本發(fā)明涉及鋰離子電池，尤其是一種高電壓鋰離子電池電解液及高電壓鋰離子電池。
背景技術(shù)：
：鋰離子二次電池具有長壽命、高能量密度、工作溫度范圍寬、自放電率低、綠色無污染的特點，已廣泛應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品、儲能電站、新能源汽車等領(lǐng)域。隨著手機、平板電腦等數(shù)碼產(chǎn)品的功能日益豐富強大，電池續(xù)航能力不足的問題日益明顯；提高電池的能量密度是當務(wù)之急；開發(fā)更高工作電壓（4.5~5V）的電池，是行之有效的方法。目前由碳酸酯類溶劑和六氟磷酸鋰電解質(zhì)、碳酸亞乙烯酯等添加劑組成的常規(guī)電解液，電化學(xué)窗口比較窄，在5V(vs.Li/Li+)左右會發(fā)生氧化分解反應(yīng)，導(dǎo)致電池出現(xiàn)容量損失、氣脹、阻抗過大、性能惡化；需要開發(fā)5V高電壓專用電解液與其進行匹配。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高電壓鋰離子電池電解液及高電壓鋰離子電池，可顯著改善4.5V高電壓鋰離子電池常溫循環(huán)性能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種高壓鋰離子電池電解液，包括電解質(zhì)、非水溶劑和添加劑，所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑包括1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）、1,2-二氟-4（對甲氧基苯）-1-丁烯（DF-2）中的至少一種；常規(guī)添加劑包括碳酸亞乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸乙烯亞乙烯酯(VEC)、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)、1,3丙烯磺酸內(nèi)酯(PST)中的一種或幾種。本發(fā)明采取1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）、1,2-二氟-4（對甲氧基苯）-1-丁烯（DF-2）作為電解液添加劑的一種，此類物質(zhì)HOMO能級比EC、DEC等溶劑分子高，可以優(yōu)先在正極表面發(fā)生氧化反應(yīng)，形成穩(wěn)定的鈍化膜，減少電解液與正極表面活性位的接觸，抑制電解液的分解反應(yīng)。同時，該類添加劑在左右1.0V(v.s.Li/Li+)可在負極表面形成SEI膜，具有多功能性，顯著改善高電壓電池的循環(huán)性能，電池內(nèi)部界面阻抗也得到明顯降低。作為改進，所述電解質(zhì)的濃度為0.8～1.3mol/L；所述添加劑在電解液中的總質(zhì)量百分比為的0.1%～15%；所述非水溶劑在電解液中的質(zhì)量百分比為60～90%。作為改進，所述高電壓添加劑1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）在電解液中的質(zhì)量百分比為0～5%，1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-2）在電解液中的質(zhì)量百分比為0～5%；所述常規(guī)添加劑在電解液中的質(zhì)量百分比為0~6%。作為改進，所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸丁烯酯BC、碳酸二甲酯DMC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲丙酯MPC、γ丁內(nèi)酯GBL中的一種或幾種。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的另一技術(shù)方案是：一種高壓鋰離子電包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液；正極極片的表面涂敷正極材料，負極極片的表面涂敷負極材料；所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑，所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑包括1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）、1,2-二氟-4（對甲氧基苯）-1-丁烯（DF-2）中的至少一種；常規(guī)添加劑包括碳酸亞乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸乙烯亞乙烯酯(VEC)、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)、1,3丙烯磺酸內(nèi)酯(PST)中的一種或幾種；正極材料為LiCoO2、LiNxMnyCo(1-x-y)O2或LiNi0.5Mn1.5O4；負極材料為人造石墨或天然石墨。本發(fā)明采取1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）、1,2-二氟-4（對甲氧基苯）-1-丁烯（DF-2）作為電解液添加劑的一種，此類物質(zhì)HOMO能級比EC、DEC等溶劑分子高，可以優(yōu)先在正極表面發(fā)生氧化反應(yīng)，形成穩(wěn)定的鈍化膜，減少電解液與正極表面活性位的接觸，抑制電解液的分解反應(yīng)。同時，該類添加劑在左右1.0V(v.s.Li/Li+)可在負極表面形成SEI膜，具有多功能性，顯著改善高電壓電池的循環(huán)性能，電池內(nèi)部界面阻抗也得到明顯降低。作為改進，所述電解質(zhì)的濃度為0.8～1.3mol/L；所述添加劑在電解液中的總質(zhì)量百分比為的0.1%～15%；所述非水溶劑在電解液中的質(zhì)量百分比為60～90%。作為改進，所述高電壓添加劑1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）在電解液中的質(zhì)量百分比為0～5%，1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-2）在電解液中的質(zhì)量百分比為0～5%；所述常規(guī)添加劑在電解液中的質(zhì)量百分比為0~6%。作為改進，所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸丁烯酯BC、碳酸二甲酯DMC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲丙酯MPC、γ丁內(nèi)酯GBL中的一種或幾種。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是：本發(fā)明采取1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）、1,2-二氟-4（對甲氧基苯）-1-丁烯（DF-2）作為電解液添加劑的一種，此類物質(zhì)HOMO能級比EC、DEC等溶劑分子高，可以優(yōu)先在正極表面發(fā)生氧化反應(yīng)，形成穩(wěn)定的鈍化膜，減少電解液與正極表面活性位的接觸，抑制電解液的分解反應(yīng)。同時，該類添加劑在左右1.0V(v.s.Li/Li+)可在負極表面形成SEI膜，具有多功能性，顯著改善高電壓電池的循環(huán)性能，電池內(nèi)部界面阻抗也得到明顯降低。具體實施方式對比例1：一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）。常規(guī)添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/EMC/DEC(3:4:3，w.t.)，2w.t.%FEC。正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiCoO2。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為人造石墨。對比例2一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙酯EMC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/PC/EMC(3:1:6，w.t.)，1w.t.%VC，1w.t.%1，3-PS；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiNixMnyCo(1-x-y)O2。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為人造石墨。對比例3一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/EMC/DEC(3:4:3，w.t.)，1w.t.%FEC，2w.t.%1，3-PS；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiNi0.5Mn1.5O4。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為人造石墨。實施例1一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）。常規(guī)添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/EMC/DEC(3:4:3，w.t.)，1w.t.%FEC和1w.t.%的DF-1；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiCoO2。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為人造石墨。實施例2一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）。常規(guī)添加劑包括碳酸亞乙烯酯(VC)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/EMC/DEC(3:4:3，w.t.)，1w.t.%VC和1w.t.%DF-1；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiCoO2。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為人造石墨。實施例3一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）。常規(guī)添加劑包括碳酸亞乙烯酯(VC)、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/EMC/DEC(3:4:3，w.t.)，1w.t.%VC，1w.t.%1，3-PS和1.5w.t.%DF-1；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiCoO2；負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為天然石墨。實施例4一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）。常規(guī)添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.0MLiPF6EC/EMC/DEC(3:2:5，w.t.)，1w.t.%FEC，1w.t.%1，3-PS和3w.t.%DF-1；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiNi0.5Mn1.5O4。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為人造石墨。實施例5一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）。常規(guī)添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC、1,3丙烯磺酸內(nèi)酯(1，3-PST)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/EMC/DEC(3:1:6，w.t.)，1w.t.%FEC，1w.t.%1，3-PST和4.5w.t.%DF-1；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiCoO2。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為人造石墨或天然石墨。實施例6一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4（對甲氧基苯）-1-丁烯（DF-2）。常規(guī)添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/EMC/DEC(3:4:3，w.t.)，1w.t.%FEC，1w.t.%1，3-PS和2w.t.%DF-2；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiCoO2；負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為天然石墨。實施例7一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）。常規(guī)添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙酯EMC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/PC/EMC(3:1:6，w.t.)，1w.t.%VC，1w.t.%1，3-PS和1.5w.t.%DF-1；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiNixMnyCo(1-x-y)O2。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為人造石墨。實施例8一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）。常規(guī)添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、γ丁內(nèi)酯GBL、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/PC/EMC/DEC(3:1:3：3，w.t.)，2w.t.%FEC，1w.t.%1，3-PS和1w.t.%DF-1；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiNi0.5Mn1.5O4。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為人造石墨。實施例9一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4（對甲氧基苯）-1-丁烯（DF-2）。常規(guī)添加劑包括碳酸亞乙烯酯VC、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸甲丙酯MPC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/MPC/EMC/DEC(3:1:3:3，w.t.)，2w.t.%VC，1w.t.%1，3-PS和1w.t.%DF-2；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiCoO2。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為人造石墨。實施例10一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）。常規(guī)添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC、1,3-丙烯磺酸內(nèi)酯(1，3-PST)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸丁烯酯BC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/BC/DEC(3:1:6，w.t.)，1w.t.%FEC，1w.t.%1，3-PST和1w.t.%DF-1；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiNixMnyCo(1-x-y)O2。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為天然石墨。實施例11一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1），1,2-二氟-4（對甲氧基苯）-1-丁烯（DF-2）。常規(guī)添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/EMC/DEC(3:4:3，w.t.)，1w.t.%FEC，2w.t.%1，3-PS，1w.t.%DF-1和1w.t.%DF-2；正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiNi0.5Mn1.5O4。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為人造石墨。實施例12一種高壓鋰離子電池，包括正極極片、負極極片、設(shè)于正極極片和負極極片之間的隔膜、以及電解液。所述電解液包括電解液溶質(zhì)、非水溶劑和添加劑。所述添加劑包括高壓添加劑和常規(guī)添加劑，高電壓添加劑為1,2-二氟-4（對甲氧基苯）-1-丁烯（DF-2）。常規(guī)添加劑包括氟代碳酸乙烯酯FEC、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(1，3-PS)。所述非水溶劑包含碳酸乙烯酯EC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC。電解液組成為1.1MLiPF6EC/EMC/DEC(3:1:6，w.t.)，1w.t.%FEC，1w.t.%1，3-PS，1w.t.%DF-2。正極極片的表面涂敷正極材料，正極材料為LiNixMnyCo(1-x-y)O2。負極極片的表面涂敷負極材料，負極材料為天然石墨。電池組裝：將負極極片、隔膜、正極極片卷繞成電池卷芯，隔膜處于正極極片和負極極片之間；將卷芯放入電池盒袋中，烘烤，注液，封口；將電池靜置24小時，然后以0.05C恒流充電至3.9V，然后真空除氣，二次封裝；以0.5C電流充電至4.5V，然后4.5V恒壓充電至電流降到0.05C時結(jié)束；以0.2C倍率放電至電壓為3.0V，得到電池0.2C放電的容量；制作的電池標稱容量為2600mAh。電池常溫循環(huán)測試：在25℃±3℃條件下，以1C倍率恒流-恒壓的方式將電池充電至4.5V，截止電流為0.05C；然后以1C恒流放電至3.0V，完成一次1C充放電循環(huán)；重復(fù)上述充放電過程，以第200次的放電容量除以第一次的放電容量，得到循環(huán)200次的容量保持率，如下表：試驗項目電池循環(huán)次數(shù)容量保持率對比例120070%對比例220073%對比例320068%實施例120079.8%實施例220083%實施例320087.1%實施例420091.2%實施例520085.3%實施例620088.3%實施例720080.5%實施例820086.3%實施例920089.7%實施例1020083.3%實施例1120081.5%實施例1220085.4%本發(fā)明采取1,2-二氟-4苯基-1-丁烯（DF-1）、1,2-二氟-4（對甲氧基苯）-1-丁烯（DF-2）作為電解液添加劑的一種，此類物質(zhì)HOMO能級比EC、DEC等非水溶劑分子高，可以優(yōu)先在正極表面發(fā)生氧化反應(yīng)，形成穩(wěn)定的鈍化膜，減少電解液與正極表面活性位的接觸，抑制電解液的分解反應(yīng)。同時，該類添加劑在左右1.0V(v.s.Li/Li+)可在負極表面形成SEI膜，具有多功能性，顯著改善高電壓電池的循環(huán)性能，電池內(nèi)部界面阻抗也得到明顯降低。當前第1頁1 2 3