一种离子液体改性电解液及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于电池电解液技术领域，具体涉及一种离子液体改性电解液及其制备方法和应用。


背景技术：

2.电解液对于锂离子电池的稳定运行起着至关重要的作用。近年来，因对高能电池的需求不断增加，研发人员尝试扩大电解液的电化学窗口以使其能在具有极低还原电位的锂金属阳极(lma，相对标准氢电极为-3.040v)和具有高氧化电位(》4.5v vs li/li )的阴极中工作。但锂离子电池中的常规电解质不适用于锂金属电池(lmb)，因其会导致li枝晶的生长，且lma的库仑效率(ce)较低。现有技术研究了含高浓度锂盐(4-6mol/l)的电解液，采用双阴离子的协同作用抑制锂枝晶的形成和正极集流体的腐蚀，从而提高电池的循环性能，但该技术并不适应于锂盐浓度相对较低的电解液，制备的锂电池也无法在不同倍率下运行后的仍然保持良好的循环稳定性，尤其是在高倍率下运行后进入低倍率时，充放电容量会明显下降。
3.此外，传统的碳酸盐溶剂具有高挥发性和易燃性，存在严重的安全风险，而且lipf6化学性质不稳定，这使得电解质对水分和温度变化高度敏感。即使与添加剂组合，电解质的电化学窗口也只能在4.4v以内。下一代电池需要更高的能量密度(更高的电压或容量)和更宽的工作温度，并且必须满足用于智能电话，电动车辆，智能电网和更高的安全标准等，传统电解质的这些缺点阻碍了下一代电池的发展。因此对电解质的研究愈发重要，如研究离子液体、高分子电解质、无机固体电解质和盐浓缩的电解质以超越传统的锂离子电解质。
4.因此，亟需提供一种电解液，能够显著提高磷酸铁锂电极的充放电容量，且使其在不同倍率下运行后仍然能保持良好的充放电容量。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种离子液体改性电解液及其制备方法和应用。本发明提供的离子液体改性电解液，能够显著提高磷酸铁锂电极的充放电容量，且使其在不同倍率下运行后，尤其是在高倍率下运行后进入低倍率时，仍然能保持良好的充放电容量。
6.本发明第一方面提供了一种离子液体改性电解液。
7.具体地，一种离子液体改性电解液，包括溶剂和锂盐，所述溶剂包括有机溶剂和水苏碱类离子液体，所述水苏碱类离子液体占所述溶剂的质量百分比为1％-50％，所述水苏碱类离子液体的阳离子结构如式(1)所示：
[0008][0009]
式(1)中，r1、r2、r3代表c1-c6的烷基。
[0010]
优选地，式(1)中，r1、r2、r3分别独立地选自-ch3、-ch2ch3、-ch2ch2ch3、-ch2ch2ch2ch3、-ch2ch2ch2ch2ch3中的一种。
[0011]
优选地，所述水苏碱类离子液体的阴离子选自六氟磷酸根(pf
6-)、四氟硼酸根(bf
4-)、高氯酸根(clo
4-)、双草酸硼酸根(bob-)、二氟草酸硼酸根(dfob-)、双氟磺酰亚胺根(fsi-)、双三氟甲基磺酰亚胺根(tfsi-)中的至少一种。
[0012]
优选地，所述水苏碱类离子液体选自水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)、水苏碱乙酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-2
tfsi)、水苏碱丙酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-3
tfsi)、水苏碱戊酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-5
tfsi)、水苏碱乙酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-2
fsi)、水苏碱丙酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-3
fsi)、水苏碱丁酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-4
fsi)、水苏碱戊酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-5
fsi)中的至少一种。
[0013]
进一步优选地，所述水苏碱类离子液体选自水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)、水苏碱戊酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-5
tfsi)、水苏碱丁酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-4
fsi)、水苏碱戊酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-5
fsi)中的至少一种。
[0014]
更优选地，所述水苏碱类离子液体为水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)。
[0015]
优选地，所述离子液体改性电解液中锂盐的含量为0.1-4.0mol/kg；进一步优选地，所述离子液体改性电解液中锂盐的含量为0.2-2.0mol/kg；优选地，所述离子液体改性电解液中锂盐的含量为0.2-1.0mol/kg。
[0016]
优选地，所述水苏碱类离子液体占所述溶剂的质量百分比为5％-30％；进一步优选地，所述水苏碱类离子液体占所述溶剂的质量百分比为5％-20％。
[0017]
优选地，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种。所述锂盐中的阴离子与离子液体中的阴离子可以相同或不同。
[0018]
优选地，所述有机溶剂占所述溶剂的质量百分比为95％-30％；进一步优选地，所述有机溶剂占所述溶剂的质量百分比为70％-95％。
[0019]
优选地，所述有机溶剂选自羧酸酯、碳酸酯、芳香酸酯、内酯、亚硫酸酯、亚硫酸酯、亚砜类中的至少一种。
[0020]
优选地，所述有机溶剂选自甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙烯酯、环丁内酯、苯甲酸甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸丁烯酯、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯、二甲基亚砜、乙甲基亚砜、1,3-磺酸内酯、1,4-丁酸内酯，以及含氟、
含硫和含有不饱和键的有机酯中的至少一种。
[0021]
优选地，所述有机溶剂为碳酸酯；进一步优选地，所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸亚乙烯酯中的至少一种。
[0022]
优选地，所述离子液体改性电解液还包括咪唑类、吡咯烷类、吡啶类、哌啶类、酰胺类离子液体中的至少一种。上述离子液体可以以任意比例与水苏碱类离子液体混合。
[0023]
本发明第二方面提供了一种离子液体改性电解液的制备方法。
[0024]
具体地，一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0025]
将有机溶剂、水苏碱类离子液体和锂盐混合，即制得所述离子液体改性电解液。
[0026]
本发明第三方面提供了一种离子液体改性电解液的应用。
[0027]
一种电池，包括上述离子液体改性电解液。
[0028]
一种锂电池，包括上述离子液体改性电解液、负极片和正极片；所述负极片上的负极活性物质选自金属锂、人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、中间相碳纤维、钛酸锂、金属锂合金中的至少一种；所述正极片上的正极活性物质为磷酸铁锂。
[0029]
本发明采用水苏碱类离子液体改性传统的电解液，尤其是碳酸酯类电解液，水苏碱类离子液体分子结构上含有一个酯键，该酯键能够与碳酸酯类电解液相互作用。加入少量水苏碱类离子液体(质量占比不超过50％)能够提高锂离子迁移数，原因在于水苏碱类离子液体能够改变传统有机溶剂(尤其是碳酸酯类溶剂)，与锂离子形成溶剂化壳层，从而降低锂离子壳层的厚度，使锂离子在溶剂化和脱溶剂化过程中更加容易。水苏碱类离子液体改性电解液还能够显著提高磷酸铁锂电极的活性和充放电容量，且使其在不同倍率下运行后，尤其是在高倍率下运行后进入低倍率时，仍然能保持良好的充放电容量和循环稳定性。
[0030]
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
[0031]
本发明提供的离子液体改性电解液，通过向传统电解液(尤其是碳酸酯类电解液)中加入水苏碱类离子液体，利用水苏碱类离子液体中酯键的作用，与碳酸酯类电解液相互作用，能够提高锂离子迁移数，显著提高磷酸铁锂电极充放电容量，且使其在不同倍率下运行后，尤其是在高倍率下运行后进入低倍率时，仍然能保持良好的充放电容量，循环稳定性强。
附图说明
[0032]
图1为实施例1-7中磷酸铁锂电极在不同倍率下充放电容量对比图。
具体实施方式
[0033]
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
[0034]
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
[0035]
实施例1
[0036]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为5％的水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)和质量百分比为95％的有机溶
剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0037]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0038]
在室温下，将95wt％有机溶剂和5wt％水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a1。
[0039]
以样品a1为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。不同倍率测试结果如图1。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了21mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0040]
实施例2
[0041]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为5％的水苏碱乙酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-2
tfsi)和质量百分比为95％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0042]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0043]
在室温下，将95wt％有机溶剂和5wt％水苏碱乙酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-2
tfsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a2。
[0044]
以样品a2为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。不同倍率测试结果如图1。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了7mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0045]
实施例3
[0046]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为5％的水苏碱丙酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-3
tfsi)和质量百分比为95％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0047]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0048]
在室温下，将95wt％有机溶剂和5wt％水苏碱丙酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-3
tfsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a3。
[0049]
以样品a3为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。不同倍率测试结果如图1。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了6mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0050]
实施例4
[0051]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为5％的水苏碱戊酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-5
tfsi)和质量百分比为95％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0052]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0053]
在室温下，将95wt％有机溶剂和5wt％水苏碱戊酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-5
tfsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a4。
[0054]
以样品a4为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。不同倍率测试结果如图1。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了12mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0055]
实施例5
[0056]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为5％的水苏碱乙酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-2
fsi)和质量百分比为95％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0057]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0058]
在室温下，将95wt％有机溶剂和5wt％水苏碱乙酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-2
fsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a5。
[0059]
以样品a5为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷
酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。不同倍率测试结果如图1。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了5mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0060]
实施例6
[0061]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为5％的水苏碱丙酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-3
fsi)和质量百分比为95％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0062]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0063]
在室温下，将95wt％有机溶剂和5wt％水苏碱丙酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-3
fsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a6。
[0064]
以样品a6为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。不同倍率测试结果如图1。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了7mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0065]
实施例7
[0066]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为5％的水苏碱丁酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-4
fsi)和质量百分比为95％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0067]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0068]
在室温下，将95wt％有机溶剂和5wt％水苏碱丁酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-4
fsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a7。
[0069]
以样品a7为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。不同倍率测试结果如图1。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件
下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了16mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0070]
实施例8
[0071]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为5％的水苏碱戊酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-5
fsi)和质量百分比为95％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0072]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0073]
在室温下，将95wt％有机溶剂和5wt％水苏碱戊酯双氟磺酰亚胺锂(p
1,1-5
fsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a8。
[0074]
以样品a8为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了15mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0075]
实施例9
[0076]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为10％的水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)和质量百分比为90％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0077]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0078]
在室温下，将90wt％有机溶剂和10wt％水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a9。
[0079]
以样品a9为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了10mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0080]
实施例10
[0081]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百
分比为20％的水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)和质量百分比为80％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0082]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0083]
在室温下，将90wt％有机溶剂和10wt％水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a10。
[0084]
以样品a10为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了12mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0085]
实施例11
[0086]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为30％的水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)和质量百分比为70％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0087]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0088]
在室温下，将90wt％有机溶剂和10wt％水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a11。
[0089]
以样品a11为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了9mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0090]
实施例12
[0091]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为40％的水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)和质量百分比为60％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0092]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0093]
在室温下，将90wt％有机溶剂和10wt％水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a12。
[0094]
以样品a12为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了6mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0095]
实施例13
[0096]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为50％的水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)和质量百分比为50％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0097]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0098]
在室温下，将90wt％有机溶剂和10wt％水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样品a13。
[0099]
以样品a13为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量提高了2mah/g，同时提高了电池的循环稳定性，电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。
[0100]
对比例1
[0101]
一种离子液体改性电解液，由溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)组成，其中溶剂为质量百分比为40％的水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)和质量百分比为60％的有机溶剂，有机溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成。六氟磷酸锂(lipf6)的浓度为1.0mol/kg。
[0102]
一种离子液体改性电解液的制备方法，包括以下步骤：
[0103]
在室温下，将90wt％有机溶剂和10wt％水苏碱丁酯双三氟甲基磺酰亚胺锂(p
1,1-4
tfsi)混合均匀，然后加入六氟磷酸锂(lipf6)，溶解，混合后得到离子液体改性电解液的样
品a14。
[0104]
以样品a14为电解液，以锂片为电池负极，以磷酸铁锂为电池正极，组装半电池对磷酸铁锂电极充放电容量进行测试。具体测试为将电池分别依次在0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、2.0c、5.0c的倍率下循环，然后于0.1c的倍率下循环，测试各倍率下的充放电容量。以传统电解液(溶剂由碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)按体积比1:1:1混合而成，加入1vol％碳酸亚乙烯酯(vc)为添加剂，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)，浓度为1.0mol/kg)为空白对照组。与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1c倍率下的充放电容量降低了10mah/g，且电池在高倍率下运行后再次进入低倍率时，无法保持良好的循环稳定性。
[0105]
分析图1中离子液体改性电解液的样品a1(即p
1,1-4
tfsi)的充放电情况，将其在不同充放电倍率下的充放电容量列于下表，具体情况如表1所示。
[0106]
表1
[0107][0108][0109]
由表1可知，与空白对照组比较，在同样的组装测试条件下，使用本发明提供的离子液体改性电解液后，该磷酸铁锂电极在0.1-2.0c倍率下的充放电容量提高了16-21mah/g，且电池在高倍率下(5c)运行后再次进入低倍率(0.1c)时，仍然具有较高的充放电容量，与首次的充放电容量基本一致。