本申請涉及鋰離子電池領域，尤其是涉及一種高壓鋰離子電池電解液、制備方法和鋰離子儲能電池。

背景技術：

1、鋰離子電池（lib）具有能量密度高、循環(huán)壽命長和對環(huán)境友好等優(yōu)點，在當今電子設備和電動汽車市場上占據(jù)了便攜式電能存儲技術的主導地位。為了實現(xiàn)高能鋰離子電池的目標，研究者做出了許多努力，比如擴大電化學窗口、提高電極材料的比容量等。在眾多先進的正極材料中，高鎳三元正極材料因其具有較高的可逆容量和較低的成本被認為是最引人注目和最具前景的正極材料之一。

2、然而，商用碳酸酯基電解液在高鋰化程度的材料表面發(fā)生嚴重的分解，產(chǎn)物的堆積造成界面阻抗的增加。同時，在充放電過程中，層狀結構的高鎳三元材料中伴隨著過渡金屬離子的溶出，導致材料由層狀結構到尖晶石狀結構的不可逆相轉。導致當電壓高于4.3?v時，高鎳三元材料作為正極材料的鋰離子儲能電池使用時將伴隨著快速的容量衰減，導致循環(huán)壽命縮短。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于上述相關技術的不足，本申請?zhí)峁┮环N高壓鋰離子電池電解液、制備方法和鋰離子儲能電池。本申請的采用高壓鋰離子電池電解液能提升鋰離子儲能電池在4.5v的電壓下的循環(huán)壽命。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┑囊环N高壓鋰離子電池電解液采用如下的技術方案：

3、一種高壓鋰離子電池電解液，包括電解質鋰鹽、有機溶劑和硅烷基硫酸酯，所述硅烷基硫酸酯的用量為所述電解質鋰鹽和所述有機溶劑總質量的0.1-0.3%。

4、優(yōu)選地，所述硅烷基硫酸酯為雙(三甲基硅基)硫酸酯。

5、優(yōu)選地，所述有機溶劑包括重量份之比為1:1-3的環(huán)狀碳酸酯和線性碳酸酯。

6、優(yōu)選地，所述有機溶劑包括重量份之比為3:7的環(huán)狀碳酸酯和線性碳酸酯。

7、優(yōu)選地，所述環(huán)狀碳酸酯包括：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、丁內(nèi)酯和戊內(nèi)酯中的一種或多種；所述線性碳酸酯包括：碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯中的一種或多種。

8、優(yōu)選地，所述線性碳酸酯包括重量比為5:1-3的碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。

9、優(yōu)選地，所述線性碳酸酯包括重量比為5:2的碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。

10、優(yōu)選地，所述電解質鋰鹽包括六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、三氟甲基磺酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二草酸硼酸鋰和二氟草酸硼酸鋰中的一種或多種。

11、優(yōu)選地，所述電解質鋰鹽的濃度為0.5-1.5mol/l。

12、優(yōu)選地，所述電解質鋰鹽的濃度為1mol/l。

13、第二方面，本申請?zhí)峁┑囊环N高壓鋰離子電池電解液的制備方法采用如下的技術方案：

14、一種高壓鋰離子電池電解液的制備方法，包括以下步驟：將電解質鋰鹽加入有機溶劑中溶解，得到原料電解液，將硅烷基硫酸酯加入原料電解液中溶解，得到所述高壓鋰離子電池電解液。

15、優(yōu)選地，所述有機溶劑由環(huán)狀碳酸酯和線性碳酸酯按比例混合，經(jīng)除雜除水純化后制得。

16、第三方面，本申請?zhí)峁┑囊环N鋰離子儲能電池采用如下的技術方案：

17、一種鋰離子儲能電池，包括正極、負極、隔膜和高壓鋰離子電池電解液。

18、優(yōu)選地，所述正極包括ncm811、ncm622、lco和lnmo中的一種或多種正極活性材料。

19、優(yōu)選地，所述正極包括ncm622、ncm811和lco中的一種作為正極活性材料。

20、優(yōu)選地，所述正極包括ncm622或ncm811作為正極活性材料。

21、優(yōu)選地，所述正極包括ncm622作為正極活性材料。

22、優(yōu)選地，所述正極還包括石墨微粒、乙炔黑、科琴黑和碳納米纖維作為導電材料。

23、優(yōu)選地，所述負極包括天然石墨、人造石墨、硅、硅碳復合物和鋰金屬中的一種或者多種。

24、優(yōu)選地，所述隔膜包括聚乙烯隔膜或聚丙烯隔膜。

25、綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術效果：

26、1.通過添加0.1-0.3份的硅烷基硫酸酯，提高本申請的高壓鋰離子電池電解液所能作用的電壓至4.5v，提高了當電壓在4.3v以上時鋰離子儲能電池的循環(huán)壽命；

27、2.正極材料使用ncm622作為正極活性材料時，硅烷基硫酸酯能在體系中其他基礎組分發(fā)生氧化之前，優(yōu)先富集在ncm622表面，占據(jù)活性位點，在ncm622脫嵌鋰離子前形成保護膜，抑制電解液中其他基礎組分的分解，保護電解液中其他基礎組分，提高了鋰離子儲能電池的循環(huán)壽命和倍率性能；

28、3.?通過添加0.1-0.3份的硅烷基硫酸酯，有利于抑制作為負極的li金屬的極化，有利于提高鋰離子儲能電池的循環(huán)壽命和安全性。

技術特征：

1.一種高壓鋰離子電池電解液，其特征在于：包括電解質鋰鹽、有機溶劑和硅烷基硫酸酯，所述硅烷基硫酸酯的用量為所述電解質鋰鹽和所述有機溶劑總質量的0.1-0.3%。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種高壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述硅烷基硫酸酯為雙(三甲基硅基)硫酸酯。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種高壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述有機溶劑包括重量比為1:1-3的環(huán)狀碳酸酯和線性碳酸酯。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種高壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述環(huán)狀碳酸酯包括：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、丁內(nèi)酯和戊內(nèi)酯中的一種或多種；所述線性碳酸酯包括：碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯中的一種或多種。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種高壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述線性碳酸酯包括重量比為5:1-3的碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種高壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述電解質鋰鹽包括六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、三氟甲基磺酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二草酸硼酸鋰和二氟草酸硼酸鋰中的一種或多種。

7.一種如權利要求1-6任一項所述的高壓鋰離子電池電解液的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：將電解質鋰鹽加入有機溶劑中溶解，得到原料電解液，將硅烷基硫酸酯加入原料電解液中溶解，得到所述高壓鋰離子電池電解液。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種高壓鋰離子電池電解液的制備方法，其特征在于：所述有機溶劑由環(huán)狀碳酸酯和線性碳酸酯按比例混合，經(jīng)除雜除水純化后制得。

9.一種鋰離子儲能電池，其特征在于：包括正極、負極、隔膜和如權利要求1-6任一項所述的高壓鋰離子電池電解液。

10.根據(jù)權利要求9所述的一種鋰離子儲能電池，其特征在于：所述正極包括ncm811、ncm622、lco和lnmo中的一種或多種作為正極活性材料。

技術總結
本申請公開了一種高壓鋰離子電池電解液、制備方法和鋰離子儲能電池，涉及鋰離子電池領域，其包括電解質鋰鹽、有機溶劑和硅烷基硫酸酯，所述硅烷基硫酸酯的用量為所述電解質鋰鹽和所述有機溶劑總質量的0.1?0.3%。本申請具有提高鋰離子儲能電池循環(huán)壽命的效果。

技術研發(fā)人員：周寬,張祥銳,唐林,朱凱,陳鵬,程執(zhí),程明,吳錦霖
受保護的技術使用者：湖北能源集團新能源發(fā)展有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10