电解液和电池的制作方法

本发明涉及二次电池，尤其是涉及一种电解液和电池。

背景技术：

1、锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和无记忆效应等优点，在便携式电子设备、电动汽车和储能系统等领域得到广泛应用。随着锂电池应用场景的不断拓展，尤其是在新能源汽车、特种装备、航空航天及深海勘探等极端环境中的应用，对电池在宽温度范围内（特别是-40℃超低温至60℃高温）的综合电化学性能提出了越来越高的要求。

2、然而，锂离子电池在低温环境下的性能衰减问题一直是制约其广泛应用的关键瓶颈之一。这种低温性能劣化的根本原因在于：随着温度降低，碳酸酯基电解液的粘度显著增大，离子电导率急剧下降；同时，锂离子在活性材料内部的固相扩散系数降低，电荷转移阻抗显著增大，特别是在负极/电解液界面处，锂离子的去溶剂化过程变得极为困难，导致电极反应动力学严重恶化。在高温环境（如60℃以上）下，电解液则面临热稳定性下降、副反应加剧、过渡金属离子溶出等问题，导致电池循环寿命和存储性能大幅衰减。

3、更为棘手的是，改善电解液低温性能与改善高温性能往往存在相互制约关系。例如，提高电解液中低粘度、低熔点共溶剂的比例虽有助于改善低温性能，但往往牺牲了电解液的抗氧化稳定性和高温界面稳定性。因此，如何通过电解液组分设计，在提升低温离子传导能力的同时兼顾高温界面稳定性，实现电解液在宽温区内的综合性能平衡，是当前锂电池电解液领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种电解液和电池，旨在提供一种能够兼顾锂离子电池高温和低温性能的电解液。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案的第一方面，提供一种电解液，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述锂盐包括六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、b系锂盐和s系锂盐，所述b系锂盐的化学式为libfn1xm1，所述s系锂盐的化学式为lixson2fm2，其中，x包括草酸根、硫酸根、邻苯二酚根中的一种或多种，n1=0~4，m1=0~2，x=1~2，n2=2~4，m2=0~1；所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯；所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯。

3、在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，所述锂盐中各组分的质量占比为：六氟磷酸锂3.5%~9%、双氟磺酰亚胺锂5%~13%、b系锂盐0.1%~1.0%、s系锂盐0.1%~1.0%。

4、在一些实施例中，所述b系锂盐包括libf2c2o4、libf2so4、lib(c2o4)2、libf4、libf2(c6h4o2)、lib(c6h4o2)2、lib(c2o4)(c6h4o2)中的一种或多种；和/或，所述s系锂盐包括liso3f、liso2f、li2so4、li2so3中的一种或多种。

5、在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，所述有机溶剂中各组分的质量占比为：碳酸乙烯酯20%~30%、碳酸二甲酯10%~30%、碳酸二乙酯0%~20%、碳酸甲乙酯15%~35%。

6、在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，所述添加剂中各组分的质量占比为：三氟苯基膦0%~0.5%、碳酸亚乙烯酯0.5%~3%、硫酸乙烯酯0%~1%。

7、在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，各组分的质量占比为：六氟磷酸锂4.5%~5.5%、双氟磺酰亚胺锂8.0%~10.0%、b系锂盐0.4%~0.8%、s系锂盐0.2%~0.5%；碳酸乙烯酯23%~27%、碳酸二甲酯18%~22%、碳酸二乙酯6%~10%、碳酸甲乙酯23%~27%；三氟苯基膦0.15%~0.35%、碳酸亚乙烯酯1.5%~2.5%、硫酸乙烯酯0.3%~0.7%。

8、在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，各组分的质量占比为：六氟磷酸锂3.8%~4.6%、双氟磺酰亚胺锂10%~12%、b系锂盐0.3%~0.7%、s系锂盐0.2%~0.6%；碳酸乙烯酯20%~24%、碳酸二甲酯26%~30%、碳酸二乙酯0%~5%、碳酸甲乙酯30%~34%；三氟苯基膦0%~0.2%、碳酸亚乙烯酯1.0%~2.0%、硫酸乙烯酯0.4%~0.8%。

9、在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，各组分的质量占比为：六氟磷酸锂6.0%~7.0%、双氟磺酰亚胺锂6.0%~8.0%、b系锂盐0.7%~1.0%、s系锂盐0.1%~0.5%；碳酸乙烯酯26%~30%、碳酸二甲酯10%~14%、碳酸二乙酯16%~20%、碳酸甲乙酯16%~20%；三氟苯基膦0.2%~0.4%、碳酸亚乙烯酯2.5%~3%、硫酸乙烯酯0.7%~1%。

10、在本发明的第二方面，本发明提出了一种电池，所述电池包括本发明第一方面所述的电解液。

11、在一些实施例中，所述正极极片包括磷酸铁锂类正极活性材料；和/或，所述电池包括负极极片，所述负极极片包括石墨类负极活性材料。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

13、本发明提出的电解液，通过各功能组分的协同作用，b系锂盐与s系锂盐与其它各组分的协同复配，实现了高低温性能的兼顾与统一。b系锂盐和s系锂盐在电解液中“空间分区、功能互补”，b系锂盐主要作用于正极界面，通过化学吸附形成富硼保护层以保障高温界面稳定性；s系锂盐主要作用于负极界面，通过优先还原形成富无机sei膜，以提升低温去溶剂化动力学，两者互不干扰、协同增效，使电解液在-40℃至60℃的宽温区内均能保持优异的电化学性能。

1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的总质量，所述锂盐中各组分的质量占比为：六氟磷酸锂3.5%~9%、双氟磺酰亚胺锂5%~13%、b系锂盐0.1%~1.0%、s系锂盐0.1%~1.0%。

3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述b系锂盐包括libf2c2o4、libf2so4、lib(c2o4)2、libf4、libf2(c6h4o2)、lib(c6h4o2)2、lib(c2o4)(c6h4o2)中的一种或多种；和/或，

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的总质量，所述有机溶剂中各组分的质量占比为：碳酸乙烯酯20%~30%、碳酸二甲酯10%~30%、碳酸二乙酯0%~20%、碳酸甲乙酯15%~35%。

5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的总质量，所述添加剂中各组分的质量占比为：三氟苯基膦0%~0.5%、碳酸亚乙烯酯0.5%~3%、硫酸乙烯酯0%~1%。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的总质量，各组分的质量占比为：

7.根据权利要求1~5中任一项所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的总质量，各组分的质量占比为：

8.根据权利要求1~5中任一项所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的总质量，各组分的质量占比为：

9.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1~8中任一项所述的电解液。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电池包括正极极片，所述正极极片包括磷酸铁锂类正极活性材料；和/或，