1.本发明属于锂离子电池领域，更具体地，涉及一种高能量密度软包电池高安全电解液及高能量密度软包电池。
背景技术：2.自锂离子电池发明以来，就因其能量密度高、体积小、无记忆效应等优点被广泛的应用在各个领域。
3.随着能源汽车产业的迅猛发展，要求动力锂离子电池提供更高的能量密度以保证长其续航能力。然而，高能量密度电池的安全性一直很难得到保证。在目前的技术条件下，适配高能量密度电池的电解液仍然是基于牛顿流体，当电池在受到外力冲击，挤压时容易造成电池短路而引发爆炸、燃烧等不安全问题。
技术实现要素：4.本发明的目的是一种高能量密度软包电池高安全电解液及高能量密度软包电池，采用本发明所述的电解液，电池在不存在外力作用的条件下正常工作，当存在外力时电解液瞬间变为准固态，当外力消失后电池仍可正常工作，从而解决了高能量密度电池的安全问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种高能量密度软包电池高安全电解液，所述电解液包括非水性有机碳酸酯类溶剂、电解质锂盐和功能性电解液添加剂，所述功能性电解液添加剂包括常规成膜添加剂和具备剪切增稠作用的纳米氧化物。
6.优选地，所述具备剪切增稠作用的纳米氧化物选自二氧化硅(sio2)、氧化锌(zno)、三氧化二铝(al2o3)、二氧化钛(tio2)、氧化亚铁(feo)、氧化锡(sno2)中的一种或多种。
7.优选地，所述具备剪切增稠作用的纳米氧化物的形貌为球状、棒状或片状。
8.优选地，所述具备剪切增稠作用的纳米氧化物为经过修饰的纳米氧化物，修饰物为硅烷或官能团修饰的硅烷。
9.优选地，所述具备剪切增稠作用的纳米氧化物的尺寸为50～250nm，添加量为电解液总质量的10％～50％。
10.进一步优选地，所述具备剪切增稠作用的纳米氧化物的尺寸为80～200nm，添加量为电解液总质量的12％～45％。
11.优选地，所述非水性有机碳酸酯类溶剂选自碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸甲乙酯(emc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、氟代碳酸二乙酯(fdec)中的至少两种。
12.优选地，所述非水性有机碳酸酯类溶剂含量为电解液总质量的30％～75％。
13.优选地，所述电解质锂盐为单一的六氟磷酸锂(lipf6)，或六氟磷酸锂(lipf6)与第
二锂盐的混合物；
14.其中，所述第二锂盐选自二氟磷酸锂(lidfp)、高氯酸锂(liclo4)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(litfsi)、双草酸硼酸锂(lidfob)、二氟草酸硼酸锂(libob)、双氟磺酰亚胺锂(lifsi)和4,5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂(lidti)中的至少一种。
15.所述电解液中电解质锂盐浓度为0.8～1.15mol/l。
16.优选地，所述常规成膜添加剂选自第一混合物和第二混合物中的一种；
17.其中，第一混合物为碳酸亚乙烯酯(vc)和1,3-丙烷磺酸内酯(ps)的混合物；
18.第二混合物为碳酸亚乙烯酯(vc)、1,3-丙烷磺酸内酯(ps)和辅助成膜添加剂的混合物；
19.所述辅助成膜添加剂选自4-乙基硫酸亚乙酯(pes)、三炔丙基磷酸酯(tpp)、甲基二磺酸亚甲酯、1,3-丙烷磺酸内酯(ps)、碳酸亚乙烯酯(vc)、三(三甲基硅基)亚磷酸酯、亚磷酸三甲酯和三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯中的至少一种。
20.优选地，所述常规成膜添加剂的含量占电解液总质量的1～3％。
21.本发明所述高能量密度软包电池高安全电解液的制备方法如下：
22.配制溶剂，将电解质锂盐加入溶剂中混合均匀，加入常规成膜添加剂，最后加入纳米氧化物混合均匀，即得到所述的电解液。
23.本发明还提供一种高能量密度软包电池，包括正极材料、负极材料、隔膜和所述的高能量密度软包电池高安全电解液，所述正极材料为镍钴锰或镍钴铝三元材料，所述负极材料为硅碳材料。
24.相对于现有技术，本发明具备以下有益效果：
25.(1)本发明所述的高安全电解液，其功能性电解液添加剂包括保持电池电化学性能的常规成膜添加剂和具备剪切增稠作用的纳米氧化物，使得电解液在保证电化学性能不受影响的前提下，同时具备剪切增稠效果。
26.(2)本发明所述的高安全电解液打破了传统的以牛顿流体为主的电解液体系，通过加入纳米氧化物改变电解液成分，使其具备剪切增稠效果，在电池受到外力时瞬间转变为准固态，避免由于突然的碰撞、挤压等外力造成电池的短路而引起的爆炸，燃烧等现象，而且当外力消除后电池可恢复正常的工作状态，大大提高了高能量密度软包电池的安全性，进一步促进了高能量密度电池的应用。
27.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
28.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
29.图1示出了本发明实施例1、2和对比例2的电压随时间变化曲线图；
30.图2示出了本发明实施例1、2和对比例2的800ms后电压的恢复率柱状图。
具体实施方式
31.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
32.实施例1
33.电解液的制备：在露点为-50℃的干燥间中，将碳酸乙烯酯(ec)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)按照3:1:3.5:2.5进行混合得到混合溶剂，然后向混合溶液中质量比为10：1的六氟磷酸锂(lipf6)和双氟磺酰亚胺锂(lifsi)溶解混合，使锂盐的浓度达到1.05mol/l；再加入电解液总重量0.75％的碳酸亚乙烯酯(vc)和1,3-丙烷磺酸内酯(ps)，最后加入电解液总重量12％的硅烷修饰的球状纳米三氧化二铝(al2o3)，搅拌均匀后得到实施例1的锂离子电池电解液。
34.软包电池的制备：按照正极片、隔膜、负极片的顺序叠好，使隔膜隔开正负极片，然后缠绕得到电芯，点焊好正负极耳，随后将裸露的电芯置于铝塑膜当中，封装抽紧得到软包全电池。将上述实施例1中制备的电解液在干燥间中注入软包电池控制保液量2.7～3.0g/ah。静置24小时后预充、化成、定容，进行后续实验。(软包全电池材料为高镍811/硅碳，测试电压范围2.8～4.3v，但本发明所使用电极材料不仅仅限于此)
35.实施例2～5及对比例1～3
36.实施例2～5以及对比例1～3制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于物质种类及用量，见表1。实施例1～5以及对比例1～3中锂盐的浓度均为1.05mol/l，所述纳米氧化物均为经过硅烷修饰的球状纳米氧化物。
37.表1实施例1～5及对比例1～3电解液组成及配比
[0038][0039]
性能测试：使用质量为200g的铁球从100cm高度下落，分别撞击实施例1、实施例2和对比例2的软包电池，得到图1所示的电压随时间变化曲线图和图2所示的800ms后电压的恢复率柱状图。
[0040]
图1表明，实施例1、2的电池经历铁球撞击后，电压迅速恢复，并且电池压降较小。相反，对比例2的电池压降明显且电压恢复能力低下。图2柱状图分析了实施例1、2以及对比例2在经历800ms后电压恢复率情况，可以看出功能性纳米氧化物的加入显著提高了电池电压恢复能力，提高了电池的可逆性。图1、图2综合可以得出功能性纳米氧化物的加入确实提高了电池安全性以及可逆能力。
[0041]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。