1.本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种介孔分子筛掺杂的锂离子电池电解液及应用。
背景技术：
2.锂离子电池由于具有较高的能量密度、功率密度、较长的循环寿命、灵活、轻便等特点，已广泛应用于多个领域，大至规模储能电站，小至电动车及各类电子设备等，是各类能源存储技术中最重要的一种技术。电解液作为传导离子和电子的介质，对电池性能有非常重要的作用。研究发现，锂电子电池电解液中存在很多杂质，如水，hf、al、cr、cu、fe、na、ni等金属杂质离子。电解液中杂质会导致电池比容量、循环效率的不断减少，当杂质浓度超过一定含量时，锂离子电池将被完全破坏；因此，需要加强对杂质含量和除杂技术的分析，以提高电池的稳定安全性。
3.研究者们提出很多种除杂方法，从技术原理上简单分为两类：一类是对电极材料进行改性，如li2so4预处理石墨电极、对正极材料进行表面包覆等，但该方案难以将水分含量降至很低，且成本高，工艺复杂，甚至会降低电池容量，存在一定的弊端。另一类是使用锂化分子筛进行除杂处理，在分子筛除去水分的同时，hf同样可以被除去，同时，其他金属离子也会和锂化分子筛的锂离子发生交换，进一步降低离子含量。因4a分子筛在吸附水的性能表现突出，5a分子筛在吸附水分的同时能很好的吸附溶剂中的杂醇，因此一般在生产时选用4a和5a分子筛1：1混合对溶剂进行脱水。然而，a型分子筛特点为孔径小，不利于电解液在其中的扩散，因此，制备介孔a型分子筛，成功除杂的基础上，可以降低电池自放电现象，进而提高其在电池中的性能，具有重要的实用意义。
技术实现要素：
4.本发明所要解决的技术问题就在于克服目前除杂方法所存在的不足，提供了一种介孔分子筛掺杂的锂离子电池电解液及应用，该电解液能够显著降低电池自放电，且能够去除水、金属等杂质，进而能够提高电池的性能。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.本发明一方面提供一种介孔分子筛掺杂的锂离子电池电解液，所述电解液包括电解质锂盐、溶剂和添加剂；所述添加剂为介孔锂化分子筛，所述添加剂的质量含量占电解液总质量的1-6％。
7.上述技术方案中，进一步地，所述电解质锂盐为lipf6或libf4，所述电解液中电解质锂盐浓度为0.6-1.4mol/l。
8.上述技术方案中，进一步地，所述溶剂为碳酸二甲酯和/或碳酸甲乙酯，碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为0：3-3：0。
9.上述技术方案中，进一步地，所述介孔锂化分子筛的制备方法包括以下步骤：
10.1)将三嵌段共聚物p123溶入去离子水，35℃搅拌至澄清，然后加入均三甲苯，搅拌
1-4h，得到溶液a；
11.2)将硅源加入溶液a中，搅拌2-6h，得到溶液b；
12.3)将铝源溶于naoh溶液中，得到溶液c；
13.4)将溶液c加入溶液b中，40℃搅拌2-4h，随后转移至带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在80-120℃晶化6-14h，过滤，洗涤；
14.5)将步骤4)得到的滤饼转移至烘箱干燥，随后转移至马弗炉中于450-600℃煅烧4-8h，得到介孔分子筛；
15.6)将锂盐配制成0.1-1.0mol/l的锂化溶液，将步骤5)得到的介孔分子筛浸入锂化溶液中进行离子交换，40℃搅拌4-8h，随后过滤，烘干，再次重复交换1-2次，最后在150-300℃下活化2-4h，得到介孔锂化分子筛。
16.上述技术方案中，所述步骤1)中，三嵌段共聚物p123的质量浓度为0.2-2wt％，均三甲苯的质量浓度为0.2-2wt％；所述步骤2)中，硅源的质量浓度以sio2计为5-10wt％；所述步骤3)中，铝源的质量浓度以al2o3计为7-12wt％。
17.上述技术方案中，进一步地，所述步骤2)中，硅源为硅溶胶、硅酸钠或正硅酸乙酯。
18.上述技术方案中，进一步地，所述步骤3)中，铝源为铝酸钠、异丙醇铝或拟薄水铝石。
19.上述技术方案中，进一步地，所述步骤6)中，锂盐为lino3、liclo4、乙酸锂、碳酸锂或氢氧化锂。
20.本发明另一方面提供一种上述锂离子电池电解液的应用，所述电解液用于以li
3v2
(po4)3作为正极材料的锂离子电池中。
21.上述技术方案中，进一步地，所述锂离子电池的正负极电解液均为上述电解液。
22.本发明的有益效果为：
23.1、电解液中加入介孔锂分子筛，能够降低电解液中水、金属杂质的含量，且能有效降低锂离子电池的自放电，提高电池性能。
24.2、电解液中的碳酸甲乙酯性质稳定，反应活性低，因此它的分解电压更高，能降低满电状态下活性很高的li
3v2
(po4)3对电解液的催化能力。
具体实施方式
25.实施例1
26.1)称取0.20g三嵌段共聚物p123溶入14.5ml去离子水后，35℃搅拌至澄清，加入0.20g均三甲苯，继续搅拌4h，记为溶液a；称取5.0g硅溶胶(30％)加入溶液a中，搅拌4h后；另称取1.70g铝酸钠、2.5g naoh溶于去离子水中，记为溶液b；然后将溶液b加入溶液a中，40℃搅拌4h后，转移至带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在100℃晶化10h，过滤，洗涤；将滤饼转移至烘箱干燥后，转移至马弗炉中于550℃煅烧6h，即制得介孔分子筛；
27.2)锂化分子筛的制备：称取6.9g硝酸锂，溶于100ml溶液中配制成1mol/l的锂化溶液，取10g上述获得的介孔分子筛浸入该溶液中，40℃搅拌8h，然后过滤，烘干，再次重复交换1-2次，最后在200℃下活化4h。
28.对比例1
29.普通锂化分子筛的制备：制备过程同实施例1，唯一不同之处在于分子筛制备的过
程中没有加入p123和均三甲苯。
30.实施例2
31.对碳酸二甲酯进行除水处理，碳酸二甲酯纯度为99.95％，初始水分含量为201ppm，金属离子总浓度为15ppm；取两份500g碳酸二甲酯，分别加入10％的实施例1和对比例1分子筛，于室温处理5h，用库伦水分测试仪对处理后的碳酸二甲酯水含量进行检测，结果分别为6.5和6.8ppm，用等离子体发射光谱仪检出其它金属离子总浓度为5ppm和10ppm。说明实施例1和对比例1获得的分子筛对碳酸二甲酯中水的除杂效果几乎一致，但对金属离子的除杂效果实施例1优于对比例1。
32.实施例3
33.对碳酸甲乙酯进行除水处理，碳酸甲乙酯纯度为99.96％，初始水分含量为180ppm，金属离子总浓度为13ppm；取两份500g碳酸甲乙酯，分别加入10％的实施例1和对比例1分子筛，于室温处理5h，用库伦水分测试仪对处理后的碳酸甲乙酯水含量进行检测，结果分别为5.4和5.5ppm，用等离子体发射光谱仪检出其它金属离子总浓度为3ppm和7ppm。说明实施例1和对比例1获得的分子筛对碳酸二甲酯中水的除杂效果几乎一致，但对金属离子的除杂效果实施例1优于对比例1。
34.实施例4
35.电解质锂盐为lipf6，浓度为1mol/l，添加剂为实施例1制备的介孔锂分子筛，质量浓度为4％，溶剂为碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物(体积比为1:1)。
36.按照li
3v2
(po4)3、导电炭黑、粘结剂三者的质量比为8:1:1溶于适量n-甲基吡咯烷酮中混合均匀，用湿膜制备器涂布成厚度为0.1mm的电极膜，真快烘干后，用切片机切成直径为10mm的电极片，称重并计算活性物质的质量；同时以锂片作为负极，以celgard 2500作为隔膜，添加50微升电解液，在手套箱中组成纽扣电池，然后对电池进行电化学测试，先静置5h，以0.2c倍率循环充放电10圈后，充电至4.3v后搁置。搁置10天后，以0.2c倍率放电至3v。搁置前后放电容量的衰减率就是电池的自放电率。
37.测试结果：搁置后电池的自放电率为3％。
38.对比例2
39.电解质锂盐为lipf6，浓度为1mol/l，添加剂为对比例1制备的普通锂化分子筛，质量浓度为4％，溶剂为碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物(体积比为1:1)。
40.测试结果：搁置后电池的自放电率为12％。
41.实施例5
42.电解质锂盐为libf4，浓度为1mol/l，添加剂为实施例1制备的介孔锂分子筛，质量浓度为4％，溶剂为碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物(体积比为1:1)。
43.对比例3
44.电解质锂盐为libf4，浓度为1mol/l，添加剂为对比例1制备的普通锂化分子筛，质量浓度为4％，溶剂为碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物(体积比为1:1)。
45.实施例6
46.电解质锂盐为lipf4，浓度为1mol/l，添加剂为实施例1制备的介孔锂分子筛，质量浓度为4％，溶剂为碳酸甲乙酯。
47.对比例4
48.电解质锂盐为libf4，浓度为1mol/l，添加剂为对比例1制备的普通锂化分子筛，质量浓度为4％，溶剂为碳酸甲乙酯。
49.实施例7
50.电解质锂盐为libf4，浓度为1mol/l，添加剂为实施例1制备的介孔锂分子筛，质量浓度为4％，溶剂为碳酸二甲酯。
51.对比例5
52.电解质锂盐为libf4，浓度为1mol/l，添加剂为对比例1制备的普通锂化分子筛，质量浓度为4％，溶剂为碳酸二甲酯。
53.实施例5-7及对比例3-5电池正极材料、电解液组成以及自放电率如表1所示。
54.表1
55.组别正极电解质锂盐溶剂添加剂自放电率实施例5li
3v2
(po4)3libf4dmc+emc介孔锂分子筛8％对比例2li
3v2
(po4)3libf4dmc+emc普通锂分子筛17％实施例6li
3v2
(po4)3libf4emc介孔锂分子筛9％对比例3li
3v2
(po4)3libf4emc普通锂分子筛20％实施例7li
3v2
(po4)3libf4dmc介孔锂分子筛7％对比例4li
3v2
(po4)3libf4dmc普通锂分子筛16％
56.由表1可以看出，在不同的电池材料及电解液组成下，添加介孔锂分子筛均能起到降低电池自放电率的作用。
57.本发明所述内容并不仅限于本发明所述实施例内容。
58.本文中应用了具体个例对本发明实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。