一种非水电解液及采用该非水电解液的锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于裡离子电池领域，尤其涉及一种裡离子电池非水电解液及其制备方法 和采用该电解液的裡离子电池。
【背景技术】
[0002] 近年来，高能量密度的二次裡离子电池成为人们关注的对象，因此，人们也注意到 一些可W作为二次裡电池使用的新型活性材料，如现有技术曾经公开了一种平台约为4. 7V 的高压正极材料LiNiO. 5Mnl. 504,其工作电压的提高，直接整体提高了电池的使用功率，在 应用方面具有很大的现实意义，但是在现阶段，绝大多数的裡电池电解液体系只能在4. 5v 及W下的电压下稳定使用，当工作电压达到4. 5vW上时，电解液体系会发生氧化分解进而 使电池无法正常工作，因此，现有的电解液严重阻碍了高压正极材料的广泛应用。
[000引现有技术中针对电解液的送一缺陷作出了很多的改进，如专利CN200810214031. 1 介绍了添加了氣代链状讽的电解液，加入该种添加剂可W改善电池的化学稳定性和存储性 能，但是无法提高电池的循环性能W及耐高压性能，为了解决该问题，现有技术中还公开了 一种电解液，在该种电解液中通过添因代环状亚硫酸醋来提高电解液的耐高压性能，将送 种添加剂添加到电解液中，虽然提高了电解液的耐高压性能，但同时降低了电池的循环性 能。专利US2012009485公开了采用磯酸醋类作为电解液添加剂，虽然在一定程度上能够提 高电解液的耐压性能和电池的循环性，但是提高不多，且距离实用还有一定差距。另外，还 有报导采用讽类、腊类或者离子液体等作为高电压溶剂W取代目前常用的碳酸醋，来提高 电解液的分解电位。采用该种方法，虽然可W获得5VW上的分解电位，但是，电池的循环性 能仍然很差，同时由于送些溶剂的粘度较大、对隔膜浸润性差等，使得电池的性能（特别是 倍率性能和循环性能等）受到较大影响。
【发明内容】
[0004]本发明为解决现有技术中，电解液无法同时获得耐高压和使电池具有良好循环性 能的技术问题，提供一种非水电解液及采用该非水电解液的裡离子电池。
[0005]本发明首先提供了一种非水电解液，该电解液含有裡盐、有机溶剂和添加剂，其特 征在于，所述添加剂为焦磯酸醋。
[0006]本发明还提供了一种裡离子电池，该电池包括电芯、非水电解液和壳体，所述电芯 包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜层，壳体内容纳有电芯和非水电解液所述非 水电解液为本发明所提供的非水电解液。本发明提供的非水电解液，具备耐高压性能，利用 该非水电解液制备得到的裡离子电池，同时具有很好的循环性能。
【具体实施方式】
[0007] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，W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W解释 本发明，并不用于限定本发明。
[0008] 本发明提供一种非水电解液，该非水电解液含有裡盐、有机溶剂和添加剂，所述添 加剂为焦磯酸醋。
[0009] 本发明的发明人意外发现，将焦磯酸醋添加到非水电解液中，该非水电解液具有 良好的耐高压性能，同时由该非水电解液制备得到的电池同时具有良好的循环性能；与用 磯酸醋作为非水电解液的添加剂相比，用焦磯酸醋作为非水电解液的添加剂，实用性更强， 得到的非水电解液耐高压性能更化性能更稳定，且利用该非水电解液制备得到的电池，同 时具有很好的循环性能。
[0010] 根据本发明所提供的非水电解液，所述焦磯酸醋具有W下结构：
[0011]
[001引其中Ri、R2、R3、R4相同或不同，分别独立地选自碳原子数为1-10的烷基、碳原子数 为1-10的帰基、碳原子数为1-10的快基、碳原子数为1-10的因代烷基、碳原子数为1-10 的因代帰基、碳原子数为1-10的因代快基，碳原子数为6-14的芳基、碳原子数为6-14的因 代芳基中的一种。
[001引优选地，所述Ri、Rz、Rs、Ra相同或不同，分别独立地选自-邸3、-邸2邸3、-CHzCH=C &、-邸2〔尸3、-〔6馬、-〔6成尸、-邸2〔6馬中的一种，其中-CeHs为苯基，-CsHaF为氣代苯基，-CHzCeHs 为苯甲基；
[0014] 进一步优选地，所述Ri、R2、R3、Ra均为-CH3,得到焦磯酸醋的具体结构式如下：
[0015]
[001引或Ri、R2、R3、Ra均为-C肥C册，得到焦磯酸醋的具体结构式如下：
[0017]
[001引或Ri、R2、Rs、Ra均为-C肥说册，得到焦磯酸醋的具体结构式如下：
[0019]
[0020] 或Ri、Rz为-(?,Rs、Ra为-CH2CH3,得到焦磯酸醋的具体结构式如下：
[0021]
[002引或Ri、Rs为"吼，Rz、Ra为-CH2CH3,得到焦磯酸醋的具体结构式如下：
[0023]
[0024] 或Ri、Ra为"吼，R2、Rs为-CH2CH3,得到焦磯酸醋的具体结构式如下：
[00巧]
[002引或R2、Rs为"吼，Ri、Ra为-CH2CH3,得到焦磯酸醋的具体结构式如下：
[0027]
[0028] 根据本发明所提供的非水电解液，其中，所述焦磯酸醋与所述有机溶剂的重量比 为0. 5~20:100。焦磯酸醋在所述非水电解液中的添加量不能太少也不能太多，添加太 少时不能起到提高电解液分解电位W及电池的循环性能的作用，添加太多会增加电解液的 粘度，从而影响电池的倍率和循环性能；优选地，所述焦磯酸醋与所述有机溶剂的重量比为 1~10:100。
[0029] 根据本发明所提供的非水电解液，优选地，在所述非水电解液中还含有第二添加 剂，所述第二添加剂为碳酸亚己帰醋（VC)、联苯度巧、环己基苯（CHP)、碳酸己帰亚己醋 (VEC)、亚硫酸己帰醋巧巧、己二腊、四氨巧喃、酸酢、二氧化碳中的一种或多种；第二添加 剂与焦磯酸醋共同用于非水电解液中，可W进一步提高电池性能。
[0030] 根据本发明所提供的非水电解液，其中所述第二添加剂与所述有机溶剂的重量比 为 0. 1 ~20:100。
[0031] 根据本发明所提供的非水电解液，其中的裡盐可W是六氣磯酸裡化iPFe)、高氯 酸裡化iCl〇4)、四氣测酸裡化iBF4)、六氣神酸裡化iAsFe)、六氣娃酸裡化iSiFe)、四苯基 测酸裡化iB(C品)4)、氯化裡（LiCl)、漠化裡（Li化）、氯铅酸裡（LiAlCl4)、双草酸测酸 裡化iB0B)、H氣甲基礙酸裡化iCFsSOs)、全氣了基礙酸裡化iC4F9S03)、氣代礙醜亚胺裡 (LiN(CxF2x+lS02)(CyF2y+lS02)(式中X和y为小于21自然数））、及贿化裡化il)中的一 种或多种，优选情况下为其中的一种；进一步优选为六氣磯酸裡化iPFe)。
[0032] 根据本发明所提供的非水电解液，其中的有机溶剂可W为本领域常规使用的有 机溶剂，例如可W为Y-了内醋度L)、己帰碳酸醋巧C)、碳酸二己醋值EC)、碳酸二甲醋 值MC)、碳酸亚己帰醋（VC)、碳酸甲己醋（EMC)、碳酸二丙醋值PC)、碳酸甲丙醋（MPC)、丙帰 碳酸醋（PC)、甲酸甲醋（MF)、丙帰酸甲醋（MA)、了酸甲醋（MB)己酸己醋巧巧、亚硫酸己帰 醋巧巧、亚硫酸丙帰醋（P巧、甲硫離值M巧、二己基亚硫酸醋值ES)、四氨巧喃、酸酢、N-甲 基化咯焼丽、N-甲基甲醜胺、N-基己醜胺、己腊、N，N-二甲基甲醜胺、环了讽、二甲亚讽、亚 硫酸二甲醋W及其它含氣、含硫或含不饱和键的环状有机醋类中的一种或多种。
[0033] 根据本发明所提供的非水电解液，优选的，所述裡盐为六氣磯酸裡，所述有机溶剂 为碳酸己帰醋与碳酸甲己醋的混合；进一步优选地，所述碳酸己帰醋与所述碳酸甲己醋的 重量比为1:10~10:1。
[0034] 根据本发明所提供的非水电解液，其中，裡盐的浓度优选为0. 5~2.Omol/L;
[0035] 本发明还提供一种非水电解液的制备方法，该方法包括：
[0036] 1)将焦磯酸醋添加到有机溶剂中得到焦磯酸醋的有机溶液；
[0037] 2)向步骤1中制备的焦磯酸醋的有机溶液中添加0. 5~2.Omol/L的裡盐，得到非 水电解液。
[0038] 优选地，步骤1中，所述的有机溶剂中还添加有第二添加剂，所述第二添加剂为碳 酸亚己帰醋（VC)、联苯度巧、环己基苯（CHP)、碳酸己帰亚己醋（VEC)、亚硫酸己帰醋巧巧、 己二腊、四氨巧喃、酸酢、二氧化碳中的一种或多种；步骤1、步骤2中的混合方式均为本领 域技术人员所公知的各种混合方式，如机械混合，具体方法为将电解液加入揽拌机中，W 1000转/min的转速，揽拌20min后获得非水高压电解液；
[0039] 优选地，步骤1、步骤2中混合的操作步骤及操作条件，在充满氮气的手套箱中进 行。
[0040] 本发明进一步提供了一种裡离子电池，包括：电芯、非水电解液和壳体，所述电芯 包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜层，电芯和非水电解液容纳在壳体中，所述的 非水电解液为本发明所提供的非水电解液。
[00川对于电池正极，活性物质可W是LiCo02、LiFeP04、LiMxP04(其中0《x《l，M是Mn、Co、Ni等过渡金属元素中的一种或多种）、LiNixMnzx04(其中0《X《。、LWeMnzA(其 中 0《X《。'LiNixCryMnzx04(其中 0《x，y《。、LiMgxN0.5xMni.504(其中 0《X《0.W、 LiC0ixyNixMny02(其中中的一种或多种。对于电池负极，可W是金属裡，裡铅 合金、石墨及改性石墨、硬碳及改性硬碳等。其中的隔膜层为本领域常规使用的隔膜层。
[0042] 本发明只涉及对现有裡离子电池的电解液的改进，对裡离子电池的其他组成和结 构没有特殊的限制。
[0043] 本发明的裡离子电池的制备方法为本领域公知的制备裡电池的方法，例如包括将 所属制备好的正极和负极之间设置隔膜，卷绕或者折叠后构成电芯，将该电芯容纳在电池 壳中，注入电解液，然后将电池壳密封即可制得裡离子电池。
[0044] 本发明提供的非水电解液，具备耐高压性能，利用该非水电解液制备得到的电池， 同时具有良好的