本发明属于锂电池，具体涉及一种锂离子电池电解液及锂离子电池。
背景技术：
1、随着3c数码及电子设备领域的快速发展，对于电池续航时间和电芯性能的需求不断增长，针对钴酸锂(licoo2，简称为lco)材料的改进和创新成为当前电池研发的关键方向之一。在提高lco的容量和充电电压方面，掺杂和表面包覆等技术手段被广泛应用，而ni-mn共掺则被认为是一种有效手段，能够影响lco在充放电过程中的相变，从而增强其在高电压下的稳定性。
2、lco作为正极材料，其电池性能直接影响到电子设备的续航时间。提高lco的容量和充电电压，意味着电池可以存储更多的电能，并在更高的电压下工作，从而延长电子设备的使用时间。为了实现这一目标，研究人员采用了掺杂和表面包覆等手段，其中ni-mn共掺的应用成为一项重要的技术。这种共掺技术能够优化lco的结构，影响其在电池充放电过程中的晶体相变，从而提高其在高电压条件下的稳定性，确保电池的可靠性和长寿命。
3、然而，在高压条件下，电解液的稳定性也成为一个重要的问题。传统的酯类溶剂在高电压下容易分解，而正极材料中的锰也具有溶解的风险，其歧化变为二价锰后可能随电场作用迁移到负极，不断沉积，最终破坏固体电解质界面(sei)膜，导致电芯失效。因此，研发一款稳定的高压电解液变得至关重要，该电解液需要同时具备保护负极、抑制锰溶解的功能，防止其迁移到负极沉积，以提升电芯性能，还能够在高电压下保持稳定，不发生分解。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种锂离子电池电解液，可以有效地提升电芯的性能，延长电池的寿命，并提供更可靠的电源支持给3c数码及其他高性能电子设备。
2、本发明还提供了一种锂离子电池。
3、本发明的第一方面提供了一种锂离子电池电解液，锂离子电池电解液组分包括组合添加剂、电解质锂盐和有机溶剂，所述组合添加剂包括锰稳定剂和成膜添加剂，所述锰稳定剂为结构式i所示的化合物：
4、
5、r1选自含杂原子的c2～c10磺酰烷基基团、c2～c10卤素烷基基团、c2～c10氨基烷基基团中的至少一种，r2选自羟基或卤素基团中的至少一种；
6、所述有机溶剂包括氟代溶剂。
7、本发明关于锂离子电池电解液的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
8、本发明的锂离子电池电解液，有机溶剂中含有氟代溶剂，改变了传统碳酸酯类及羧酸酯类溶剂的高温高压不稳定的性能，氟代溶剂与锰稳定剂及成膜添加剂产生协同作用，使富锰lco为正极的电芯在高温高压条件下依旧能保持长循环寿命及较好地电性能，从而可以有效地提升电芯的性能，延长电池的寿命，并提供更可靠的电源支持给3c数码及其他高性能电子设备。
9、根据本发明的一些实施方式，所述锰稳定剂为化合物a、化合物b和化合物c中的至少一种，所述化合物a的结构为：
10、
11、所述化合物b的结构为：
12、
13、所述化合物c的结构为：
14、
15、根据本发明的一些实施方式，所述成膜添加剂为硫酸乙烯酯(dtd)、ec、fec、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂和二氟磷酸锂中的至少一种，所述有机溶剂包括氟代溶剂。
16、根据本发明的一些实施方式，所述锰稳定剂在所述锂离子电池电解液中的添加量awt％为0.6wt％～3.0wt％。
17、锰稳定剂是锂离子电池电解液中的一种添加剂，其作用是抑制锰溶解，从而改善电池的循环寿命和性能。如果锰稳定剂的含量低于0.6wt％，可能导致锰的溶解没有得到充分的抑制，从而在高温高压条件下，富锰正极(例如掺锰锂钴氧化物，limn0.05co0.95o2)可能会发生更快的结构损耗和溶解，影响电池的循环寿命。此外，电池的安全性也可能受到一定程度的影响。如果锰稳定剂的含量超过3.0wt％，可能会出现添加剂浓度过高的问题，这可能导致电解液的物化性质发生变化，从而影响电池的性能。高浓度的锰稳定剂可能会导致电池内部反应的非理想情况，进而降低电池的能量密度、功率密度和整体性能。
18、根据本发明的一些实施方式，所述成膜添加剂在所述锂离子电池电解液中的添加量b wt％为0.2wt％～2.0wt％。
19、成膜添加剂在锂离子电池电解液中的添加量对电池性能有重要影响。如果成膜添加剂的含量低于0.2wt％，可能导致电极表面形成的膜不足以提供良好的保护。这可能导致电极在循环中过早地发生损耗，降低电池的寿命。此外，电极的安全性也可能受到一定程度的影响，因为薄弱的保护膜可能无法有效地抵御电极与电解质之间的不利反应。如果成膜添加剂的含量超过2.0wt％，可能会导致膜层过厚，从而影响电极的电荷传输和离子扩散。这可能导致电池的性能下降，包括降低的能量密度和功率密度。此外，高浓度的成膜添加剂可能导致电池内部反应的非理想情况，进而影响整体性能。
20、根据本发明的一些实施方式，所述锰稳定剂的添加量a wt％与所述成膜添加剂的添加量b wt％之间满足关系0.1≤a-b/2≤2.5。
21、所述锰稳定剂的添加量a wt％与所述成膜添加剂的添加量b wt％之间满足关系0.1≤a-b/2≤2.5，保证在抑制锰离子溶出的前提下，不会发生因过剩的添加剂产生副反应而导致增加电极阻抗的情况，有利于提升电化学性能。
22、根据本发明的一些实施方式，所述电解质锂盐包括六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂和三氟甲基磺酸锂或三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的至少一种。
23、根据本发明的一些实施方式，所述电解质锂盐的浓度为0.5mol/l～1.5mol/l。
24、电解质锂盐是锂离子电池中的关键组成部分，对电池性能有着重要的影响。如果电解质锂盐的浓度低于0.5mol/l，可能导致电解液的离子导电性下降。这可能导致电池的电导率降低，影响电池的功率性能。此外，低浓度的电解质可能使得锂离子在电池循环过程中与电极发生不利的化学反应，从而降低电池的寿命。如果电解质锂盐的浓度超过1.5mol/l，可能导致电解液的过度浓缩，增加电池内部的粘度。这可能导致电极间的离子传输和扩散变得更为困难，进而影响电池的性能，包括功率密度和循环寿命。此外，高浓度的电解质可能增加电池的内部电阻，影响电池的充放电效率。
25、根据本发明的一些实施方式，所述电解质锂盐的浓度可以为0.1mol/l、0.3mol/l、0.5mol/l、0.8mol/l、1.0mol/l、1.2mol/l、1.4mol/l、1.5mol/l中的任一值或任意两者形成的范围值。
26、根据本发明的一些实施方式，所述氟代溶剂包括甲基三氟乙基碳酸酯(femc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)和乙酸二氟乙酯(dfea)等。
27、根据本发明的一些实施方式，所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丙酸甲酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、氟代碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯和乙二醇二甲醚中的至少一种。
28、本发明的第二方面提供了一种锂离子电池，包括正极、负极、设置于所述正极和负极之间的隔膜，以及本发明的锂离子电池电解液。
29、本发明关于锂离子电池的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
30、本发明的锂离子电池，由于有机溶剂中含有氟代溶剂，并且使用了锰稳定剂和成膜添加剂的组合，电解液改变了传统碳酸酯类及羧酸酯类溶剂在高温高压条件下的不稳定性能。这意味着电池在高温高压环境下能够更稳定地运行，不易发生不良反应，提高了电池的安全性和可靠性。
31、进一步的，成膜添加剂的使用有助于在电极表面形成稳定的膜层，提供额外的保护，降低电极与电解质之间的不良反应。锰稳定剂则有助于抑制富锰正极(如limn0.05co0.95o2)的溶解，延长了电池的循环寿命。电池可以在更多次的充放电循环中保持较好的性能。
32、本发明的锂离子电池，通过协同作用，锰稳定剂、成膜添加剂和其他组合添加剂能够有效地提升电芯的性能。这包括提高电池的能量密度、功率密度和循环稳定性，从而为3c数码及其他高性能电子设备提供更可靠的电源支持。
33、本发明的锂离子电池，由于电池具有高温高压稳定性和长循环寿命，这种电解液特别适用于3c数码及其他高性能电子设备。这意味着用户可以在这些设备中获得更持久、可靠的电池性能，延长设备的使用寿命。
34、根据本发明的一些实施方式，正极包括活性材料，所述活性材料为linixcoymnzl(1-x-y-z)o2、linix”ly'mn(2-x”-y')o4或limn2o4中的至少一种。
35、其中，l为co、al、sr、mg、ti、ca、zr、zn、si、fe中的至少一种。
36、0≤x≤1，0≤y≤1，0＜z≤1，0＜x+y+z≤1。
37、0＜x'≤1，0.3＜x”≤0.6，0.01＜y'≤0.2，0＜x”+y'＜2。
38、掺锰的正极材料可接受较高的充电电压，氟代溶剂耐高电压性能较好，可以与掺锰正极适配。
39、掺锰正极虽可提高电池体系充电电压，但存在锰溶解并发生歧化反应产生二价锰的情况，二价锰对电极有破坏作用，锰稳定剂可以起到抑制锰溶出的作用。
40、氟代溶剂与双添加剂(即结构式i所示的化合物与成膜添加剂)的结合，具有协同作用，能在高电压体系中稳定存在，一方面可抑制锰溶解对电极破坏，另一方面可成膜添加剂保护电极，从而提升电芯循环寿命及电性能。
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂离子电池电解液包括组合添加剂、电解质锂盐和有机溶剂，所述组合添加剂包括锰稳定剂和成膜添加剂，所述锰稳定剂为结构式i所示的化合物：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锰稳定剂为化合物a、化合物b和化合物c中的至少一种，
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锰稳定剂的添加量awt％为所述锂离子电池电解液重量的0.6wt％～3.0wt％。
4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述成膜添加剂在所述锂离子电池电解液中的添加量b wt％为0.2wt％～2.0wt％。
5.根据权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锰稳定剂的添加量awt％与所述成膜添加剂的添加量b wt％之间满足关系0.1≤a-b/2≤2.5。
6.根据权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解质锂盐包括氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池电解液，其特征在于，电解液中电所述解质锂盐的浓度为0.5mol/l～1.5mol/l。
8.根据权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丙酸甲酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、氟代碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、乙二醇二甲醚中的至少一种。
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极、设置于所述正极和负极之间的隔膜，以及如权利要求1至8中任一项所述的锂离子电池电解液。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括活性材料，所述活性材料为linixcoymnzl(1-x-y-z)o2、linix”ly'mn(2-x”-y')o4或limn2o4中的至少一种；其中l为co、al、sr、mg、ti、ca、zr、zn、si、fe中的至少一种；0≤x≤1，0≤y≤1，0＜z≤1，0＜x+y+z≤1，0＜x'≤1，0.3＜x”≤0.6，0.01＜y'≤0.2，0＜x”+y'＜2。
