¹h-nmr和¹⁹f-nmr核磁鉴定数据：

¹h-nmr(400mhz,cdcl3):δ＝4.55(dd,j＝9.0,6.9hz,2h)；δ＝4.07-4.02(m,2h)；δ＝3.83(s,3h)；δ＝3.81(s,3h)；δ＝3.71-3.63(m,4h)；δ＝3.35(s,3h)；δ＝1.96(dd,j＝11.3,5.7hz,4h)；δ＝1.83-1.73(m,2h)(具体可参照图1)。

¹⁹f-nmr(376mhz,cdcl3)；δ＝-70.57；δ＝-72.46(具体可参照图2)。

化合物2至化合物8的合成与化合物1类似，仅需改变原料(例如改变反应底物盐等)和反应参数即可，在此不再一一赘述。

实施例1-19以及对比例1-6中的锂离子电池均按照下述方法进行制备：

(1)正极片的制备

将正极活性材料lini0.5co0.2mn0.3o2、导电剂superp、粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)在n-甲基吡咯烷酮(nmp)中混合均匀，制成正极浆料，其中，正极浆料的固体含量为77wt％，正极活性材料lini0.5co0.2mn0.3o2、导电剂superp和粘结剂pvdf的质量比为97:1.4:1.6；接着将正极浆料涂布在厚度为14μm的正极集流体铝箔上并在85℃下烘干，再进行冷压；然后进行切边、裁片、分条后，在85℃的真空条件下烘干4h，制成正极片。

(2)负极片的制备

将负极活性材料石墨、导电剂superp、增稠剂cmc、粘接剂丁苯橡胶(sbr)在去离子水中混合均匀，制成负极浆料，其中，负极浆料的固体含量为54wt％，负极活性材料石墨、导电剂superp、增稠剂cmc及粘接剂sbr的质量比为96.4:1.5:0.5:1.6；将负极浆料涂布在厚度为8μm的负极集流体铜箔上并在85℃下烘干，再进行冷压；然后进行切边、裁片、分条后，在120℃真空条件下烘干12h，制成负极片。

(3)电解液的制备

在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)和碳酸甲乙酯(emc)按质量比为ec:dec:emc＝3:2:5进行混合，然后再向混合溶液中缓慢加入浓度为1.0mol/l的lipf6，最后加入添加剂，搅拌均匀后得到电解液。其中，添加剂的具体种类及其含量示出在表1中。在表1中，添加剂的含量均为基于电解液的总质量计算得到的质量百分数。

(4)隔离膜的制备

以厚度为12μm的聚乙烯薄膜(pe)作为隔离膜

(5)锂离子电池的制备

将正极片、隔离膜、负极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极片的中间位置，卷绕得到裸电芯；焊接极耳；将裸电芯置于外包装中，将表1中的各电解液依次注入到干燥后的干电芯中，封装、静置、化成(以0.02c倍率恒流充电到3.3v，再以0.1c倍率恒流充电到3.6v)、整形、容量测试，完成锂离子电池的制备。

表1实施例1-19和对比例1-6的参数

接下来说明锂离子电池的测试过程。

(1)首次充放电效率测试

在25℃下，以锂离子电池以0.5c倍率恒流充电至电压为4.3v，再以4.3v恒压充电至电流为0.05c，此为锂离子电池的第一次充电过程，充电后的总容量记为c0；静置5分钟后，再以0.5c倍率恒流放电至电压为2.8v，此为锂离子电池的第一次放电过程，放电后的总容量记为d0。

锂离子电池的首次充放电效率(％)＝d0/c0×100％。

(2)锂离电池的高温循环性能测试

在45℃下，将锂离子电池以1c倍率恒流充电至电压为4.3v，再以4.3v恒压充电至电流为0.05c，静置5分钟后，以1c倍率恒流放电至电压为2.8v，随后再静置5分钟，此为锂离子电池的一个充放电循环，锂离子电池的首次放电容量记为d1，将锂离子电池按上述方式进行多次循环充放电测试，第200次循环的放电容量记为d200。

锂离子电池45℃循环200次后的容量保持率(％)＝d200/d1×100％。

(3)锂离子电池的高温存储性能测试

在25℃下，将锂离子电池以1c倍率恒流充电至电压为4.3v，再以4.3v恒压充电至电流为0.05c，静置5分钟后，以1c倍率恒流放电至电压为2.8v，随后再静置5分钟，以1c倍率恒流充电至电压4.3v，再以4.3v恒压充电至电流为0.05c，此时锂离子电池处于满充状态，将此过程中对应的锂离子电池的放电容量记为d1。随后，将锂离子电池放入60℃的恒温箱中，保温90天后取出置于25℃的环境中，以1c倍率恒流放电至电压为2.8v，将此过程中对应的锂离子电池放电容量记为d90。

锂离子电池60℃存储90天后的容量保持率(％)＝d90/d1×100％。

(4)锂离子电池的倍率性能测试

在25℃下，将锂离子电池以0.2c倍率恒流充电至电压为4.3v，再以4.3v恒压充电至电流为0.05c，静置5分钟后，再以0.2c倍率恒流放电至电压2.8v，将此过程中对应的锂离子电池的放电容量记为d0.2c；静置5分钟后，以0.2c倍率恒流充电至电压为4.3v，再以4.3v恒压充电至电流为0.05c，静置5分钟后，再以2c倍率恒流放电至电压为2.8v，将此过程中对应的锂离子电池的放电容量记为d2c。

锂离子电池2c/0.2c的倍率性能(％)＝d2c/d0.2c×100％。

表2实施例1-19和对比例1-6的性能测试结果

从上述表2中的相关数据分析可知，对比例1中，电解液中未加入任何添加剂，非水有机溶剂会在极片表面产生较多的副反应，导致锂离子电池的首次充放电效率、高温循环容量保持率、高温存储容量保持率以及倍率性能均较差。在实施例1～8中，尽管添加剂磷酸酯季铵盐的种类不同，但均可显著地提升锂离子电池的首次充放电效率，这说明磷酸酯季铵盐可以有效减少用于锂离子电池化成时在负极表面建立sei膜所消耗的有限的活性锂资源；另外，加入磷酸酯季铵盐后，锂离子电池的高温循环容量保持率和高温存储容量保持率均得到了明显改善，这说明由磷酸酯季铵盐在负极表面参与形成的sei膜非常的致密且稳定，能够在长时间的高温循环和高温存储中保持基本稳定而不被电解液逐渐溶解；同时加入磷酸酯季铵盐后，锂离子电池的倍率性能也得到了显著提升，这说明由磷酸酯季铵盐在负极表面参与形成的sei膜具有比较低的锂离子传输阻抗。

在实施例1、实施例9～14和对比例1中分析可知，电解液中磷酸酯季铵盐的含量越大，对锂离子电池的首次充放电效率、高温循环容量保持率、高温存储容量保持率和倍率性能的改善效果越显著，当磷酸酯季铵盐的含量较少时，锂离子电池的电化学性能可以一定程度上得到改善，但改善的幅度较小，当磷酸酯季铵盐的含量从0.05％逐步增加到1％时，锂离子电池的电化学性能改善幅度较大，但当磷酸酯季铵盐的含量从1％增加到5％时，锂离子电池的电化学性能的改善的幅度开始下降，当磷酸酯季铵盐的含量增加到10％后，若继续增大磷酸酯季铵盐的含量，则磷酸酯季铵盐无法完全溶解，这会影响锂离子电池的电化学性能的改善。

在实施例15～19和对比例2～6中分析可知，磷酸酯季铵盐还可以与常规的成膜添加剂联合使用，以进一步改善锂离子电池的电化学性能。当磷酸酯季铵盐与fec、ps、vc、vec、dtd联合使用时，与仅含有fec、ps、vc、vec、dtd的锂离子电池相比，其电化学能得到进一步的优化。其原因在于，由磷酸酯季铵盐在负极表面参与形成的sei膜比由fec、ps、vc、vec、dtd形成的传统的sei膜更加致密稳定、且具有更低的锂离子传输阻抗，因此可进一步改善锂离子电池的电化学性能。

综上所述，由于磷酸酯季铵盐特殊的阳离子基团结构，使得带单位正电荷的环状季铵头部能在锂离子电池化成时形成的内部电场作用下，带动整个阳离子基团主动靠近负极而被优先还原分解断裂，并释放出功能性的磷酸酯尾部，用于在负极表面建立一层主要由烷基磷酸锂(liop(＝o)(or)2)等物液组成的sei膜。由于烷基磷酸锂具有较高的本征锂离子传导率，而且具有很高的热稳定性，所以由此形成的sei膜具有内部结构致密，阻抗低和耐高温等优异的特点，适合高压实和厚涂布的电极片设计。