本發(fā)明涉及一種硅負(fù)極鋰電池電解液，屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鋰離子電池具有工作電壓高、比能量大、無污染、無記憶效應(yīng)和長壽命等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)和筆記本電腦等便攜式電器裝置，同時(shí)作為石油的替代能源在電動(dòng)車以及混合動(dòng)力車上也將大規(guī)模的應(yīng)用。硅負(fù)極具有較大的儲(chǔ)鋰容量，及其在地球中的豐富含量，為鋰離子電池的理想負(fù)極材料。采用硅負(fù)極作為鋰離子電池的負(fù)極，在充放電循環(huán)過程中，Li-Si合金的可逆生成與分解伴隨著巨大的體積變化，會(huì)引起合金的粉化或裂縫，導(dǎo)致硅材料的崩塌和電極材料的剝落，而使電極材料失去電接觸，造成硅負(fù)極鋰離子電池的循環(huán)性能急劇下降。同時(shí)由于副反應(yīng)的發(fā)生，在充放電過程中會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，容易電池內(nèi)部脹氣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種硅負(fù)極鋰電池電解液，以便更好地改善鋰電池使用性能，方便更好地使用鋰電池。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。

一種用于硅負(fù)極鋰電池的電解液，由鋰鹽、溶劑和添加劑組成，其中，鋰鹽的摩爾濃度為0.005～3摩爾/升，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，添加劑按由以下組分組成：三乙氧基甲基三甲氧基硅異氰酸10～30份、乙氧基化烷基硫酸鈉10～20份、聯(lián)苯5～10份、環(huán)己基苯5～10份、脂肪醇聚氧乙烯醚2～8份、叔戊基苯2～8份、己二腈2～6份；溶劑為氟代羧酸酯、碳酸酯類有機(jī)溶劑、醚類有機(jī)溶劑中的任意一種或幾種的混合物。

進(jìn)一步地，添加劑中所加組分的其摩爾濃度均為0.001～0.5摩爾/升。

進(jìn)一步地，鋰鹽為LiClO₄、LiPF₆、LiAsF₆、LiSO₃F、LiCF₃SO₃中的一種或多種。

進(jìn)一步地，溶劑中的碳酸酯類有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亞丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯或者碳酸甲基乙基酯中的一種或多種；醚類有機(jī)溶劑為四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、二甲氧甲烷、二甘醇二甲醚中的一種或多種。

該發(fā)明的有益效果在于：電解液及鋰離子電池的制作過程簡單，制備的電解液低溫下不易凝固，在-40℃～60℃范圍內(nèi)的電導(dǎo)率高；電化學(xué)窗口寬，能夠滿足4.3V～4.9V高電壓材料鋰離子電池正常充放電要求。電解液中通過采用含聚醚鏈的有機(jī)硅異氰酸化合物，在硅負(fù)極表面形成Si-O-Si結(jié)構(gòu)的SEI覆膜，該覆膜與基體硅負(fù)極融合充分，能 夠有效抑制電解質(zhì)不可逆還原在硅電極上的大量沉積，提高電極的循環(huán)壽命；該化學(xué)結(jié)構(gòu)中的聚醚鏈提供與鋰離子絡(luò)合點(diǎn)，進(jìn)行離子傳輸；該化學(xué)結(jié)構(gòu)中的異氰酸可以消除現(xiàn)有電解液體系由于LiPF₆水解而產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，從而提高電池的性能，減少副反應(yīng)的發(fā)生，從而減少電池脹氣，提高電池的循環(huán)壽命。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，以便更好的理解本發(fā)明。

實(shí)施例1

本實(shí)施例中的用于硅負(fù)極鋰電池的電解液，由鋰鹽、溶劑和添加劑組成，其中，鋰鹽的摩爾濃度為0.005摩爾/升，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，添加劑按由以下組分組成：三乙氧基甲基三甲氧基硅異氰酸10份、乙氧基化烷基硫酸鈉10份、聯(lián)苯5份、環(huán)己基苯5份、脂肪醇聚氧乙烯醚2份、叔戊基苯2份、己二腈2份；溶劑為氟代羧酸酯和碳酸酯類有機(jī)溶劑的混合物。本實(shí)施例中的添加劑中所加組分的其摩爾濃度均為0.001摩爾/升。鋰鹽為LiClO₄、LiPF₆和LiAsF₆混合物。溶劑中的碳酸酯類有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亞丁酯的混合物。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中的用于硅負(fù)極鋰電池的電解液，由鋰鹽、溶劑和添加劑組成，其中，鋰鹽的摩爾濃度為2摩爾/升，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，添加劑按由以下組分組成：三乙氧基甲基三甲氧基硅異氰酸20份、乙氧基化烷基硫酸鈉15份、聯(lián)苯8份、環(huán)己基苯8份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、叔戊基苯5份、己二腈4份；溶劑為氟代羧酸酯和醚類有機(jī)溶劑混合物。添加劑中所加組分的其摩爾濃度均為0.25摩爾/升。鋰鹽為LiPF₆、LiAsF₆和LiSO₃F混合物。溶劑中的醚類有機(jī)溶劑為四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃和二甲氧甲烷混合物。

實(shí)施例3

本實(shí)施例中的用于硅負(fù)極鋰電池的電解液，由鋰鹽、溶劑和添加劑組成，其中，鋰鹽的摩爾濃度為3摩爾/升，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，添加劑按由以下組分組成：三乙氧基甲基三甲氧基硅異氰酸30份、乙氧基化烷基硫酸鈉20份、聯(lián)苯10份、環(huán)己基苯10份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、叔戊基苯8份、己二腈6份；溶劑為碳酸酯類有機(jī)溶劑和醚類有機(jī)溶劑中的混合物。添加劑中所加組分的其摩爾濃度均為0.5摩爾/升。鋰鹽為LiAsF₆、LiSO₃F和LiCF₃SO₃中的混合物。溶劑中的碳酸酯類有機(jī)溶劑為碳酸二乙酯、碳酸二丙酯和碳酸甲基乙基酯中的混合物；醚類有機(jī)溶劑為二甲氧甲烷和二甘醇二甲醚混合物。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視 為本發(fā)明的保護(hù)范圍。