本發(fā)明屬于電池，具體涉及一種電解液及電池。

背景技術：

1、鋰離子電池是一種二次電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。具有高的工作電壓、能量密度高、環(huán)境友好等優(yōu)點，被廣泛應用在3c消費電池、動力電池和儲能電池領域，并且在航空航天、國防軍工等領域也有廣闊的應用前景。

2、但隨著科技的不斷進步，例如航空器、船舶、車輛、移動通信設備等各類移動設備常常需要在高溫環(huán)境下運作，此時，就需要一款高溫性能優(yōu)異的鋰離子電池，甚至在特定場景下會需要一種在常溫下不放電工作，僅高溫下能放電的電池。現(xiàn)有的電池中電解液可兼顧高電壓體系的高低溫性能，但并沒有解決高溫下產(chǎn)氣的問題，同時不能應用于某些常溫下不放電，高溫下放電的特殊場景。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有電池在高溫下產(chǎn)氣，且不能應用于常溫下不放電，高溫下放電的特殊場景的問題，本發(fā)明提供了一種電解液和電池。

2、本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

3、一方面，本發(fā)明提供了一種電解液，包括鋰鹽、溶劑和添加劑，所述添加劑包括碳酸亞乙烯酯、丙烯磺酸內酯和1,3,6-己烷三腈，以所述電解液的含量為100%計，所述添加劑的含量為0.5%~5%，所述碳酸亞乙烯酯的含量為a%，所述丙烯磺酸內酯的含量為b%，所述1,3,6-己烷三腈的含量為c%，所述添加劑滿足以下關系式：

4、1≤a+b≤3，0.5≤b+c≤2，1.5≤(a+c)/b≤6。

5、可選的，所述碳酸亞乙烯酯的含量為1%~2%，所述丙烯磺酸內酯的含量為0.5%~1%，所述1,3,6-己烷三腈的含量為0.5%~1%。

6、可選的，所述添加劑還包括硫酸乙烯酯、丁二腈、已二腈、1,3-丙烷磺酸內酯、甲烷二磺酸亞甲酯、乙二醇雙(丙腈)?醚、含氟醚、2-甲基馬來酸酐、三烯丙基磷酸酯中的一種或多種。

7、可選的，所述鋰鹽的含量為10%~30%，所述溶劑的含量為60%~80%。

8、可選的，所述鋰鹽的含量為15%~20%，所述溶劑的含量為70%~80%，所述添加劑的含量為1%~3%。

9、可選的，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、甲基磺酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、氟磺酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟磷酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、氯硼烷鋰、四苯基硼酸鋰中的至少一種。

10、可選的，所述溶劑包括酯類溶劑、醚類溶劑、腈類溶劑中的一種或多種；

11、所述酯類溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、亞乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸丙酯中的一種或多種；

12、所述醚類溶劑包括1,3-二氧戊烷、1,4-二氧惡烷、冠醚、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、2-三氟甲基四氫呋喃、二甲氧基甲烷、二乙氧基甲烷、乙氧基甲氧基甲烷、乙二醇二正丙基醚、乙二醇二正丁基醚、二乙二醇二甲基醚中的一種或多種；

13、所述腈類溶劑包括乙腈、戊二腈、丙二腈中的一種或多種。

14、可選的，所述溶劑選自氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二乙酯。

15、另一方面，本發(fā)明提供了一種電池，包括正極片、負極片、隔膜和如上任意一項所述的電解液。

16、可選的，所述正極片包括正極活性材料，所述正極活性材料包括鈷酸鋰、鋰鎳錳鈷三元材料、磷酸亞鐵鋰和錳酸鋰中的一種或多種；

17、所述負極片包括負極活性材料，所述負極活性材料包括石墨、硬碳、軟碳、石墨烯、中間相碳微球、硅、硅的氧化物、硅碳復合材料、硅合金、金屬鋰、鋰合金中的一種或多種。

18、在本發(fā)明中，電解液中所含的1,3,6-己烷三腈中的cn-可與高價金屬離子發(fā)生絡合，在高溫高壓下，抑制金屬離子溶出。同時cn-還具有較高電負性，可以吸附在正極表面，形成cei膜降低電解液與正極的接觸面，抑制副反應的發(fā)生。另外，cn-還能捕捉h質子降低lipf6和氟代碳酸乙烯酯的分解，并且以上對電池副反應的抑制作用，又能進一步降低電池的產(chǎn)氣量。所含的碳酸亞乙烯酯在電池的負極表面形成一個穩(wěn)定的固體電解質界面（sei）膜。sei膜能夠有效防止電解液的進一步分解，減少電池在充放電過程中的容量損失，從而提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性和使用壽命。所含的丙烯磺酸內酯能形成更穩(wěn)定的cei，具有更高的耐氧化性和高溫穩(wěn)定性。

19、本申請通過特定含量的碳酸亞乙烯酯、丙烯磺酸內酯和1,3,6-己烷三腈相互作用，在常溫下，丙烯磺酸內酯（pes）的勢壘較高，導致pes會在負極表面發(fā)生二次分解，生成li2so3等無機物，導致電池循環(huán)性能下降。碳酸亞乙烯酯（vc）添加劑在常溫充電過程中會發(fā)生緩慢而持久的氧化分解過程，導致氣體產(chǎn)生和電池鼓脹，使得電池容量迅速衰減，使得使用該電解液的電池在常溫下不工作。在高溫下，碳酸亞乙烯酯(vc)、丙烯磺酸內酯(pes)和1,3,6-己烷三腈(htcn)共同作用形成更厚、更有序有機/無機復合的多層結構的sei膜，機械性能更好同時也更有效地鈍化了負極表面，從而抑制了連續(xù)的副反應。在高溫下，pes添加劑可以降低電池的acir與dcir增長率，抑制電池的熱膨脹率與冷膨脹率，提高容量保持率與恢復率。同時pes具備更低的lumo軌道，具有高的還原電位，易于在負極表面還原成膜，改善電極與電解質界面的穩(wěn)定性，在高溫環(huán)境下能有效提升電池的性能，還可以抑制過渡金屬的溶出，進一步提高溫循環(huán)容量保持率，使得具有上述電解液的電池在高溫下正常工作且不產(chǎn)氣。

技術特征：

1.一種電解液，其特征在于，包括鋰鹽、溶劑和添加劑，所述添加劑包括碳酸亞乙烯酯、丙烯磺酸內酯和1,3,6-己烷三腈，以所述電解液的含量為100%計，所述添加劑的含量為0.5%~5%，所述碳酸亞乙烯酯的含量為a%，所述丙烯磺酸內酯的含量為b%，所述1,3,6-己烷三腈的含量為c%，所述添加劑滿足以下關系式：

2.根據(jù)權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述碳酸亞乙烯酯的含量為1%~2%，所述丙烯磺酸內酯的含量為0.5%~1%，所述1,3,6-己烷三腈的含量為0.5%~1%。

3.根據(jù)權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述添加劑還包括硫酸乙烯酯、丁二腈、已二腈、1,3-丙烷磺酸內酯、甲烷二磺酸亞甲酯、乙二醇雙(丙腈)?醚、含氟醚、2-甲基馬來酸酐、三烯丙基磷酸酯中的一種或多種。

4.根據(jù)權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽的含量為10%~30%，所述溶劑的含量為60%~80%。

5.根據(jù)權利要求4所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽的含量為15%~20%，所述溶劑的含量為70%~80%，所述添加劑的含量為1%~3%。

6.根據(jù)權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、甲基磺酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、氟磺酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟磷酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、氯硼烷鋰、四苯基硼酸鋰中的至少一種。

7.根據(jù)權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述溶劑包括酯類溶劑、醚類溶劑、腈類溶劑中的一種或多種；

8.根據(jù)權利要求7所述的電解液，其特征在于，所述溶劑選自氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二乙酯。

9.一種電池，其特征在于，包括正極片、負極片、隔膜和權利要求1-8任意一項所述的電解液。

10.根據(jù)權利要求9所述的電池，其特征在于，所述正極片包括正極活性材料，所述正極活性材料包括鈷酸鋰、鋰鎳錳鈷三元材料、磷酸亞鐵鋰和錳酸鋰中的一種或多種；

技術總結
為解決現(xiàn)有電池在高溫下產(chǎn)氣，且不能應用于常溫下不放電，高溫下放電的特殊場景的問題，本發(fā)明提供了一種電解液和電池，電解液包括鋰鹽、溶劑和添加劑，所述添加劑包括碳酸亞乙烯酯、丙烯磺酸內酯和1,3,6?己烷三腈，以所述電解液的含量為100%計，所述添加劑的含量為0.5%~5%，所述碳酸亞乙烯酯的含量為A%，所述丙烯磺酸內酯的含量為B%，所述1,3,6?己烷三腈的含量為C%，所述添加劑滿足以下關系式：1≤A+B≤3，0.5≤B+C≤2，1.5≤(A+C)/B≤6。

技術研發(fā)人員：馬雪竹,陳德都,梁達,張斌,郭夕鋒,劉舜
受保護的技術使用者：江蘇固芯能源科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/23