本发明涉及锂离子电池技术领域，涉及一种改善锂离子极片界面的锂离子电解液。
背景技术：
锂离子电池由于工作电压高、能量密度高、循环寿命长、对环境友好等特点，广泛应用于3c数码产品、电动汽车、军事航天等领域。随着人们生活水平的提高，对锂离子电池的工作环境、能量密度、快速充放电提出了更高的要求。锂离子电池在低温环境下其放电能力衰减较快，并且低温环境充电负极界面容易析锂，从而造成对电池不可逆的损坏，情况严重时更可能由于电池析锂产生安全隐患。而提升电池能量密度的一种方式是提高电池极片的压实密度，但压实密度的提高意味着材料的传质导电速度降低，阻抗增大，导致电池在使用过程中极片容易存在析锂、黑斑等现象。另一方面，锂电池快速充电的过程中由于正极在单位时间里脱出更多的锂离子进入负极，在大电流的驱动下往往由于负极传质阻抗的原因使得锂离子无法完全嵌入负极内部，从而停留在极片外部造成析锂、堵塞锂离子传输通道，久而久之电池变厚、变形，极易造成安全风险。
因此，电池在反复使用过程中负极极片界面的好坏对电池的特殊功能、使用寿命、安全性方面有较大影响，亟需开发出可改善负极极片界面的电解液以满足电池对低温充放电、快速充放电、高压实密度体系下的综合电性能的需求。
技术实现要素：
针对现有技术不足，本发明提供一种改善锂离子极片界面的锂离子电解液。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种改善锂离子极片界面的锂离子电解液，所述改善锂离子极片界面的锂离子电解液由有机溶剂、锂盐、添加剂组成，其中，各组分占锂离子电池电解液总质量的百分比分别为：锂盐15％-27％，添加剂1.5％-6％，余量为有机溶剂；所述锂盐为络合硼酸锂、络合磷酸锂、高氯酸锂、六氟硼酸锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的至少一种；所述有机溶剂由环状碳酸脂、碳酸二乙酯、醚类化合物组成。其中，络合硼酸锂、络合磷酸锂、高氯酸锂、六氟硼酸锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂，该类型锂盐通过控制阴离子在分子中引入其他吸电子基团，从而控制锂盐的化学稳定性和电化学稳定性，而且该锂盐易溶于有机溶剂和解离，保证电解液的导电性能。
进一步的，所述有机溶剂由以下重量百分比的原料混合而成：环状碳酸脂25-55％、碳酸二乙酯20-50％、醚类化合物20-35％。
进一步的，所述环状碳酸脂的纯度为99.95％，所述碳酸二乙酯的纯度为99.67％，所述醚类化合物的纯度为98.92％。
进一步的，所述醚类化合物为二氧戊烷、1.2-二甲氧基乙烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、2-甲基四氢呋喃中的至少一种。
进一步的，所述环状碳酸脂为二三氯甲基碳酸脂、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯、乙基甲基碳酸酯中的至少一种；环状碳酸脂性能稳定，在石墨电极表面不易发生分解，配合添加剂在在石墨负极表面容易形成稳定的sei膜，避免及减少发生充电析锂的现象，具有优异的高低温性能和防气胀性能，有效提升电池容量和循环性能。
进一步的，所述添加剂包括成气体膜添加剂、1，4-丁烷磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。
进一步的，所述气体成膜添加剂为二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳中的一种；二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳是主要的sei膜成膜添加剂，这些气体能促进稳定的sei膜的形成，电极表层的分子膜稳定，减少溶剂分子的共嵌入，进而防止石墨电极的剥落，使得电解液在低温、快速充放电环境下的负极界面良好，避免及减少发生充电析锂的现象。
进一步的，所述添加剂还包括功能添加剂。
进一步的，所述功能添加剂为苯甲醚、亚硫酸乙烯酯、二甲基亚硫酸酯中的一种；在锂离子电池电解液中加入苯甲醚，能够改善电池的循环性能，减少电池的不可逆容量损失，能够延长电池的放电平台，使得电池具有良好的导电性能和循环性能，改善电池的充放电性能。
本发明提供一种改善锂离子极片界面的锂离子电解液，与现有技术相比优点在于：
本发明改善锂离子极片界面的锂离子电解液，提高了锂电池在首次充放电形成的sei膜的热稳定性，延长了锂电池在低温下充放电循环使用寿命，锂电池产生臌胀的几率减小，从而提高锂电池的安全性能和电化学性能，降低了锂离子电池的安全隐患；
本发明改善锂离子极片界面的锂离子电解液通过各组分的联合使用，使得电解液在低温、快速充放电环境下的负极界面良好，避免及减少发生充电析锂的现象，从而能够同时满足低温充放电、快速充放电、负极极片高压实密度的电池体系的需求，并且降低电池析锂而产生的安全隐患；
本发明改善锂离子极片界面的锂离子电解液原料中，锂盐选用络合硼酸锂、络合磷酸锂、高氯酸锂、六氟硼酸锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂，该类型锂盐通过控制阴离子在分子中引入其他吸电子基团，从而控制锂盐的化学稳定性和电化学稳定性，而且该锂盐易溶于有机溶剂和解离，保证电解液的导电性能；有机溶剂由环状碳酸脂、碳酸二乙酯、醚类化合物组成，其中环状碳酸脂性能稳定，在石墨电极表面不易发生分解，配合添加剂在在石墨负极表面容易形成稳定的sei膜，具有优异的高低温性能和防气胀性能，有效提升电池容量和循环性能；
在电解液中的气体成膜添加剂二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳是主要的sei膜成膜添加剂，这些气体能促进稳定的sei膜的形成，电极表层的分子膜稳定，减少溶剂分子的共嵌入，进而防止石墨电极的剥落，使得电解液在低温、快速充放电环境下的负极界面良好，避免及减少发生充电析锂的现象；碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯以及功能添加剂的还原电位高，在碳负极上可优先被还原，从而较好的抑制循环过程中容量衰减。在锂离子电池电解液中加入苯甲醚，能够改善电池的循环性能，减少电池的不可逆容量损失，能够延长电池的放电平台，使得电池具有良好的导电性能和循环性能，改善电池的充放电性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例中，改善锂离子极片界面的锂离子电解液的制备如下：
在充满氩气的手套箱(水分＜10ppm，氧分＜1ppm)中，配置有机溶剂，将纯度为98.92％二三氯甲基碳酸脂25％、纯度为99.67％碳酸二乙酯50％、纯度为98.92％醚类化合物1.2-二甲氧基乙烷25％混合，搅拌均匀，得到有机溶剂，取占锂离子电池电解液总质量的百分比为83.5％的有机溶剂中缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为15％的锂盐络合硼酸锂，再缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为1.5％的添加剂1，4-丁烷磺酸内酯，在二氧化碳氛围下搅拌至其完全溶解，得到实施例1的锂离子电解液。
实施例2：
本实施例中，改善锂离子极片界面的锂离子电解液的制备如下：
在充满氩气的手套箱(水分＜10ppm，氧分＜1ppm)中，配置有机溶剂，将纯度为98.92％氟代碳酸乙烯酯55％、纯度为99.67％碳酸二乙酯20％、纯度为98.92％醚类化合物二氧戊烷25％混合，搅拌均匀，得到有机溶剂，取占锂离子电池电解液总质量的百分比为67％的有机溶剂中缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为27％的高氯酸锂，再缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为6％的碳酸亚乙烯酯，搅拌至其完全溶解，得到实施例2的锂离子电解液。
实施例3：
本实施例中，改善锂离子极片界面的锂离子电解液的制备如下：
在充满氩气的手套箱(水分＜10ppm，氧分＜1ppm)中，配置有机溶剂，将纯度为98.92％环状碳酸脂45％、纯度为99.67％碳酸二乙酯30％、纯度为98.92％醚类化合物25％混合，搅拌均匀，得到有机溶剂，(其中，环状碳酸脂为二三氯甲基碳酸脂、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯、乙基甲基碳酸酯按重量比1:1:1:1混合而成，醚类化合物为二氧戊烷、1.2-二甲氧基乙烷、乙二醇二甲醚按重量比1:1:1混合而成)，取占锂离子电池电解液总质量的百分比为75％的有机溶剂中缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为20％的锂盐，再缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为5％的添加剂，在二氧化碳氛围下，搅拌至其完全溶解，得到实施例3的锂离子电解液。
其中锂盐为络合硼酸锂、络合磷酸锂、高氯酸锂、六氟硼酸锂按重量比2:2:1:1混合而成；添加剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、苯甲醚按重量比2:1:2混合而成。
实施例4：
本实施例中，改善锂离子极片界面的锂离子电解液的制备如下：
在充满氩气的手套箱(水分＜10ppm，氧分＜1ppm)中，配置有机溶剂，将乙基甲基碳酸酯50％、碳酸二乙酯30％、2-甲基四氢呋喃20％混合，搅拌均匀，得到有机溶剂，取占锂离子电池电解液总质量的百分比为72％的有机溶剂中缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为25％的锂盐，再缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为3％的添加剂，在一氧化碳氛围下，搅拌至其完全溶解，得到实施例4的锂离子电解液。
其中锂盐为络合硼酸锂、络合磷酸锂、高氯酸锂、六氟硼酸锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂按照重量比2:2:0.5:1:0.3；添加剂为1，4-丁烷磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯按照重量比1.3:2:0.6:0.3。
实施例5：
本实施例中，改善锂离子极片界面的锂离子电解液的制备如下：
在充满氩气的手套箱(水分＜10ppm，氧分＜1ppm)中，配置有机溶剂，将环状碳酸脂35％、碳酸二乙酯30％、醚类化合物35％混合，搅拌均匀，得到有机溶剂，取占锂离子电池电解液总质量的百分比为74％的有机溶剂中缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为20％的锂盐，再缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为6％的添加剂，在二氧化硫氛围下，搅拌至其完全溶解，得到实施例5的锂离子电解液。
其中，环状碳酸脂为二三氯甲基碳酸脂、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯、乙基甲基碳酸酯混合而成；醚类化合物为二氧戊烷、1.2-二甲氧基乙烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、2-甲基四氢呋喃混合而成；锂盐为络合硼酸锂、络合磷酸锂、高氯酸锂、六氟硼酸锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂混合而成；添加剂为1，4-丁烷磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、二甲基亚硫酸酯混合而成。
对比例1：
本对比例中，锂离子电池电解液的制备：
在充满氩气的手套箱(水分＜10ppm，氧分＜1ppm)中，配置有机溶剂，将碳酸二乙酯50％、碳酸乙烯酯50％混合，搅拌均匀，得到有机溶剂，取占锂离子电池电解液总质量的百分比为55％的有机溶剂中缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为20％的双氟磺酰亚胺锂，占锂离子电池电解液总质量的百分比为20％的二乙醇二乙醚，再缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为5％的亚硫酸乙烯酯，搅拌至其完全溶解，得到对比例1的锂离子电池电解液。
对比例2：
本对比例中，锂离子电池电解液的制备：
在充满氩气的手套箱(水分＜10ppm，氧分＜1ppm)中，配置有机溶剂，将碳酸二乙酯50％、碳酸甲乙酯50％混合，搅拌均匀，得到有机溶剂，取占锂离子电池电解液总质量的百分比为55％的有机溶剂中缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为20％的双氟磺酰亚胺锂，占锂离子电池电解液总质量的百分比为20％的二乙醇二乙醚，再缓慢加入占锂离子电池电解液总质量的百分比为5％的四乙基四氟硼酸铵，搅拌至其完全溶解，得到对比例2的锂离子电池电解液。
将实施例1-5制备的电解液和对比例1-2制备的锂离子电池电解液，分别注入正极活性物钴酸锂licoo2，负极活性物la-1的软包锂离子电池中，注液后的电池经封装、搁置、化成、老化、二次封装、分容等工步，得到待测试锂离子电池。再将各个电池进行性能测试，测试结果见表1和表2所示。
表1不同锂离子电池性能测试结果
由表1数据所示，由本发明实施例1-5电解液制备的电池容量高于对比例，而且本发明电解液制备的电池不析锂，45℃循环容量保持率高，电解液自熄时间短，制备的电池具有良好的导电性能、循环性能、充放电性能等。
表2不同锂离子电池性能循环容量衰减测试结果
由表2的在-20℃循环数据可以看出，本发明制备的电解液可以明显提升锂离子电池在低温条件下的循环性能，电解液在55℃循环数据结果表明本发明制备的电解液可以明显提升锂离子电池的高温循环性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。