锂离子电池电解液和锂离子电池

锂离子电池电解液和锂离子电池

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池电解液和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池与其他电池相比，具有质量轻、体积小、工作电压高、能量密度高、输出功率大、充电效率高、无记忆效应、循环寿命长等优点，不仅在手机、笔记本电脑等领域得到了广泛的应用，而且也被认为是电动车、大型储能装置的最佳选择之一。随着无人机的兴起，锂离子电池在无人机领域得到了广泛的应用。

随着人们生活的要求逐渐提高和电子产品的不断发展。在对锂离子电池能量密度要求越来越高的同时，对锂离子电池的安全性和循环性能也在不断的提高，如目前行业都在追求更高的锂电池能量密度，这也是反映电池技术的重要指标。为此，需要采用更高克容量的正极材料，作为目前最能商业化的选择，正极一般采用高镍三元材料，即材料中镍含量大于80％。其中高镍材料在脱锂后存在对电解液的强氧化性导致电池产气、金属元素溶出及容量衰减。

为了解决电极材料对电解液的氧化而导致电池产气、金属元素溶出及容量衰减等不良现象。目前有报道将硫酸乙烯酯(DTD)作为电解液添加剂以降低电极材料对电解液的氧化作用。但是在实际应用中发现DTD需要低温运输及存储，这也导致成本增加，而电池在高温下工作也很容易导致DTD变质，对电池性能产生不可预估的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种锂离子电池电解液，以解决现有锂离子电池电解液易被电极材料氧化而导致电极液稳定性不理想和电池发生产气、金属元素溶出及容量衰减等不良现象的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池，以及解决现有锂离子电池由于电解液不稳定而易发生的产气、金属元素溶出及容量衰减等不良现象的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种锂离子电池电解液。述锂离子电池电解液包括溶剂和溶解在溶剂中的锂盐和添加剂，添加剂包括含双键的多氮杂环化合物。

这样，本发明锂离子电池电解液通过在含有锂盐的基础电解液中添加多氮杂环化合物，其一方面能够有效提高本发明锂离子电池电解液热稳定，有效避免锂离子电池电解液发生变质，而且易保存易运输；另一方面，多氮杂环化合物含有多个电负性较强的N原子可以降低整个添加剂分子的LUMO能量而更容易被还原而生成高电导率的Li3N，从而有效提高锂离子电池电解液的导电率；第三方面，多氮杂环化合物更容易在电极表面发生电化学聚合反应成膜，形成的SEI膜具有很好的弹性，在材料脱嵌锂的过程中不会发生破裂，因此不会重复生长SEI膜。因此，本发明的添加剂可以改善电极特别是高镍正极表面的界面稳定性，阻止溶剂分子在负极表面的还原和正极表面的氧化，大大降低电池阻抗，显著提升电池的高温循环和存储性能。

优选地，多氮杂环化合物在锂离子电池电解液的含量为0.1～5wt％。通过优化多氮杂环化合物在锂离子电池电解液的含量，通过提高多氮杂环化合物对电极特别是高镍正极表面的界面稳定性改善作用，进一步阻止溶剂分子在负极表面的还原和正极表面的氧化和降低电池阻抗，显著提升电池的高温循环和存储性能。

优选地，多氮杂环化合物为下述分子结构通式(Ⅰ)所示的多氮杂环化合物：

其中，R1和R2分别独立的选自氢、烷基、取代苯基中的任一种，R3为氢、烷氧基、烷基、卤素、卤代烷基中的任一种。

在具体实施例中，取代苯基中的取代基团为烷氧基、烷基、卤素中的至少一种。

通过对多氮杂环化合物的选择，进一步提高多氮杂环化合物对电极特别是高镍正极表面的界面稳定性改善作用，进一步阻止溶剂分子在负极表面的还原和正极表面的氧化和降低电池阻抗，显著提升电池的高温循环和存储性能。

具体实施例中，多氮杂环化合物为下述化合物中的至少一种：

上述多氮杂环化合物具有良好的热稳定性和提高锂离子电池电解液的稳定性。同时更易被还原生成高电导率的Li3N以提高锂离子电池电解液的电导率，而且改善生成的SEI膜的弹性，提高脱嵌锂的过程中的稳定性。

添加剂还包括其他添加剂，其他添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、1-丙烯-1,3-磺酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种。在锂离子电池电解液中进一步添加该些添加剂，其能够与上述多氮杂环化合物之间起到补充成膜的增效作用。具体是在上述多氮杂环化合物添加剂成膜后，该些其他添加剂可以作为补充，补充一些无机组分或有机组分，从而提高SEI膜的致密性、完整性和稳固性，从而更好地抑制正负极表面的副反应。

进一步实施例中，其他添加剂在锂离子电池电解液的含量为0.1-5wt％。在多氮杂环化合物添加剂存在的前提下，通过控制和优化其他添加剂，进一步提高锂离子电池电解液的上述性能。

优选地，溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、环丁砜、二甲基亚砜、乙腈中的至少一种。

在具体实施例中，溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯的混合溶剂，且碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯三者的质量比为(2-4):(4-8):(0-3)。

通过对溶剂种类的选择和优化，能够有效溶解所含的添加剂，充分发挥添加剂的作用，并提高锂离子电池电解液的稳定性。

锂盐包括LiPF6、双氟磺酰亚胺锂、双三氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、双草酸二氟磷酸锂中的至少一种。通过对锂盐的选择，能够与上文添加剂之间起到协同增效作用，通过对锂盐的选择，能够与上文添加剂之间起到协同增效作用，提高锂离子电池电解液的稳定性和提高锂离子电池的循环稳定性和安全性。

另一方面，本发明提供一种锂离子电池。锂离子电池包括正极、负极以及电解液，电解液为上述本发明锂离子电池电解液。这样，本发明锂离子电池具有高的充电和循环以及存储性能，电池膨胀率较低，安全性高，且能量密度高。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

一方面，本发明实施例提供了一种锂离子电池电解液。本发明实施例锂离子电池电解液包括溶剂和溶解在溶剂中的锂盐和添加剂。

其中，锂离子电池电解液所含的添加剂包括含双键的多氮杂环化合物。由于多氮杂环化合物含有多氮杂环和不饱和的双键，因此，其作为电解液的添加剂能够有效提高本发明锂离子电池电解液热稳定，有效避免锂离子电池电解液发生变质，而且易保存易运输，降低保存和运输成本。而且由于多氮杂环化合物含有多个电负性较强的N原子可以降低整个添加剂分子的LUMO能量而更容易被还原而生成高离子电导率的Li3N，从而有效提高锂离子电池电解液的导电率。另外，由于多氮杂环化合物的结构，其更容易在电极表面发生电化学聚合反应成膜，形成的SEI膜具有很好的弹性，在材料脱嵌锂的过程中不会发生破裂，因此不会重复生长SEI膜。

实施例中，上述多氮杂环化合物为下述分子结构通式(Ⅰ)所示的多氮杂环化合物：

其中，R1和R2分别独立的选自氢、烷基、取代苯基中的任一种，R3为氢、烷氧基、烷基、卤素、卤代烷基中的任一种。当R1和R2分别独立的选自取代苯基时，该取代苯基为其中，取代基Rf为氢、烷氧基、烷基、卤素中的一种或多种组合。通过对多氮杂环化合物的选择，进一步提高多氮杂环化合物对电极特别是高镍正极表面的界面稳定性改善作用，进一步阻止溶剂分子在负极表面的还原和正极表面的氧化和降低电池阻抗，显著提升电池的高温循环和存储性能。

基于上述多氮杂环化合物所含的基团，具体实施例中，上述多氮杂环化合物为下述化合物中的至少一种：

1,2,4-三唑[4,3-b][1,2,4]三嗪，TATA-1

1,2,4-三唑[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(1,1-二甲基乙基)-3-甲基，TATA-2

1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(4-甲氧基苯基)-3-甲基，TATA-3

1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，3-(1-甲基乙基)-7-(4-甲基苯基)，TATA-4

1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(4-氯苯基)，TATA-5

1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，6,7-双(4-氯苯基)-3-甲基，TATA-6

1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，3-甲基-6,7-二苯基，TATA-7

1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-苯基-3-(三氟甲基)，TATA-8

1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(2,5-二氯苯基)-3-甲基，TATA-9

1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(3,4-二氯苯基)-3-(1-甲基乙基)，TATA-10

1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，3-(甲氧基甲基)-7-苯基，TATA-11。

上述各多氮杂环化合物具有良好的热稳定性和提高锂离子电池电解液的稳定性。同时更易被还原生成高电导率的Li3N以提高锂离子电池电解液的电导率，而且改善生成的SEI膜的弹性，提高脱嵌锂的过程中的稳定性。

上述各实施例中的多氮杂环化合物在锂离子电池电解液的含量为0.1～5wt％，多氮杂环化合物的偏低如低于0.1wt％的浓度情况下可能会导致成膜不够充分，而高浓度如高于5wt％的浓度情况下可能成膜阻抗过大而影响电池的循环性能。实验得知，多氮杂环化合物浓度在0.5wt％附近时可以实现阻抗和循环及存储性能的平衡，赋予锂离子电池性能最优。通过优化多氮杂环化合物在锂离子电池电解液的含量，通提高多氮杂环化合物对电极特别是高镍正极表面的界面稳定性改善作用，进一步阻止溶剂分子在负极表面的还原和正极表面的氧化和降低电池阻抗，显著提升电池的高温循环和存储性能。

在上述各添加剂实施例的基础上，上述添加剂还包括其他添加剂，用于赋予本发明实施例锂离子电池电解液相应的性能或者与上述各实施例中的多氮杂环化合物之间起到增效作用，提高锂离子电池电解液的阻抗和稳定性如热稳定性，并对电极表面的界面稳定性。

在具体实施例中，其他添加剂包括碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、硫酸乙烯酯(DTD)、1-丙烯-1,3-磺酸内酯(PES)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯(TMSP)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)中的至少一种。在锂离子电池电解液中进一步添加该些其他添加剂，其能够与上述多氮杂环化合物之间起到补充成膜的增效作用。具体是在上述多氮杂环化合物添加剂成膜后，该些其他添加剂可以作为补充，补充一些无机组分或有机组分，从而提高SEI膜的致密性、完整性和稳固性，从而更好地抑制正负极表面的副反应。

进一步实施例中，该其他添加剂在锂离子电池电解液的含量为0.1-5wt％。在多氮杂环化合物添加剂存在的前提下，通过控制和优化其他添加剂，进一步提高锂离子电池电解液的上述性能。

上述各实施例锂离子电池电解液所含的溶剂和溶解在溶剂中的锂盐构成了基础电解液。其中，锂盐可以是锂离子电解液常规的锂盐，如在一实施例中，该锂盐优选包括六氟磷酸锂(LiPF6)、双氟磺酰亚胺锂、双三氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、双草酸二氟磷酸锂中的至少一种。通过对锂盐的选择，能够与上文添加剂之间起到协同增效作用，提高锂离子电池电解液的稳定性和提高锂离子电池的循环稳定性和安全性。另外，锂盐在本发明实施例锂离子电池电解液的含量可以是常规锂离子电池电解液所含的锂盐含量。

本发明实施例锂离子电池电解液所含的溶剂可以是能够有效溶解上文各实施例中添加剂、锂盐的任何电解液溶剂。实施例中，溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸丙烯酯(PC)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、环丁砜(SL)、二甲基亚砜(DMSO)、乙腈(AN)中的至少一种。如在具体实施例中，溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)的混合溶剂，且碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯三者的质量比为(2-4)：(4-8)：(0-3)，具体如3:6:1。在另具体实施例中，溶剂包括EC/EMC/DEC＝3:5:2，EC/EMC＝3/7，EC/PC/EMC/DEC＝25:5:50:20，EC/PC/EMC/DEC＝25:5:60:10，EC/PC/EMC/DEC＝25:5:40:30，EC/EMC/DMC＝3:5:2，EC/EMC/DMC/DEC＝1/1/1/1，EC/PC/EMC/DMC＝25:5:50:20，EC/PC/EMC/DMC＝25:5:60:10，EC/PC/EMC/DMC＝25:5:40:30等。该些优选的溶剂能够使得锂离子电池电解液所含的其他组分充分溶解，并提高锂离子电池电解液的稳定性，从而提高锂离子电池的循环稳定性和安全性。

由上述各实施例锂离子电池电解液所含多氮杂环化合物以及其与其他组分之间的增效作用，因此，本发明实施例锂离子电池电解液所含的多氮杂环化合物添加剂可以改善电极特别是高镍正极表面的界面稳定性，阻止溶剂分子在负极表面的还原和正极表面的氧化，大大降低电池阻抗，显著提升电池的高温循环和存储性能。

另一方面，基于上文本发明实施例锂离子电池电解液，本发明实施例还提供了一种锂离子电池。本发明实施例锂离子电池包括正极、负极等必要的组件，还包电解液，各组件和电解液按照锂离子电池组装要求进行组装。

其中，锂离子电池所含的电解液为上文本发明实施例锂离子电池电解液。由于本发明实施例锂离子电池的电解液为上文本发明实施例锂离子电池电解液，基于上文本发明实施例锂离子电池的电解液具有特性，赋予本发明实施例锂离子电池高的充电和循环以及存储性能，电池膨胀率较低，安全性高。

锂离子电池所含的正极和负极可以是锂离子常规的正极和负极，实施例中，正极所含的活性材料可以是Ni80、Ni83、Ni88、Ni90、Ni95等高镍三元材料。负极所含的负极材料可以是负极材料石墨，如可以是人造石墨、天然石墨、硬碳、中间相微球、也可以是碳包覆硅或氧化亚硅、也可以是直接将碳和硅或氧化亚硅两者混合等。在电解液的基础上，优化正极和负极所含的电极材料，能够与电解液一起，提高锂离子电池的高克容量，并提高锂离子电池的循环性能和安全性。

现以本发明实施例锂离子电池电解液为例，对本发明进行进一步详细说明。

1.锂离子电池电解液实施例：

实施例A1：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。锂离子电池电解液含有如下组分：

EC 300g、EMC 600g、DEC 100g、LiPF6和TATA-1(1,2,4-三唑[4,3-b][1,2,4]三嗪)；其中，LiPF6在锂离子电池电解液中的浓度为1mol/L，TATA-1在锂离子电池电解液中的浓度为0.2wt％。

本实施例锂离子电池电解液按照包括如下步骤进行配制：

在水含量小于1ppm、氧含量小于2ppm的手套箱中将300g的EC、600g的EMC、100g的DEC混合，加入适量的充分干燥的LiPF6和TATA-1，使得电解液锂盐浓度为1mol/L，TATA-1的浓度为0.2wt％。

实施例A2：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.2wt％的TATA-2(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(1,1-二甲基乙基)-3-甲基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A3：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.2wt％的TATA-3(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(4-甲氧基苯基)-3-甲基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A4：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.2wt％TATA-4(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，3-(1-甲基乙基)-7-(4-甲基苯基))。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A5：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.2wt％的TATA-5(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(4-氯苯基))。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A6：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.2wt％的TATA-6(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，6,7-双(4-氯苯基)-3-甲基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A7：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.2wt％的TATA-7(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，3-甲基-6,7-二苯基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A8：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.2wt％的TATA-8(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-苯基-3-(三氟甲基))。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A9：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.2wt％的TATA-9(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(2,5-二氯苯基)-3-甲基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A10：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.2wt％的TATA-10(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(3,4-二氯苯基)-3-(1-甲基乙基))。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A11：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.2wt％的TATA-11(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，3-(甲氧基甲基)-7-苯基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A12：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.5wt％的TATA-8(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-苯基-3-(三氟甲基))。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A13：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.5wt％的TATA-9(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(2,5-二氯苯基)-3-甲基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A14：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.5wt％的TATA-10(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(3,4-二氯苯基)-3-(1-甲基乙基))。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A15：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.5wt％的TATA-11(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，3-(甲氧基甲基)-7-苯基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A16：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于溶剂组成为EC/EMC/DEC＝3:5:2，电解液中加入0.5wt％的TATA-8(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-苯基-3-(三氟甲基))。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A17：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于溶剂组成为EC/EMC/DEC＝3:5:2，电解液中加入0.5wt％的TATA-9(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(2,5-二氯苯基)-3-甲基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A18：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于溶剂组成为EC/EMC/DEC＝3:5:2，电解液中加入0.5wt％的TATA-10(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(3,4-二氯苯基)-3-(1-甲基乙基))。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A19：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于溶剂组成为EC/EMC/DEC＝3:5:2，电解液中加入0.5wt％的TATA-11(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，3-(甲氧基甲基)-7-苯基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A20：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入0.09wt％的TATA-2(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(1,1-二甲基乙基)-3-甲基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

实施例A21：

本实施例提供一种锂离子电池电解液。本实施例锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，不同在于电解液中加入5.1wt％的TATA-2(1,2,4-三唑并[4,3-b][1,2,4]三嗪，7-(1,1-二甲基乙基)-3-甲基)。

其制备方法也参照实施例A1的配制方法配制。

对比例A1：

本对比例提供锂离子电池电解液与实施例A1中的锂离子电池电解液相比，本对比例锂离子电池电解液只含基础电解液，不含TATA-1。

对比例A2

本对比例提供锂离子电池电解液与实施例1中的锂离子电池电解液相比，本对比例锂离子电池电解液只含基础电解液，不含TATA-1。

按照实施例A1的方式制备非水电解液和电池，所不同的是，本对比例锂离子电池电解液不含TATA-1，含0.5wt％硫酸乙烯酯(DTD)。

上述实施例A1至实施例A21和对比例A1和对比例A2的锂离子电池电解液组成如下表1中所示：

表1

溶剂(质量百分比) 添加剂(质量百分比) 实施例A1 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.2％TATA-1 实施例A2 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.2％TATA-2 实施例A3 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.2％TATA-3 实施例A4 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.2％TATA-4 实施例A5 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.2％TATA-5 实施例A6 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.2％TATA-6 实施例A7 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.2％TATA-7 实施例A8 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.2％TATA-8 实施例A9 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.2％TATA-9 实施例A10 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.2％TATA-10 实施例A11 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.2％TATA-11 实施例A12 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.5％TATA-8 实施例A13 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.5％TATA-9 实施例A14 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.5％ATA-10 实施例A15 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.5％ATA-11 实施例A16 EC/EMC/DEC＝3/5/2 0.5％TATA-8 实施例A17 EC/EMC/DEC＝3/5/2 0.5％TATA-9 实施例A18 EC/EMC/DEC＝3/5/2 0.5％ATA-10 实施例A19 EC/EMC/DEC＝3/5/2 0.5％ATA-11 实施例A20 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.09％TATA-2 实施例A21 EC/EMC/DEC＝3/6/1 5.1％TATA-2 对比例A1 EC/EMC/DEC＝3/6/1 无 对比例A2 EC/EMC/DEC＝3/6/1 0.5％DTD

2.锂离子电池实施例B1至实施例B21和对比例B1至对比例B2：

将上述实施例A1至实施例A21和对比例A1至对比例A2提供的锂离子电池电解液分别按照如下方法组装成分锂离子电池：

1)正极的制备：

将正极Ni83、炭黑、导电剂CNT、PVDF以100：0.7：0.6：1.5的比例混合均匀后涂覆在12μm的铝箔上，然后在85℃下烘干。

2)负极的制备：

将负极材料石墨、炭黑、SBR、CMC以100：0.9：1.9：1的比例混合均匀涂覆在8μm的铜箔上，然后在90℃下烘干。

3)隔膜：以陶瓷隔膜作为隔膜。

4)电解液：

将实施例A1至实施例A21和对比例A1至对比例A2提供的锂离子电池电解液分别作为实施例B1至实施例B21和对比例B1至对比例B2锂离子电池的电解液。

5)锂离子电池的制备：

将1)制备的正极、2)制备的负极和3)中隔膜、4)中电解液组装成锂离子电池。将干电芯注液后进行封口，再45℃放置48h使得电解液充分浸润。模拟电池以0.05C充电至3.5V，再以0.1C充电至3.7V，再以0.2C充电至3.9V，然后以45℃放置48h进行老化。老化后，以0.33C充满电再0.33C放电至2.75V即为分容。

3.锂离子电池性能测试：

将第2节中组装的含有对比例1和实施例1～实施例15提供电解液的高电压锂离子电池进行如下性能测试：

1)DCIR测试：

将实施例B1至实施例B21和对比例B1至对比例B2提供的锂离子电池分容完成后(每种条件5支，结果取其平均值)，在25±2℃的恒温箱中，以0.5C CC充电30min，采用HPPC法测试，2C放电10s，静置40s，1.5C实充电10s。放电DCIR的计算方法为DCIR＝(V0-V1)/2C(电流)，充电DCIR的方法为充电DCIR＝(V2-V3)/1.5C(电流)。其中V0为2C放电前电压，V1为2C放电后电压，V2为1.5C充电后电压，V3为1.5C充电前电压。

2)高温循环测试：

将实施例B1至实施例B21和对比例B1至对比例B2提供的锂离子电池化成老化分容完成后(每种条件5支，结果取其平均值)，在45±2℃的恒温箱中，以0.5C CC-CV充电至4.2V，恒压0.05C电流截止，充电后搁置30min，再以1C放电至2.75V，搁置30min，如此连续循环600次。容量保留率(％)为600次循环后放电容量除于第一次放电容量得到的百分数。用游标卡尺测量电池循环前后的厚度，电池膨胀率(％)计算方法为将循环后的厚度减去循环前的厚度，用得到的厚度差除于电池的循环前厚度得到的百分数。

3)高温存储测试：

将实施例B1至实施例B21和对比例B1至对比例B2提供的锂离子电池化成老化分容完成后(每种条件5支，结果取其平均值)以0.5C CC-CV充电至4.2V，恒压至0.05C电流截止，充电容量记为C0。在55±2℃下存储7天，电池在室温下搁置5小时后，以1C放电至2.75V，放电容量记为C1，计算容量保留率(％)＝C1/C0*100％。然后再以0.5C CC-CV充电至4.2V，0.05C电流截止充满电，充电容量记为C2，再以1C放电至2.75V，放电容量记为C3，计算容量恢复率(％)＝C3/C2*100％。电池膨胀率(％)计算方法为将存储后的厚度减去存储前的厚度，用得到的厚度差除于电池存储前的厚度得到的百分数。

电池性能测试结果如表2中所示：

表2

结合表2的结果可以看出，从实施例1-实施例19和对比例1和2可以看出，本发明的含双键的多氮杂环可以显著降低电池的直流阻抗(DCIR)，改善电池的循环和存储性能，电池膨胀率较低，其原因在于含双键的多氮杂环添加剂可以在负极形成稳定的弹性的且低阻抗的SEI膜，可以保护负极界面，且形成含Li3N的SEI膜离子电导率特别好，从而大大提高电池的充电和循环性能。相对于高温易变质的DTD添加剂，本发明实施例的多氮双键添加剂，高温性能更好。

当添加剂浓度较低(实施例20)和较高(实施例21)的时候，对电池性能的改善会变差一点，低浓度可能是由于成膜不够充分，而高浓度可能成膜阻抗过大而影响电池的循环性能，添加量在0.5wt％附近较好，可以实现阻抗和循环及存储性能的平衡。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。