电解液以及包括该电解液的锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及锂离子电池领域，特别地，涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离 子电池。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池具有高电压、高容量、长寿命等显著特点，越来越多的研究正在拓展电 动汽车等大容量的锂离子电池市场。为了满足更高要求，锂离子电池正负极材料、电解液等 诸多方面的研究也正在不断深入，其中，以电极/电解液界面特性的研究备受关注，例如， 碳负极表面的固体电解质界面（solid electrolyte interface，简称SEI)膜特性、及其膜 形成机理和碳材料表面改性的研究等。
[0003] 近年来的研究发现，锂离子电池的正极材料与电解液间会发生界面反应，而该界 面反应对正极材料的电化学性能、热稳定性、电池的安全特性等性能会产生重要影响。于 是，选择优良的成膜添加剂，成为解决这一问题的关键。其中，又因添加剂的联合使用既能 表现出单一添加剂在某些方面的优势，又能改善单一添加剂在某些方面的不足，使电池表 现出优良的综合性能，而成为研究重点。
[0004] 文献报道环状含有C = C双键的碳酸酯，例如碳酸亚乙烯酯，作为添加剂时，在负 极表面形成SEI膜，可以提高锂离子电池的倍率放电性能以及循环寿命，但是却大大降低 了锂离子电池的高温存储性能和低温性能。还有文献报道丙磺酸内酯具有良好的成膜性 能，能够提高锂离子电池的循环性能和高温存储性能，但却使得锂离子电池的低温放电性 能变差。另外，硫酸亚乙酯虽然能够提高电池的首次效率、容量、低温充放电和循环性能，但 是却会使得电池的高温存储性能变差，特别是在高电压体系下，会大幅降低锂离子电池的 循环性能、存储性能。
[0005] 在越来越多的现有技术中，研究者们开始关注添加剂的组合使用。例如，将丙磺酸 内酯和硫酸亚乙酯的组合使用，在负极表面形成坚固的SEI膜，能够吸附电极中的水分及 溶剂分解产生的小分子，但是其安全性能得不到保证，耐过充性能较差，并且，如果将工作 电压提高到4. 4V以上时，会大幅降低电池的循环性能和存储性能。
[0006] 氟代碳酸乙烯酯、乙烯基碳酸酯和环状硫酸酯组合使用的锂离子电池电解液，只 有在4. 2V以下，使用该电解液的锂离子电池才会表现出良好的循环性能和存储性能。
[0007] 此外，还有包含有磺酸酯的组合添加剂用于锂离子电池电解液，能够提高锂离子 电池的耐过充性能和减少电池在充放电过程中的产气和提高电池的低温性能。然而，在 4. 4V以上的高电压下使用这些电解液，锂离子电池就会表现出很差的循环性能和存储性 能。
[0008] 上述所提到的这些组合添加剂虽然能够改善单一添加剂在某些方面的不足，使电 池在某些方面表现出较好的性能。但是，在4. 4V以上的高电压体系下，却仍然表现出较差 的循环性能和存储性能。
[0009] 有鉴于此，现在亟需开发出一种用于锂离子电池电解液的组合添加剂，提高锂离 子电池在高电压体系下的首次效率、循环性能、高温存储性能以及低温充放电性等综合性 能。
【发明内容】
[0010] 为了解决上述问题，本申请人进行了锐意研究，结果发现：包括有有机溶剂、锂盐、 碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯以及组合添加剂的电解液，其中，组合添加剂包括丙磺酸内 酯、硫酸亚乙酯和己二腈，该电解液能够提高锂离子电池在高电压下的首次效率、循环性 能、高温存储性能、耐过冲性能以及安全性能，从而完成本申请。
[0011] 本申请的目的在于提供一种电解液，包括有机溶剂、锂盐、碳酸亚乙烯酯、氟代碳 酸乙烯酯以及组合添加剂，其中，所述组合添加剂包括以下重量百分数的成份：
[0012] 丙磺酸内酯 电解液的总重量的〇. 1~7% ;
[0013] 硫酸亚乙酯 电解液的总重量的〇. 1~7% ;
[0014] 己二腈 电解液的总重量的〇· 1~9%。
[0015] 本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片、锂电池隔膜和 本申请提供的电解液，其中，所述正极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体上的正 极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料、粘接剂和导电剂，所述负极片包括 负极集流体和设置于所述负极集流体上的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极 活性材料、粘接剂和导电剂。
[0016] 本申请提供的电解液，应该到锂离子电池中，能够大幅提升锂离子电池在4. 4V以 上的高电压下的首次效率、循环性能、高温存储性能、耐过充性能以及安全性能。
【具体实施方式】
[0017] 下面通过对本申请进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更 为清楚、明确。
[0018] 本申请的目的在于提供一种电解液，包括有机溶剂、锂盐、碳酸亚乙烯酯、氟代碳 酸乙烯酯以及组合添加剂，其中，所述组合添加剂包括以下重量百分数的成份：
[0019] 丙磺酸内酯 电解液的总重量的〇. 1~7% ;
[0020] 硫酸亚乙酯 电解液的总重量的〇· 1~7% ;
[0021] 己二腈 电解液的总重量的〇· 1~9%。
[0022] 在上述电解液中，碳酸亚乙烯酯由下述式1所示。
[0023]
[0024] 上述式1所示的碳酸亚乙烯酯作为添加剂加入到电解液中。
[0025] 基于电解液的总重量，碳酸亚乙烯酯的含量优选为电解液的总重量的0. 1~3%， 进一步的，碳酸亚乙烯酯的含量优选为电解液的总重量的〇. 7~2. 5%，更进一步的，碳酸 亚乙烯酯的含量优选为电解液的总重量的1~2%。
[0026] 在上述电解液中，氟代碳酸乙烯酯由下述式2所示。
[0027]
[0028] 上述式2所示的氟代碳酸乙烯酯作为添加剂加入到电解液中。
[0029] 基于电解液的总重量，氟代碳酸乙烯酯的含量优选为电解液的总重量的0. 1~ 10%，进一步的，氟代碳酸乙烯酯的含量优选为电解液的总重量的1~9%，更进一步的，氟 代碳酸乙烯酯的含量优选为电解液的总重量的3~7%。
[0030] 在上述电解液中，丙磺酸内酯由下述式I所示。
[0031]
[0032] 基于电解液的总重量，丙磺酸内酯的含量优选为电解液的总重量的0. 8~6. 5%， 进一步的，丙磺酸内酯的含量优选为电解液的总重量的1. 8~6%，更进一步的，丙磺酸内 酯的含量优选为电解液的总重量的3~5%。
[0033] 在上述电解液中，硫酸亚乙酯由下述式II所示。
[0034]
[0035] 基于电解液的总重量，硫酸亚乙酯的含量优选为电解液的总重量的0. 3~5. 5%， 进一步的，丙磺酸内酯的含量优选为电解液的总重量的〇. 7~4. 5%，更进一步的，丙磺酸 内酯的含量优选为电解液的总重量的1~3%。
[0036] 在上述电解液中，己二腈由下述式III所示。
[0037]
[0038] 基于电解液的总重量，己二腈的含量优选为电解液的总重量的0. 4~8. 5%，进一 步的，丙磺酸内酯的含量优选为电解液的总重量的0.8~7. 5%，更进一步的，丙磺酸内酯 的含量优选为电解液的总重量的1~7%。
[0039] 当在电解液中包括有所述组合添加剂时，使得电解液能够在锂离子电池的阴极和 阳极的表面形成致密性好、厚度小、稳定性好以及韧性优良的膜，因此，将包括由该组合添 加剂的电解液应用到锂离子电池中后，不仅能够提高锂离子电池在4. 4V以上的高电压下 的首次效率、循环性能、高温存储性能，同时提高了锂离子电池在4. 4V以上的高电压下的 耐过冲性能以及提升了锂离子电池在4. 4V以上的高电压下的安全性能。
[0040] 在上述电解液中，所述锂盐的具体种类并没有特别的限制，可根据实际需求进行 选择。
[0041] 在优选的实施方式中，所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸 锂、三氟磺酰锂、二（三氟甲基磺酰）亚胺锂、双（氟磺酰）亚胺锂和三（三氟甲基磺酰） 甲基锂中的一种或多种。
[0042] 其中，锂盐在电解液中的含量并没有特别的限制，可根据实际情况选择锂盐在电 解液中的含量。
[0043] 特别的，锂盐的含量为使得锂盐在电解液中的摩尔浓度为0. 7~I. 3mol/L。若锂 盐的摩尔浓度过低，导致电解液的导电率低，从而会影响整个锂离子电池的倍率性能和循