本發(fā)明涉及動力鋰離子電池用的電解液，更具體來說，本發(fā)明涉及一種寬溫度適應能力的高能量密度動力鋰離子電池電解液。

背景技術：

1、鋰離子電池自上個世紀問世以來，因其自身的電壓高、能量密度高受到廣泛關注，是公認的“綠色環(huán)保能源”。近年來，新能源汽車得到了極大的發(fā)展。但目前新能源汽車仍然存在里程焦慮的問題，進一步提高電池的能量密度及循環(huán)壽命迫在眉睫。通過在電池制作過程中提高電極的壓實密度是提高電池能量密度的一種有效手段，而眾所周知，電極的壓實密度過大時，電解液難以實現全面浸潤，這導致電極與電解液的接觸電阻變大，從而使所制備電池的內阻偏大；同時電解液對電極材料的浸潤性差，也會影響電極材料性能的發(fā)揮，進而不利于電池性能的發(fā)揮。

技術實現思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種寬溫度適應能力的、高能量密度的動力鋰離子電池電解液以及包含所述電解液的鋰離子電池。

2、本發(fā)明提供一種式(i)所示的潤濕性添加劑：

3、

4、其中，r1選自c1-20烷基；

5、r2選自h、c1-20烷基、-co-c1-20烷基；

6、m、n相同或不同，彼此獨立地選自5～40的整數。

7、根據本發(fā)明的實施方案，r1選自c3-16烷基；優(yōu)選地，r1選自具有支鏈的c3-16烷基；進一步優(yōu)選地，r1選自具有支鏈的c3烷基、具有支鏈的c8烷基、具有支鏈的c16烷基；示例性地，r1選自異丙基

8、根據本發(fā)明的實施方案，m、n相同或不同，彼此獨立地選自5～40的整數；例如m＝25；例如n＝35。

9、根據本發(fā)明的實施方案，r2選自h、c1-10烷基、-co-c1-10烷基；優(yōu)選地，r2選自h、c1-6烷基、-co-c1-6烷基；進一步優(yōu)選地，r2選自h、c1-3烷基、-co-c1-3烷基；示例性地，r2選自h、甲基(-ch3)、乙基(-c2h5)、丙基、異丙基、乙?；?ch3c＝o-)。

10、根據本發(fā)明的實施方案，所述潤濕性添加劑的重均分子量為1000-5000，優(yōu)選為2000-4000，例如2000、2200、2500、2800、3000、3200、3243、3500、3800、4000。

11、本發(fā)明還提供一種式(ii)所示的人工sei膜成膜添加劑：

12、

13、其中，r1、m、n的定義如上述式(i)中的所述。

14、本發(fā)明還提供一種電解液(例如鋰離子電池電解液)，所述電解液包含如下組分：

15、潤濕性添加劑、非水溶劑、鋰鹽；

16、所述潤濕性添加劑具有上述式(i)所示的結構。

17、根據本發(fā)明的實施方案，潤濕性添加劑的添加量為電解液質量的0.1％-6.0％，優(yōu)選為0.5％-5.0％，進一步優(yōu)選為0.5％-3.0％；示例性地為0.1％、0.5％、1.0％、2.0％、3.0％、4.0％、5.0％。

18、根據本發(fā)明的實施方案，所述非水溶劑選自酯類溶劑、醚類溶劑中的一種、兩種或多種；優(yōu)選地，酯類溶劑選自碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)、甲酸乙酯(mee)中的一種、兩種或多種；優(yōu)選地，醚類溶劑選自1,2-二甲氧基乙烷、1,3-二氧五環(huán)、γ-丁內酯、四氫呋喃中的一種、兩種或多種。根據本發(fā)明的實施方案，所述非水溶劑為包括碳酸乙烯酯ec、碳酸甲乙酯emc、碳酸二甲酯dmc、聚碳酸酯pc的混合溶劑；優(yōu)選地，碳酸乙烯酯ec、碳酸甲乙酯emc、碳酸二甲酯dmc、聚碳酸酯pc的體積比為5～50:5～60:5～60:5～50，優(yōu)選為10～30:10～50:10～50:5～20，進一步優(yōu)選為10～20:20～30:20～30:5～10，例如20:30:30:10。

19、根據本發(fā)明的實施方案，所述鋰鹽選自六氟磷酸鋰(lipf6)、雙氟甲基磺酰亞胺鋰、雙三氟甲基磺酸鋰、雙草酸硼酸鋰、四氟硼酸鋰中的一種、兩種或多種。

20、根據本發(fā)明的實施方案，鋰鹽濃度為0.1mol/l～2.0mol/l，優(yōu)選為0.5mol/l～1.5mol/l，例如1.0mol/l。

21、根據本發(fā)明的實施方案，所述電解液任選地還包括其他電解液添加劑；優(yōu)選地，所述其他電解液添加劑選自碳酸亞乙烯酯(vc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、硫酸乙烯酯(dtd)、碳酸乙烯亞乙酯(vec)、聯(lián)苯、1,3-丙烷磺酸內酯(1,3-ps)的一種、兩種或多種。

22、根據本發(fā)明的實施方案，所述其他電解液添加劑的添加量為電解液質量的0.5％～5％，優(yōu)選為1.0％～3.0％，例如1.0％、2.0％、3.0％。

23、根據本發(fā)明的實施方案，所述電解液為高壓實密度的電解液；優(yōu)選地，壓實密度為3.4g/cm3-3.6g/cm3。

24、根據本發(fā)明的實施方案，所述電解液任選地還包括人工sei膜成膜添加劑；所述人工sei膜成膜添加劑具有上述式(ii)所示的結構。

25、根據本發(fā)明的實施方案，所述人工sei膜成膜添加劑的添加量為電解液質量的0％～1.0％，優(yōu)選為0.005％～0.5％，進一步優(yōu)選為0.01％～0.3％，示例性為0.01％、0.05％、0.1％、0.2％、0.3％。

26、根據本發(fā)明的實施方案，所述人工sei膜成膜添加劑由r2為h的式(i)所示的潤濕性添加劑與li、lih或lialh4反應制得。

27、根據本發(fā)明的實施方案，電解液為所述動力鋰離子電池電解液。

28、根據本發(fā)明的實施方案，所述電解液包含如下組分：

29、式(i)所示的潤濕性添加劑、非水溶劑、鋰鹽；

30、潤濕性添加劑的添加量為電解液質量的0.5％-3.0％，優(yōu)選為0.5％-1.0％；

31、鋰鹽濃度為0.1mol/l～2.0mol/l。

32、根據本發(fā)明的實施方案，所述電解液包含如下組分：

33、式(i)所示的潤濕性添加劑、非水溶劑、鋰鹽、式(ii)所示的人工sei膜成膜添加劑；

34、潤濕性添加劑的添加量為電解液質量的0.5％-3.0％，優(yōu)選為0.5％-1.0％；

35、鋰鹽濃度為0.1mol/l～2.0mol/l。

36、式(ii)所示的人工sei膜成膜添加劑的添加量為電解液中質量的0.01％～0.3％。

37、本發(fā)明還提供上述電解液的制備方法，所述方法包括將潤濕性添加劑、非水溶劑、鋰鹽以及任選的其他電解液添加劑、人工sei膜成膜添加劑進行混合。

38、本發(fā)明還提供一種正極極片，所述正極極片包括上述電解液。

39、根據本發(fā)明的實施方案，所述正極極片由正極材料與上述電解液合漿制備。

40、根據本發(fā)明的實施方案，所述正極材料為三元正極材料；優(yōu)選地，所述正極材料選自鎳鈷錳酸鋰復合材料ncm811、導電炭黑sp、碳納米管cnt、聚偏氟乙烯pvdf中的一種、兩種或多種；優(yōu)選地，鎳鈷錳酸鋰復合材料ncm811、導電炭黑sp、碳納米管cnt、聚偏氟乙烯pvdf的質量比為95-98:0.5-2:0.1-2:0.5-3，例如97:1:0.5:1.5。

41、根據本發(fā)明的實施方案，所述正極極片的壓實密度為3.4g/cm3-3.6g/cm3。

42、本發(fā)明還提供一種鋰離子電池，所述鋰離子電池包括上述電解液或上述正極極片。

43、根據本發(fā)明的實施方案，所述鋰離子電池為動力鋰離子電池。

44、本發(fā)明還提供上述電解液、上述正極極片在鋰離子電池中的應用。

45、根據本發(fā)明的實施方案，所述鋰離子電池為動力鋰離子電池。

46、有益效果

47、本發(fā)明將包含支鏈烷基的潤濕性添加劑加入電解液中，可顯著降低電解液表面張力、提高電解液潤濕性能。同時，所述電解液中還可以任選地進一步包括由包含支鏈烷基的潤濕性添加劑制備的人工sei膜添加劑，可進一步提高添加劑之間的兼容性，減少官能團之間的副反應發(fā)生，提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性，防止對電池性能造成不利影響。

48、本發(fā)明提供的鋰離子電池電解液，通過各組分之間的協(xié)同作用，可使電解液溫度適應范圍寬，可達-40～60℃，且對于高壓實密度的電極具有良好的浸潤性，可降低電解液與電極之間的接觸電阻，降低電池內阻，利于電池材料的性能發(fā)揮，適用于高能量密度的鋰離子動力電池。本發(fā)明的鋰離子電池電解液在低溫條件下粘度更小，低溫性能更佳，即使在-40℃條件下，也具有好的流動性和浸潤性，低溫條件下仍具有較高的鋰離子電導率，拓寬了電解液的使用溫度范圍。