[发明专利]一种改性电解液及其制备方法和电池

说明书

本发明公开了一种改性电解液及其制备方法和电池。该改性电解液包括锂盐、添加剂与溶剂；锂盐包括六氟磷酸锂和/或双三氟甲基磺酰亚胺锂；添加剂包括乙烯基乙基磷酸酯、乙氧基(五氟)环三磷腈、硫酸亚乙烯酯和亚硫酸乙烯酯中的至少两种。该改性电解液对SiO/C复合材料极片的润湿性较好，可以有效降低电池体系的内阻，可低至29.3Ω，能够缓解SiO材料的体积膨胀；用于电池后，电池的库伦效率可达85％以上，在100圈的充放电过程中，放电容量仍较高，循环性能好。

技术领域

本发明涉及一种改性电解液及其制备方法和电池。

背景技术

随着化石能源消费的不断增加，太阳能、风能、地热能和光能等新能源引起了人们的广泛关注。然而，大规模的储能问题，限制了新能源的进一步发展。作为储能设备，锂离子电池自1991年商业化以来，由于其具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应和自放电少等优点，已被广泛用作消费类电子产品的电源和电动汽车。

其中，电解液作为锂离子电池的重要组成部分，在正负极之间起着传导锂离子的作用，直接影响到电池的充放电性能。现有技术中的电解液主要由六氟磷酸锂(LiPF6)锂盐，以及碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)等溶剂组成。然而，这些电解液不易在负极侧生成稳定的固体电解质界面膜(SEI膜)，使得暴露出来的电极活性材料持续地与电解液发生副反应，并消耗可逆的Li，使得电池的使用寿命和循环性能等急剧下降。尤其是在以SiO/C复合材料作为电极材料的电池中，在电池的充放电过程中，少量SiO会发生体积膨胀，导致生成的固体电解质界面膜(SEI)不稳定，使得电池的寿命以及循环性能衰减更加明显。

目前，CN110797576B公开了一种高电压锂离子电池电解液及锂离子电池，其中的电解液采用亚甲基丙二腈衍生物作为添加剂，以达到改善锂离子电池的高温储存性能以及循环性能的目的。

CN104124469B公开了一种锂离子电池电解液，其中主要以有机溶剂为切入点，采用碳酸丙烯酯、链状羧酸酯和链状碳酸酯作为有机溶剂，从而改善了电池的低温性能，并具有良好的高温储存性能，并未涉及电池的循环性能。

因此，亟需一种电解液，能够生成稳定性较好的SEI膜，从而改善电池的循环性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电解液在电极材料表面生成的SEI膜不稳定、导致暴露出来的电极活性材料持续地与电解液发生副反应，使得电池的循环性能下降的缺陷，而提供一种改性电解液及其制备方法和电池。含有该电解液的电池循环性能明显提高，且阻抗低、库伦效率较高。

本发明是通过下述方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种改性电解液，其包括锂盐、添加剂与溶剂；

所述锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)和/或双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)；

所述添加剂包括乙烯基乙基磷酸酯(EEP)、乙氧基(五氟)环三磷腈(PFPN)、硫酸亚乙烯酯(DTD)和亚硫酸乙烯酯(ES)中的至少两种。

本发明中，较佳地，所述锂盐为六氟磷酸锂和/或双三氟甲基磺酰亚胺锂。

本发明中，当所述锂盐包括所述六氟磷酸锂与所述双三氟甲基磺酰亚胺锂时，所述六氟磷酸锂与所述双三氟甲基磺酰亚胺锂的摩尔比较佳地为(0.05-2.5)：1，更佳地为(0.05-2.3)：1，进一步更佳地为(0.05-1.5)：1。

一较佳实施例中，所述六氟磷酸锂与所述双三氟甲基磺酰亚胺锂的摩尔比为1:1或者2.3:1。

本发明中，所述锂盐在所述溶剂中的浓度可为本领域常规的浓度，例如为0.5-2mol/L，较佳地为0.5-1.5mol/L，例如0.7mol/L或者1.15mol/L。