技术领域
本发明属于锂二次电池领域，具体地涉及一种锂离子电池电解液及含有该电解液的电池，该电池电解液能抑制正极材料的金属离子的溶解，低的负极成膜阻抗，具有优异的高温循环稳定性和低温特性。
背景技术：
目前，随着智能手机、移动电源、平板电脑等产品的广泛使用，锂电池产业产值持续增长；与此同时，锂离子电池的应用已不再局限于消费电子类产品，扩展涉及动力和储能两个新的应用方向，为锂电池带来了无限的市场空间。由此，锂电池在电动车的广泛应用，锂电电动车内销增长迅速，特斯拉电动汽车首次实现季度盈利让全球资本市场掀起了一股“特斯拉”热；储能受政策的驱动以及运营商网络升级的刺激，也成为新的增长动力。在未来几年里，锂离子电池将成为一个不断扩大的全球产业。同时，随着其适用领域的扩大，对进一步改善电池特性的要求也越来越高。
CN200880007432.8公开用于以低价格工业化有利地生产用作可用于改进非水电解液电池性能的添加剂的二氟磷酸锂或包含二氟磷酸锂的电解液的方法。还公开使用包含通过该生产方法生产的二氟磷酸锂的非水电解液的非水电解液电池。具体公开在非水电解液中包含二氟磷酸锂的非水电解液电池用电解液，所述二氟磷酸锂通过使除氟化物外的卤化物、LiPF6和水在非水溶剂中反应获得，由此生产二氟磷酸锂，其可用作可用于改进非水电解液电池性能的添加剂。
CN201010584083.5本发明能够由廉价且容易获得的材料简便高效且以高纯度得到以往为高价且难以获得的二氟磷酸盐。另外，可以制备低温放电特性和大电流放电特性优异，且高温保存特性和循环特性也优异的电池，而且不会损害安全性。使六氟磷酸盐和分子中具有下述式(1)表示的键的化合物反应，其中式(1)为：Si-O-Si。
CN201610147533.1本发明公开了一种二氟磷酸锂的制备方法及锂离子电池非水系电解液，在惰性气体保护下，以有机溶剂为反应介质，使六氟磷酸锂与醚类化合物在内层含有PFA或PTFE保护层的反应容器中反应，反应温度为50～150℃，反应时间为5～20h，反应结束后将产物过滤、干燥得到二氟磷酸锂产品。本发明还涉及上述方法制备的二氟磷酸锂的锂离子电池非水系电解液，包括以下组份：二氟磷酸锂：0.5～2.0％；电解质盐：15～20％；有机溶剂：80～85％。通过该方法制备二氟磷酸锂，操作简单，条件温和，提纯方便，能得到高纯度二氟磷酸锂。
上述专利或现有技术中，已经表明在电解液中添加二氟磷酸锂可以提高锂离子二次电池的低温特性、循环特性、保存特性等电池性能。一般而言，电解液中以碳酸脂类为主要溶剂，但是二氟磷酸锂在电解液中溶解度很低，而且溶解速度很慢，严重影响其在电解液中的实际应用。鉴于二氟磷酸锂对锂离子二次电池的优异特性，但仍需要解决二氟磷酸锂溶解性问题，研究能快速溶解大量二氟磷酸锂的电解液，通过加入二氟磷酸锂的助溶剂，同时这种电解液在高温下稳定，高电压不分解，而且，能抑制正极材料中金属离子的溶解、降低负极阻抗，提高电池的高温循环性能和低温特性。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是提供一种能快速溶解大量二氟磷酸锂的锂离子电池电解液，并提供含该电解液的电池，通过加入二氟磷酸锂的溶解助溶剂使二氟磷酸锂易于溶解，加入腈类化合物增加高电压稳定剂，同时这种电解液在高温下稳定，高电压不分解。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种锂离子电池电解液，其特征在于：其包括电解质锂盐、脂类溶剂、二氟磷酸锂、醚类化合物和高电压稳定剂，并按一定比例混合配制成电解液；所述醚类化合物为二氟磷酸锂的溶解助溶剂；
其中，二氟磷酸锂重量占溶剂总重量的1%以上，醚类化合物重量占溶剂总重量的1～10%，高电压稳定剂占溶剂总重量的0.5～5%。
作为优选，所述脂类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯中的一种或几种。
作为优选，所述醚类化合物为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，3-二氧环戊烷、乙二醇二甲基醚、二乙二醇二甲基醚、三乙二醇二甲基醚和四乙二醇二甲基醚中的一种或多种。
作为优选，所述二氟磷酸锂与醚类化合物的比例为1:2～5。
作为优选，所述高电压稳定剂为乙腈、丙腈、异丙腈、丁二腈、丁腈、己二腈、戊腈、戊二腈、葵二腈、丙烯腈、环己基腈、1,2-环己基二腈、邻苯二腈中的一种或两种以上。
作为优选，所述电解质锂盐在电解液中的浓度为1.4～1.6mol/L。
作为优选，所述二氟磷酸锂占电解液溶剂总重量的2～6%。
作为优选，所述醚类化合物占电解液溶剂总重量的1%～5%。
作为优选，所述高电压稳定剂占电解液溶剂总重量的1%～2%。
一种含有该电解液的电池，其制作步骤如下（以重量百分比计）：
1）正极极片
将 1～4% 的聚偏氟乙烯 (PVDF) 溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，将90～95% 的LiCoO2和1～3% 的导电剂炭黑加入上述溶液并混合均匀，将混制的浆料涂布在铝箔的两面后，烘干、滚压后得到正极极片。
2）负极极片
将 1～4% 的SBR粘结剂和0.5～1.5% 的CMC增稠剂溶于水溶液中，将90～95% 的石墨加入上述溶液并混合均匀，将混制的浆料涂布在铜箔的两面后，烘干、滚压后得到负极极片。
3）锂离子电池的制备
将上述步骤1）、2）制备的正极极片、负极极片及隔离膜以卷绕方式制成电芯，采用钢壳包装，将电芯置入钢壳后灌注上述制备的电解液，经化成等工艺后制成锂二次电池并测试。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、本发明锂离子电池电解液采用二氟磷酸锂助溶剂醚类化合物时，有效解决了二氟磷酸锂在酯类电解液中的溶解问题，而且可以大幅度提高二氟磷酸锂的添加量，有效提高其在正负极上SEI的形成。同时，这种配合使电解液具有小的粘度，有利于电极材料的浸润性，缩短锂二次电池的注液时间，提高电池的倍率性能。
2、本发明锂离子电池电解液采用腈类化合物作为醚类化合物添加后电解液的高电压稳定剂，可以解决醚类化合物不耐高电压，结构不稳定容易分解的问题，进一步提高电解液的高电压的循环稳定性。
3、本发明含有该锂离子电池电解液的电池，能抑制正极材料中金属离子的溶解、降低负极阻抗，可大幅度提高电池在高电压下的循环稳定性，提高电池的高温循环性能和低温特性。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的描述。
本发明提供一种锂离子电池电解液及含有该电解液的电池。
实施例1
一种锂离子电池电解液，由电解质锂盐、脂类溶剂、二氟磷酸锂、醚类化合物和高电压稳定剂组成，醚类化合物为二氟磷酸锂的溶解助溶剂，二氟磷酸锂重量占溶剂总重量的1%以上，醚类化合物重量占溶剂总重量的2%，高电压稳定剂占溶剂总重量的0.6%，将上述各原料依次加入，充分搅拌均匀，即得锂本发明离子电池电解液 (游离酸 < 15 ppm， 水分 < 10 ppm)，所制备的电解液用于接触角测试和电池性能测试，测试结果总结于表 1。
脂类溶剂为碳酸乙烯酯。
醚类化合物为四氢呋喃。二氟磷酸锂与醚类化合物的比例为1:2.5。
高电压稳定剂为乙腈。
电解质锂盐在电解液中的浓度为1.4mol/L。二氟磷酸锂占电解液溶剂总重量的3%。醚类化合物占电解液溶剂总重量的2%。高电压稳定剂占电解液溶剂总重量的1%。
一种含有该电解液的电池，其制作步骤如下（以重量百分比计）：
1）正极极片
将 1～4% 的聚偏氟乙烯 (PVDF) 溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，将90% 的LiCoO2和1% 的导电剂炭黑加入上述溶液并混合均匀，将混制的浆料涂布在铝箔的两面后，烘干、滚压后得到正极极片。
2）负极极片
将 1% 的SBR粘结剂和0.5% 的CMC增稠剂溶于水溶液中，将90% 的石墨加入上述溶液并混合均匀，将混制的浆料涂布在铜箔的两面后，烘干、滚压后得到负极极片。
3）锂二次电池的制备
将上述制备的正极极片、负极极片和隔离膜以卷绕方式制成18650电芯，采用18650钢壳包装，将电芯置入18650钢壳后灌注上述制备的电解液，经化成等工艺后制成容量为3000 mAh 的锂二次电池。
4）电池性能测试
循环性能测试，以 0.5/0.5C 充放电的倍率对电池进行充放电循环测试，截止电压区间为3.0～4.45 V。高温储存性能测试，首先将化成完毕的电池在常温状态下以0.5C 充放电一次，再以 0.5C将电池充满电后进行高温保存，待电池完全冷却后，将取出的电池以0.5C进行放电测试。
实施例2
一种锂离子电池电解液，由电解质锂盐、脂类溶剂、二氟磷酸锂、醚类化合物和高电压稳定剂组成，醚类化合物为二氟磷酸锂的溶解助溶剂，二氟磷酸锂重量占溶剂总重量的1%以上，醚类化合物重量占溶剂总重量的8%，高电压稳定剂占溶剂总重量的4%，将上述各原料依次加入，充分搅拌均匀，即得锂本发明离子电池电解液 (游离酸 < 15 ppm， 水分 < 10 ppm)，所制备的电解液用于接触角测试和电池性能测试。
脂类溶剂为碳酸二甲酯。
醚类化合物为1，3-二氧环戊烷。二氟磷酸锂与醚类化合物的比例为1:4。
高电压稳定剂为异丙腈。
电解质锂盐在电解液中的浓度为1.6mol/L。二氟磷酸锂占电解液溶剂总重量的5%。醚类化合物占电解液溶剂总重量的5%。高电压稳定剂占电解液溶剂总重量的2%。
一种含有该电解液的电池，其制作步骤如下（以重量百分比计）：
1）正极极片
将 4% 的聚偏氟乙烯 (PVDF) 溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，将95% 的LiCoO2和3% 的导电剂炭黑加入上述溶液并混合均匀，将混制的浆料涂布在铝箔的两面后，烘干、滚压后得到正极极片。
2）负极极片
将4% 的SBR粘结剂和1.5% 的CMC增稠剂溶于水溶液中，将95% 的石墨加入上述溶液并混合均匀，将混制的浆料涂布在铜箔的两面后，烘干、滚压后得到负极极片。
3）锂二次电池的制备
将上述制备的正极极片、负极极片和隔离膜以卷绕方式制成18650电芯，采用18650钢壳包装，将电芯置入18650钢壳后灌注上述制备的电解液，经化成等工艺后制成容量为3000 mAh 的锂二次电池。
4）电池性能测试
循环性能测试，以 0.5/0.5C 充放电的倍率对电池进行充放电循环测试，截止电压区间为3.0～4.45 V。高温储存性能测试，首先将化成完毕的电池在常温状态下以0.5C 充放电一次，再以 0.5C将电池充满电后进行高温保存，待电池完全冷却后，将取出的电池以0.5C进行放电测试。
实施例3
一种锂离子电池电解液，由电解质锂盐、脂类溶剂、二氟磷酸锂、醚类化合物和高电压稳定剂组成，醚类化合物为二氟磷酸锂的溶解助溶剂，二氟磷酸锂重量占溶剂总重量的1%以上，醚类化合物重量占溶剂总重量的6%，高电压稳定剂占溶剂总重量的3%，将上述各原料依次加入，充分搅拌均匀，即得锂本发明离子电池电解液 (游离酸 < 15 ppm，水分 < 10 ppm)，所制备的电解液用于接触角测试和电池性能测试。
脂类溶剂为碳酸丙烯酯。
醚类化合物为2-甲基四氢呋喃。二氟磷酸锂与醚类化合物的比例为1:3。
高电压稳定剂为丙腈。
电解质锂盐在电解液中的浓度为1.5mol/L。二氟磷酸锂占电解液溶剂总重量的4%。醚类化合物占电解液溶剂总重量的4%。高电压稳定剂占电解液溶剂总重量的1.5%。
一种含有该电解液的电池，其制作步骤如下（以重量百分比计）：
1）正极极片
将 3% 的聚偏氟乙烯 (PVDF) 溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，将93% 的LiCoO2和2% 的导电剂炭黑加入上述溶液并混合均匀，将混制的浆料涂布在铝箔的两面后，烘干、滚压后得到正极极片。
2）负极极片
将3% 的SBR粘结剂和1.0% 的CMC增稠剂溶于水溶液中，将93% 的石墨加入上述溶液并混合均匀，将混制的浆料涂布在铜箔的两面后，烘干、滚压后得到负极极片。
3）锂二次电池的制备
将上述制备的正极极片、负极极片和隔离膜以卷绕方式制成18650电芯，采用18650钢壳包装，将电芯置入18650钢壳后灌注上述制备的电解液，经化成等工艺后制成容量为3000 mAh 的锂二次电池。
4）电池性能测试
循环性能测试，以 0.5/0.5C 充放电的倍率对电池进行充放电循环测试，截止电压区间为3.0～4.45 V。高温储存性能测试，首先将化成完毕的电池在常温状态下以0.5C 充放电一次，再以 0.5C将电池充满电后进行高温保存，待电池完全冷却后，将取出的电池以0.5C进行放电测试。
表1测试结果总结
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。