本發(fā)明涉及電解液領(lǐng)域，特別是一種用于高容量鋰離子電池的電解液，以及該電解液的制備方法和采用該電解液的鋰離子電池。

背景技術(shù)：

鋰離子電池自1999年問世以來一直是人們在新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。它以電壓高、容量大、無記憶效應(yīng)和壽命長等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)和筆記本電腦等電子產(chǎn)品。另外，鋰離子電池還作為替代能源的儲能裝置直接應(yīng)用于電動(dòng)車及混合電動(dòng)車。隨著技術(shù)的發(fā)展，對鋰電池能量密度的的要求越來越高。

在目前最常用的正極材料中，當(dāng)正極材料中的鎳含量在70-90％時(shí)，具有高的可逆比容量和較好的循環(huán)穩(wěn)定性，被認(rèn)為是最有可能替代LiCoO₂的正極材料之一，而且鎳資源豐富，價(jià)格相對低廉，所以高鎳材料己成為鋰離子電池正極材料的研究熱點(diǎn)，針對當(dāng)前鋰離子電池高容量的需求，使用高克容量的高鎳正極材料不失為一種提高鋰離子電池容量的有效手段。

目前商業(yè)使用的負(fù)極材料主要是碳類材料，具有循環(huán)性能優(yōu)，儲備豐富和價(jià)格低廉的特點(diǎn)，但是碳負(fù)極的容量已經(jīng)非常接近其理論容量(372mAh/g)，比容量開發(fā)潛力較小，且在電池過充時(shí)具有較大的安全隱患。所以開發(fā)出更高能量密度負(fù)極材料已成為目前鋰離子電池領(lǐng)域的迫切需求。其中硅碳類材料由于其具備高的理論容量而備受關(guān)注，并且越來越多的被應(yīng)用在商業(yè)化產(chǎn)品中。

以高鎳材料作為鋰離子電池正極，以硅碳復(fù)合材料作為負(fù)極能夠很大程度的提升電池的比能量。

在高鎳材料為正極、硅碳復(fù)合材料為負(fù)極的鋰離子電池體系內(nèi)，由于高鎳材料中Ni含量的增加，且在充電過程中，隨充電電壓升高，高鎳材料正極表面Ni³⁺和Ni⁴⁺含量增加，由于Ni⁴⁺具有很強(qiáng)的氧化性，不僅與電解液發(fā)生反應(yīng)，破壞電解液的功能，而且可能導(dǎo)致正極材料在較低的溫度下分解析出O₂，產(chǎn)生大量熱，高溫條件下電解液分解產(chǎn)生大量氣體，給電池帶來安全性隱患。同時(shí)由于高鎳材料的吸收水性極強(qiáng)，高鎳材料在材料生產(chǎn)或電芯制備過程中極易與環(huán)境中的水反應(yīng)形成結(jié)晶水，此結(jié)晶水在電芯烘烤時(shí)很難去除。當(dāng)電解液注入電芯后，電解液易與材料中的水反應(yīng)使電解液分解，最終導(dǎo)致電池性能的下降。硅碳復(fù)合負(fù)極雖然具有較高的比容量，但是由于硅在脫嵌鋰過程中會產(chǎn)生巨大的體積效應(yīng)，負(fù)極表面SEI膜不斷破壞并重新生成，同時(shí)硅顆粒因?yàn)榫薮蟮膽?yīng)力發(fā)生破裂或者粉化，造成硅負(fù)極上的活性物質(zhì)脫落，活性物質(zhì)與集流體之間的電接觸變差，導(dǎo)致電池內(nèi)阻增加，電池性能變差。

中國專利申請CN201210263883.6采用了碳酸酯類溶劑、磷酸三苯酯作為添加劑，中國專利申請CN201480002062.4采用了二氟二草酸磷酸鋰、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、(三甲基甲硅烷基)丙基磷酸酯以及不飽和酯作為添加劑，均沒有體現(xiàn)出有效的常溫循環(huán)性能和高溫存儲容量保持率和高溫存儲容量恢復(fù)率，其中中國專利申請CN201480002062.4在其高溫儲存后的輸出性能以及低溫輸出性能測試方面，更多的是側(cè)重于短時(shí)間的輸出效果，無法體現(xiàn)出電池長循環(huán)充放電的性能。

鑒于在高鎳材料為正極、硅碳復(fù)合材料為負(fù)極的鋰離子電池體系中高鎳材料的強(qiáng)氧化性、強(qiáng)吸水性和硅碳負(fù)極體積膨脹大導(dǎo)致表面SEI膜的不穩(wěn)定性，有必要提供一種能同時(shí)與高鎳正極和硅碳復(fù)合負(fù)極匹配的電解液，以解決常溫循環(huán)性能差、高溫存儲容量保持率和高溫存儲容量恢復(fù)率差的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于高容量鋰離子電池的電解液。該電解液適用于高鎳正極和硅碳復(fù)合負(fù)極鋰離子電池，改善該鋰離子電池的循環(huán)性能和高溫存儲性能，同時(shí)本發(fā)明還提供該電解液的制備方法以及采用該電解液的高容量鋰離子電池。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種用于高容量鋰離子電池的電解液，所述的電解液包括非水溶劑和六氟磷酸鋰，所述的電解液還包括負(fù)極成膜添加劑、抑制氣脹添加劑、正極表面膜穩(wěn)定劑、水分穩(wěn)定劑；

所述的負(fù)極成膜添加劑由占電解液總質(zhì)量1～15％的氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯中的一種或兩種組成；

抑制氣脹添加劑由占電解液總質(zhì)量0.5～5％的磺酸內(nèi)酯化合物組成；

正極表面膜穩(wěn)定劑由占電解液總質(zhì)量0.2～3％的硼酸鋰鹽化合物組成；

水分穩(wěn)定劑由占電解液總質(zhì)量0.1～1％的亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯中的一種或兩種組成。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的負(fù)極成膜添加劑由占電解液總質(zhì)量2～15％的氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯中的一種或兩種組成；

抑制氣脹添加劑由占電解液總質(zhì)量0.8～4％的磺酸內(nèi)酯化合物組成；

正極表面膜穩(wěn)定劑由占電解液總質(zhì)量0.5～2.5％的硼酸鋰鹽化合物組成；

水分穩(wěn)定劑由占電解液總質(zhì)量0.2～1％的亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯中的一種或兩種組成。

在上述的用于高容量鋰離子電池的電解液中，所述的磺酸內(nèi)酯化合物為1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯中的一種或兩種。

在上述的用于高容量鋰離子電池的電解液中，所述的硼酸鋰鹽化合物為二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰中的一種或兩種。

在上述的用于高容量鋰離子電池的電解液中，所述的非水溶劑占電解液總質(zhì)量的57～88％。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的非水溶劑占電解液總質(zhì)量的61.3～82.3％。

在上述的用于高容量鋰離子電池的電解液中，所述的非水溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的至少一種和碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯中的至少一種的混合物。

進(jìn)一步優(yōu)選地，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯這一類化合物與碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯這一類化合物之間的比例關(guān)系為：前者與后者的質(zhì)量比比例為1:1.75～1:3。

在上述的用于高容量鋰離子電池的電解液中，所述的六氟磷酸鋰在電解液中的濃度為0.8～1.5mol/L。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的六氟磷酸鋰在電解液中的濃度為0.85～1.4mol/L。

本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種如上所述的用于高容量鋰離子電池的電解液的制備方法，所述的方法具體為：在氬氣氛圍內(nèi)，向非水溶劑中加入負(fù)極成膜添加劑、抑制氣脹添加劑、正極表面膜穩(wěn)定劑和水分穩(wěn)定劑，最后加入六氟磷酸鋰并混合均勻。

另外，本發(fā)明還提供一種采用如上所述的電解液的鋰離子電池，所述的鋰離子電池包括正極、負(fù)極、電解液、隔膜，所述的鋰離子電池的正極中的活性物質(zhì)為鎳鈷錳三元材料(Li(Ni_xCO_yMn_z)O₂)(其中0.5<x≤0.8，0<y≤0.1，0<z≤0.1且x+y+z＝1)或鎳鈷鋁三元材料(LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂)。

在上述的鋰離子電池中，所述的鋰離子電池的負(fù)極中的活性物質(zhì)為硅碳復(fù)合材料，硅碳復(fù)合材料中總硅質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于12％。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明通過在電解液中添加不飽和酯類化合物作為負(fù)極成膜添加劑，在硅碳負(fù)極表面形成收縮性能好、耐高溫性能好的表面膜，提高負(fù)極材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高活性物質(zhì)與集流體之間的電接觸性能，提高電池內(nèi)阻的穩(wěn)定性，緩解電池性能變差。

2、本發(fā)明通過在電解液中添加抑制脹氣的磺酸內(nèi)酯添加劑，通過強(qiáng)化正負(fù)極表面膜在高溫下的穩(wěn)定性，抑制電池內(nèi)的產(chǎn)氣量。

3、本發(fā)明通過在電解液中添加正極表面膜穩(wěn)定劑，減少電解液與高鎳材料接觸造成的電解液氧化分解，提高電池的綜合性能。

4、本發(fā)明通過在電解液中添加水分穩(wěn)定劑，穩(wěn)定電解液及高鎳材料吸收的水分，減少電解液的分解產(chǎn)生的HF酸對正負(fù)極材料的腐蝕，提高電池綜合性能。

綜合來說，本發(fā)明通過同時(shí)添加負(fù)極成膜添加劑、抑制脹氣添加劑、正極表面膜穩(wěn)定劑、水分穩(wěn)定劑的方式，利用添加劑之間的協(xié)同作用有效地改善了硅碳負(fù)極和高鎳正極表面膜的不穩(wěn)定、高鎳電池脹氣嚴(yán)重的問題，使電池的循環(huán)性能和高溫性能得到了很大的提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1、對比例1的測試結(jié)果圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2、對比例2的測試結(jié)果圖；

圖3是本發(fā)明的實(shí)施例3、對比例3的測試結(jié)果圖；

圖4是本發(fā)明的實(shí)施例4、對比例4的測試結(jié)果圖；

圖5是本發(fā)明的實(shí)施例5、對比例5的測試結(jié)果圖；

圖6是本發(fā)明的實(shí)施例6、對比例6的測試結(jié)果圖；

圖7是本發(fā)明的實(shí)施例8、對比例7的測試結(jié)果圖；

圖8是本發(fā)明的實(shí)施例8、對比例8的測試結(jié)果圖；

圖9是本發(fā)明的實(shí)施例9，實(shí)施例10,實(shí)施例11，實(shí)施例12的測試結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。

實(shí)施例1

電池制作：

正極制備：正極材料配比為：LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(鋰鎳鈷錳氧)，乙炔黑(導(dǎo)電劑)，聚偏二氟乙烯(PVDF，粘結(jié)劑)質(zhì)量比為95:2.5:2.5。將PVDF加入到N-甲基-吡咯烷酮(NMP)中，高速攪拌均勻，向溶液中加入乙炔黑，攪拌均勻，然后加入鋰鎳鈷錳氧攪拌均勻形成正極漿料，將正極漿料涂覆與鋁箔上，將正極片進(jìn)行烘烤，壓實(shí)，裁片，焊極耳。

負(fù)極制備：負(fù)極材料配比為硅碳復(fù)合材料，乙炔黑，羧甲基纖維素(CMC)，丁丙橡膠(SBR)，質(zhì)量比95:1.0:1.5:2.5。將CMC加入到水中，高速攪拌使其完全溶解，然后加入乙炔黑，繼續(xù)攪拌至均勻，繼續(xù)加入硅碳復(fù)合材料(硅含量為3％)粉末，攪拌均勻分散后，加入SBR，分散成均勻的負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料涂覆與銅箔上，將負(fù)極片進(jìn)行烘烤，壓實(shí)，裁片，焊極耳。

電解液制備：在充滿氬氣的手套箱內(nèi)(水分＜10ppm,氧分＜1ppm)，取占總質(zhì)量81.2％的碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯，碳酸甲乙酯混合液，碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯，碳酸甲乙酯質(zhì)量比為1:1:1，依次向混合液中加入添加劑碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的2.0％、4.0％、1.0％、1.0％、0.1％、0.1％。最后向混合液中緩慢加入占總質(zhì)量10.6％(約0.85mol/L)的六氟磷酸鋰，攪拌均勻后得到實(shí)施例1的電解液A1。

電池的制備：將得到的正極片，負(fù)極片，聚乙烯隔膜按順序卷繞成電芯，裝入圓柱電池殼中，將上述電解液注入電池中，密封制成18650型圓柱電池。得到樣品鋰離子電池S1。

實(shí)施例2

采用實(shí)施例1電解液的制備方法來制備電解液A2，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、雙草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的12.0％、1.0％、0.5％、0.5％、。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的17.5％(約1.40mol/L)，剩余的組分為非水溶劑，配比同實(shí)施例1，占電解液總量的68.5％。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到S2。不同的是正極材料為LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂(鋰鎳鈷鋁氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為11％)；其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例3

采用實(shí)施例1電解液的制備方法來制備電解液A3，不同的是加入的添加劑為碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的2.0％、3.0％、1.5％、1.0％、0.1％、0.1％、。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的10.0％(約0.80mol/L)，剩余的組分為非水溶劑,由碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯，乙酸乙酯混合液組成，碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯，乙酸乙酯質(zhì)量比為1:1:1。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到S3。不同的是正極材料為LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為5％)；其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例4

采用實(shí)施例1電解液的制備方法來制備電解液A4，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的8.0％、1.5％、2.0％、0.8％、1.0％、0.8％、。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的15.0％(約1.20mol/L)，剩余的組分為非水溶劑，配比同實(shí)施例1，占電解液總量的70.9％。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到S4。不同的是正極材料為LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為8％)；其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例5

采用實(shí)施例1電解液的制備方法來制備電解液A5，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的15.0％、3.0％、0.5％、0.5％、0.5％、0.5％、。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的18.7％(約1.50mol/L)，剩余的組分為非水溶劑，配比同實(shí)施例1，占電解液總量的61.3％。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到S5。不同的是正極材料為LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為12％)；其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例6

采用實(shí)施例1電解液的制備方法來制備電解液A6，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、雙草酸硼酸鋰、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的6.0％、1.0％、2.0％、1.0％、0.8％、0.5％、。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的15.0％(約1.20mol/L)，剩余的組分為非水溶劑，配比同實(shí)施例1，占電解液總量的73.7％。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到S6。不同的是正極材料為LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為8％)；其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例7

采用實(shí)施例1電解液的制備方法來制備電解液A7，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的3.0％、2.0％、3.0％、0.5％、0.3％、0.1％、0.2％。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的12.5％(約1.00mol/L)，剩余的組分為非水溶劑,由碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸二甲酯，乙酸乙酯混合液組成，碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸二甲酯，乙酸乙酯質(zhì)量比為3:1:3:4。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到S7。不同的是正極材料為LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為2％)；其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例8

采用實(shí)施例1電解液的制備方法來制備電解液A8，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的5.0％、1.0％、2.0％、0.5％、1.5％、0.5％、0.8％。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的10.0％(約0.80mol/L)，剩余的組分為非水溶劑，配比同實(shí)施例1，占電解液總量的79.2％。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到S8。不同的是正極材料為LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為6％)；其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例9

采用實(shí)施例1電解液的制備方法來制備電解液A9，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的2.0％、2.0％、1.0％、0.5％、1.0％、0.2％、0.5％。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的10.6％(約0.85mol/L)，剩余的組分為非水溶劑,由碳酸乙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯混合液組成，碳酸乙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯質(zhì)量比為1:1:2。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到S9。不同的是正極材料為LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為3％)，電池型號為053028型方形軟包電池；其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例10

采用實(shí)施例1電解液的制備方法來制備電解液A10，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的6.0％、0.5％、3.0％、0.5％、1.0％、0.5％。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的12.5％(約1.00mol/L)，剩余的組分為非水溶劑，配比同實(shí)施例1，占電解液總量的76％。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到S10。不同的是正極材料為LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂(鋰鎳鈷鋁氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為5％)，電池型號為053028型方形軟包電池；其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例11

采用實(shí)施例1電解液的制備方法來制備電解液A11，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、1，3丙烯磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的10.0％、0.8％、0.8％、0.8％、1.0％。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的15.0％(約1.20mol/L)，剩余的組分為非水溶劑，配比同實(shí)施例1，占電解液總量的71.6％。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到S11。不同的是正極材料為LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為8％)，電池型號為053028型方形軟包電池；其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例12

采用實(shí)施例1電解液的制備方法來制備電解液A12，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、1，3丙烯磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的14.0％、1.0％、1.0％、1.0％、0.1％、0.8％。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的18.7％(約1.50mol/L)，剩余的組分為非水溶劑,由碳酸乙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯混合液組成，碳酸乙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯質(zhì)量比為1:2:1。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到S12。不同的是正極材料為LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為10％)，電池型號為053028型方形軟包電池；其余同實(shí)施例1。

對比例1

采用實(shí)施例1電解液方法制備電解液DA1，不同的是加入的添加劑為碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰，加入量分別占總質(zhì)量的2.0％、4.0％、1.0％、1.0％。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的10.6％(約0.85mol/L)，剩余的組分為非水溶劑。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到DS1。

對比例2

采用實(shí)施例1電解液方法制備電解液DA2，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、雙草酸硼酸鋰，加入量分別占總質(zhì)量的12.0％、1.0％、0.5％、。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的17.5％(約1.40mol/L)，剩余的組分為非水溶劑。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到DS2。不同的是正極材料為LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂(鋰鎳鈷鋁氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為11％)。

對比例3

采用實(shí)施例1電解液方法制備電解液DA3，不同的是加入的添加劑為碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的2.0％、3.0％、0.1％、0.1％、。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的10.0％(約0.80mol/L)，剩余的組分為非水溶劑,由碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯，乙酸乙酯混合液組成，碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯，乙酸乙酯質(zhì)量比為1:1:1。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到DS3。不同的是正極材料為LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為5％)。

對比例4

采用實(shí)施例1電解液方法制備電解液DA4，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的8.0％、1.5％、2.0％、0.8％、0.8％、。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的15.0％(約1.20mol/L)，剩余的組分為非水溶劑。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到DS4。不同的是正極材料為LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為8％)。

對比例5

采用實(shí)施例1電解液方法制備電解液DA5，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的15.0％、0.5％、0.5％、0.5％、。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的18.7％(約1.50mol/L)，剩余的組分為非水溶劑。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到DS5。不同的是正極材料為LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為12％)。

對比例6

采用實(shí)施例1電解液方法制備電解液DA6，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、雙草酸硼酸鋰、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的6.0％、1.0％、0.8％、0.5％、。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的15.0％(約1.20mol/L)，剩余的組分為非水溶劑。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到DS6。不同的是正極材料為LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為8％)。

對比例7

采用實(shí)施例1電解液方法制備電解液DA7，不同的是加入的添加劑為1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的3.0％、0.5％、0.3％、0.1％、。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的12.5％(約1.00mol/L)，剩余的組分為非水溶劑,由碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸二甲酯，乙酸乙酯混合液組成，碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸二甲酯，乙酸乙酯質(zhì)量比為3:1:3:4。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到DS7。不同的是正極材料為LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為2％)。

對比例8

采用實(shí)施例1電解液方法制備電解液DA8，不同的是加入的添加劑為1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的2.0％、0.5％、1.5％、0.5％、0.8％。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的10.0％(約0.80mol/L)，剩余的組分為非水溶劑。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到DS8。不同的是正極材料為LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為6％)。

對比例9

采用實(shí)施例1電解液方法制備電解液DA9，不同的是加入的添加劑為硫酸乙烯酯、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、亞磷酸三苯酯、磷酸三苯酯，加入量分別占總質(zhì)量的2.5％、0.5％、1.0％、0.2％、0.5％。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的10.6％(約0.85mol/L)，剩余的組分為非水溶劑,由碳酸乙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯混合液組成，碳酸乙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯質(zhì)量比為1:1:2。

采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到DS9。不同的是正極材料為LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(鋰鎳鈷錳氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為3％)，電池型號為053028型方形軟包電池。

對比例10

采用實(shí)施例1電解液方法制備電解液DA10，不同的是加入的添加劑為氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、(三甲基甲硅烷基)丙基磷酸酯，加入量分別占總質(zhì)量的6.0％、0.5％、3.0％、0.5％、1.0％、0.5％。其中六氟磷酸鋰占電解液總質(zhì)量的12.5％(約1.00mol/L)，剩余的組分為非水溶劑。采用上述電解液按照實(shí)施例1的方法制備得到DS10。不同的是正極材料為LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂(鋰鎳鈷鋁氧)，負(fù)極材料為硅碳復(fù)合材料(硅含量為5％)，電池型號為053028型方形軟包電池。

測試實(shí)驗(yàn)

對所有對比例1～10和所有實(shí)施例1～12所得電池進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

常溫循環(huán)實(shí)驗(yàn)：將對比例1～10和實(shí)施例1～12所得電池在室溫下以0.5C/0.5C的充放電倍率在3.0～4.25V范圍內(nèi)進(jìn)行充放電循環(huán)測試，記錄每10次循環(huán)放電容量并除以第1次循環(huán)得放電容量即得容量保持率，記錄結(jié)果如圖1、2、3、4、5、6、7、8、9。

高溫存儲實(shí)驗(yàn)：將對比例1～10和實(shí)施例1～12的電池先在室溫下以0.5C/0.5C的充放電倍率在3.0～4.25V充放電3次，再以0.5C充電至4.25V，記錄第3次放電容量。將電池放置在60℃烘箱中存儲15天，待電池冷卻至室溫，再在室溫下以0.5C/0.5C的充放電倍率在3.0～4.25V充放電3次，記錄第1次放電容量和3次放電中放電容量最高的一次。以存儲后第1次放電容量除以存儲前第3次放電容量即得容量保持率，以存儲后3次放電中放電容量最高的一次除以存儲前第3次放電容量即得容量恢復(fù)率，結(jié)果記錄如表1。

表1：鋰離子電池容量保持率、容量恢復(fù)率測試結(jié)果

結(jié)合圖1、圖2和表1結(jié)果顯示：S1與SD1對比、S2與SD2，電解液添加水分穩(wěn)定添加劑，電池循環(huán)性能和高溫存儲性能明顯提高，說明磷酸酯、亞磷酸酯類添加劑能夠與高鎳材料中吸收的發(fā)生作用，抑制電解液的氧化分解。

結(jié)合圖3、圖4和表1結(jié)果顯示：S3與DS3對比、S4與SD4，電解液中添加能起到正極成膜作用的硼酸鋰鹽化合物，電池循環(huán)性能和高溫存儲性能明顯提高，說明硼酸鋰鹽化合物確實(shí)能夠在高鎳正極表面成膜，降低電解液的與高鎳正極的直接接觸，降低電解液的氧化分解反應(yīng)，提高電池性能。

結(jié)合圖5、圖6和表1結(jié)果顯示：對比S5與SD5、S6與SD6，電解液中添加磺酸內(nèi)酯類抑制電池氣脹的添加劑，循環(huán)性能和高溫存得到非常明顯改善，說明抑制氣脹的添加劑能夠進(jìn)一步提高高鎳正極和硅碳復(fù)合材料負(fù)極表面界面膜在常溫和高溫下的穩(wěn)定性，從而提高電池性能。

結(jié)合圖6、圖7和表1結(jié)果顯示：對比S7與SD7、S8與SD8，添加不飽和酯類化合物作為硅碳復(fù)合負(fù)極材料成膜添加劑能夠很好地形成負(fù)極界面膜，顯著提高電池循環(huán)性能和高溫存儲性能。

結(jié)合圖9和表1結(jié)果顯示：即使在使用鋁塑膜包裝的方形軟包電池內(nèi)，同時(shí)使用不飽和酯類化合物、磺酸內(nèi)酯化合物、硼酸鋰鹽化合物、磷酯類化合物都能使電池具有很好的循環(huán)性能和高溫存儲性能。對比實(shí)施例9和對比例9的結(jié)果可以看出1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯相對于硫酸乙烯酯具有更好的高溫存儲性能和循環(huán)性能，對比實(shí)施例10和對比例10的結(jié)果可以看出亞磷酸三苯酯相對于(三甲基甲硅烷基)丙基磷酸酯具有更好的高溫存儲性能和循環(huán)性能。

通過上述分析可以得知，本發(fā)明的電解液中有不飽和酯類負(fù)極成膜添加劑、磺酸內(nèi)酯類抑制電池氣脹的添加劑，硼酸鋰鹽類正極成膜添加劑，磷酯類水分穩(wěn)定劑是缺一不可的，四類添加劑組分之間相互協(xié)同，是一個(gè)有機(jī)的整體，其有效的提高了鋰離子電池特別是含高鎳正極、硅碳復(fù)合材料負(fù)極的鋰離子電池的循環(huán)性能和高溫存儲性能。

以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則范圍內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。