CN113506914A - 一种三元锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池 - Google Patents

一种三元锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种三元锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。所述三元锂离子电解液包括如下组分：锂盐、添加剂和非水溶剂；所述添加剂选自2‑巯基吡啶和/或乙烯硫脲。所述三元锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔膜和如上所述的三元电池电解液；所述隔膜位于正极极片和负极极片之间。本发明通过采用2‑巯基吡啶和/或乙烯硫脲作为电解液的添加剂，制备得到的电解液能够有效避免循环过程中正极活性物质颗粒的腐蚀和开裂，提高了三元锂离子电池的循环性能，且本发明提供的电解液的生产成本较低，适于工业化生产和使用。

Description

一种三元锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种三元锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。
背景技术
近20年来，随着石化能源逐渐枯竭和温室效应的日益严重促使人们不断探索可持续和清洁能源。锂离子电池作为一种新型绿色高能电池具有高工作电压、高能量密度、长寿命、宽工作温度范围和环境友好等优点，被广泛应用于数码产品、电动工具、电动汽车和航空航天等领域，并吸引了广泛的关注。目前，锂电池正极材料以钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元正极材料为主，其中三元正极材料因其价格低廉，性能稳定，成为制备锂电池的首选材料。
随着能量密度不断的提升，商业化的层状过渡金属锂盐LiNixCoyMn1-x-yO2(NCM)三元材料已从NCM333更新换代到NCM523，甚至NCM622、NCM811已有不少厂家已经规模化生产。对于层状锂镍系复合氧化物(通常所说的三元材料)在不改变充电截止电压下，增加Ni含量是提高其克容量的方法之一，这是由于Ni2+/Ni3+氧化成Ni3+/Ni4+所需的电位比Co3+转变成Co4+更低。三元材料(镍钴锰酸锂)提高镍的含量能大大提升材料的比容量，因此高镍三元材料必然是将来大型电池的一种理想材料。
然而，随着镍含量的不断提高，三元正极材料在循环时仍存在很多问题，如高电压下电解液会在材料表面被分解，造成电解液和活性锂不断被消耗，以及过渡金属溶出造成晶体结构的相变，缩短材料的使用寿命等。
目前改善以三元高镍材料为正极的锂离子电池性能的措施主要分为两类：一种是对正极材料表面进行包覆和/或对体相进行掺杂以提高正极的稳定性；另一种是使用电解液添加剂提高电解液的稳定性和成膜性(如Gulbinska M K等人在Lithium-ion CellMaterials in Practice[J].Green Energy and Technology,2014,111:1-29中报道所述)，其中所述电解液添加剂按功能分也可分为成膜添加剂、低温添加剂和安全添加剂等，其中成膜类添加剂会在电极表面优先于电解液主体溶剂分解，形成一层固体电解质膜(负极上称为SEI，正极上称为CEI)，从而抑制电解液的分解，保护电极不受电解液产生的HF侵蚀等。
CN109818063A公开了一种三元锂离子电池非水电解液及三元锂离子电池。所述非水电解液包含电解质锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂中含有常规负极成膜添加剂，还含有结构式1或/和结构式2所示的磺酸酯类添加剂：
Figure BDA0003162336840000021
其中，所述的磺酸酯类添加剂能够在三元材料表面形成一层均匀致密的保护膜，抑制了基础电解液分解产生的HF对NCM颗粒的腐蚀，避免了NCM颗粒在循环过程中颗粒内裂纹的产生，从而有效提升高镍三元锂离子电池的循环性能和倍率性能。
CN109873204A公开了一种三元锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。所述电解液包含非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂中含有第一类含硼锂盐添加剂和第二类含硫有机物添加剂。所述第一类硼锂盐添加剂为结构式3和/或结构式4：
Figure BDA0003162336840000031
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6分别独立地选自氢原子、氟原子、1-4个碳原子的烷基、袭击、炔基、腈基、氟代烷基及芳基，且所述第一类添加剂和第二类添加剂中至少存在一种添加剂中含有不饱和官能团。第一类硼锂盐添加剂可以参与正极CEI膜的形成；第二类含硫有机物添加剂与第一类含硼锂盐添加剂的配合使用可以实现高镍三元锂离子电池的稳定循环。
然而，类似这些复杂的添加剂分子合成困难，制备过程繁琐，成本高昂，很难应用到实际生产中，由此制备得到的电解液价格高昂，不利于工业化生产和实际使用。因此，如何提供一种具有较高循环稳定性且成产成本较低的电解液，已成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种三元锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。本发明通过采用2-巯基吡啶和/或乙烯硫脲作为电解液的添加剂，制备得到的电解液能够有效避免循环过程中正极活性物质颗粒的腐蚀和开裂，提高了三元锂离子电池的循环性能，且本发明提供的电解液的生产成本较低，适于工业化生产和使用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种三元锂离子电池电解液，所述三元锂离子电解液包括如下组分：锂盐、添加剂和非水溶剂；
所述添加剂选自2-巯基吡啶和/或乙烯硫脲。
本发明中，通过选用具有共轭结构的2-巯基吡啶和/或乙烯硫脲作为添加剂，制备得到的电解液能够有效避免循环过程中正极活性物质颗粒的腐蚀和开裂，提高了三元锂离子电池的循环性能，且本发明提供的电解液具有较低的生产成本，适于工业化生产和使用。
本发明中，具有共轭结构的2-巯基吡啶和乙烯硫脲，在初始循环时，可以在三元材料正极表面形成稳定的含有硫化钴的保护层，从而避免NCM(层状过渡金属锂盐LiNixCoyMn1-x-yO2)团聚体颗粒在后续的循环过程中发生开裂，使高镍三元锂离子电池具有较高的循环稳定性。
以下作为本发明的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。
作为本发明的优选技术方案，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂或高氯酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
作为本发明的优选技术方案，所述三元锂离子电池电解液中锂盐的浓度为0.5～5mol/L(例如可以是0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L、3mol/L、3.5mol/L、4mol/L、4.5mol/L或5mol/L等)，优选为1～3mol/L。
本发明中，通过控制锂盐的浓度在特定的范围内，制备得到的电解液具有较好的循环稳定性和适宜的粘度。若锂盐的浓度过小，则制备得到的电解液的电导率较低，循环稳定性较差；若锂盐的浓度过大，则制备得到的电解液的粘度较大，从而使电解液对电池正负极的浸润性和循环稳定性较差。
作为本发明的优选技术方案，所述三元锂离子电池电解液中添加剂的浓度为0.1～5mg/mL(例如可以是0.1mg/mL、0.5mg/mL、0.8mg/mL、1mg/mL、1.5mg/mL、2mg/mL、2.5mg/mL、3mg/mL、3.5mg/mL、4mg/mL、4.5mg/mL或5mg/mL等)，优选为0.5～2mg/mL。
本发明中，通过控制添加剂的浓度在特定的范围内，制备得到的电解液具有较好的循环稳定性。若添加剂的浓度过小，则难以在正极表面形成有效的含有CoS的CEI保护层，从而制备得到的三元锂离子电池的循环稳定性较差；若添加剂的浓度过大，则添加剂在正极表面形成的CEI保护层过厚，使离子电导率较低，同时也会造成添加剂的浪费，增加生产成本。
作为本发明的优选技术方案，所述非水溶剂选自环状碳酸酯和/或链状碳酸酯。
优选地，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯和/或碳酸丙烯酯。
优选地，所述链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯中的任意一种或至少两种的组合。
作为本发明的优选技术方案，所述非水溶剂选自碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的组合、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的组合、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯以及碳酸甲乙酯的组合中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述非水溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的组合，所述碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的体积比为(0.5～2):1，例如可以是0.5:1、0.7:1、1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1或2:1等，优选为1:1。
优选地，所述非水溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的组合，所述碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为(0.5～2):1，例如可以是0.5:1、0.7:1、1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1或2:1等，优选为1:1。
优选地，所述非水溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯以及碳酸甲乙酯的组合，所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为(0.5～2):1:(0.5～2)，例如可以是0.5:1:0.5、0.5:1:1、0.5:1:2、1:1:0.5、1:1:1、1:1:2、2:1:0.5、2:1:1或2:1:2等，优选为1:1:1。
第二方面，本发明提供一种三元锂离子电池，其特征在于，所述三元锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔膜和如第一方面所述的三元电池电解液；
所述隔膜位于正极极片和负极极片之间。
作为本发明的优选技术方案，所述正极极片包括相贴合的集流体和正极膜片。
优选地，所述正极膜片的制备原料包括正极活性物质、导电剂和粘结剂。
作为本发明的优选技术方案，所述正极活性物质的化学式为LiNi1-x-yCoxMnyO2，其中，0≤x≤1，0≤y≤1且0≤x+y≤1。
本发明中，x可以是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9等，y可以是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9等。
作为本发明的优选技术方案，所述负极极片中的负极材料为锂或石墨。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过采用2-巯基吡啶和/或乙烯硫脲作为电解液的添加剂，并控制锂盐和添加剂的浓度在特定的范围内，制备得到的电解液能够有效避免循环过程中正极活性物质颗粒的腐蚀和开裂，大大提高三元锂离子电池的循环性能，经200圈循环测试后，电池容量保持率为62.19％～89.46％，且本发明提供的电解液对电池正极材料具有较好的保护性，经200圈循环测试后，正极活性物质颗粒仍能保持较好的完整性，同时本发明提供的电解液具有较低的生产成本，适于其工业化生产和使用。
附图说明
图1是由实施例1提供的三元锂离子电池电解液组装成锂-NCM811半电池，经200圈循环测试后，半电池正极活性材料表面的SEM图，标尺为10μm；
图2是由实施例1提供的三元锂离子电池电解液组装成锂-NCM811半电池，经200圈循环测试后，半电池正极活性材料表面的SEM图，标尺为2μm；
图3是未经循环测试的正极活性材料表面的SEM图，标尺为10μm；
图4是未经循环测试的正极活性材料表面的SEM图，标尺为2μm；
图5是由对比例1提供的三元锂离子电池电解液组装成锂-NCM811半电池，经200圈循环测试后，半电池正极活性材料表面的SEM图，标尺为10μm；
图6是对比例1提供的三元锂离子电池电解液组装成锂-NCM811半电池，经200圈循环测试后，半电池正极活性材料表面的SEM图，标尺为2μm；
图7是实施例1和对比例1提供的三元锂离子电池电解液的循环性能曲线图；
图8是由实施例1提供的三元锂离子电池电解液组装成锂-NCM811半电池，经200圈循环测试后，对半电池正极活性材料表面进行XPS测试的测试结果图；
图9是由实施例1提供的三元锂离子电池电解液组装成锂-NCM811半电池，经200圈循环测试后，对半电池正极活性材料表面进行XPS测试的测试结果图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，所述三元锂离子电池电解液包括如下组分：六氟磷酸锂、乙烯硫脲、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯；
所述三元锂离子电池电解液中六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，乙烯硫脲的浓度为0.5mg/mL，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为1:1:1。
上述三元锂离子电池电解液的制备方法如下：
将六氟磷酸锂、乙烯硫脲、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯混合均匀后，得到所述三元锂离子电池电解液。
将上述三元锂离子电池电解液组装成锂-NCM811半电池，在1C的充放电倍率下进行循环性能测试，进行循环测试200圈后，使用扫描电子显微镜对所述半电池的正极活性材料表面进行测试，测试结构如图1和图2所示；同时，使用扫描电子显微镜对未进行循环性能测试的NCM811三元材料进行测试，测试结果如图3和图4所示，由图1-2和图3-4的对比可知：经200圈循环测试后，正极活性材料颗粒仍具有较好的完整性，说明实施例1提供的电解液对正极活性材料具有较好的保护作用。
实施例2
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述三元锂离子电池电解液中乙烯硫脲的浓度为0.1mg/mL，其他条件与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述三元锂离子电池电解液中乙烯硫脲的浓度为0.2mg/mL，其他条件与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述三元锂离子电池电解液中乙烯硫脲的浓度为1.0mg/mL，其他条件与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述三元锂离子电池电解液中乙烯硫脲的浓度为2.0mg/mL，其他条件与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述三元锂离子电池电解液中乙烯硫脲的浓度为5.0mg/mL，其他条件与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，将所述六氟磷酸锂替换为四氟硼酸锂，其他条件与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，所述三元锂离子电池电解液包括如下组分：双氟磺酰亚胺锂、乙烯硫脲和碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯；
所述三元锂离子电池电解液中双氟磺酰亚胺锂的浓度为1mol/L，乙烯硫脲的浓度为1mg/mL，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为1:1:1。
上述三元锂离子电池电解液的制备方法如下：
将双氟磺酰亚胺锂、乙烯硫脲和碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯混合均匀，得到所述三元锂离子电池电解液。
实施例9
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，所述三元锂离子电池电解液包括如下组分：双三氟甲烷磺酰亚胺锂、乙烯硫脲和碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯；
所述三元锂离子电池电解液中双三氟甲烷磺酰亚胺锂的浓度为1mol/L，乙烯硫脲的浓度为0.5mg/mL，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为1:1:1。
上述三元锂离子电池电解液的制备方法如下：
将双三氟甲烷磺酰亚胺锂、乙烯硫脲和碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯混合均匀，得到所述三元锂离子电池电解液。
实施例10
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，所述三元锂离子电池电解液包括如下组分：高氯酸锂、2-巯基吡啶和碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯；
所述三元锂离子电池电解液中高氯酸锂的浓度为3mol/L；2-巯基吡啶的浓度为0.5mg/mL，碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的体积比为1:1。
上述三元锂离子电池电解液的制备方法如下：
将高氯酸锂、2-巯基吡啶和碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯混合均匀，得到所述三元锂离子电池电解液。
实施例11
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，所述三元锂离子电池电解液包括如下组分：六氟磷酸锂、2-巯基吡啶、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；
所述三元锂离子电池电解液中六氟磷酸锂的浓度为5mol/L，2-巯基吡啶的浓度为0.2mg/mL，碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1:1。
上述三元锂离子电池电解液的制备方法如下：
将六氟磷酸锂、2-巯基吡啶、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合均匀，得到所述三元锂离子电池电解液。
实施例12
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，所述三元锂离子电池电解液包括如下组分：四氟硼酸锂、2-巯基吡啶、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；
所述三元锂离子电池电解液中四氟硼酸锂的浓度为5mol/L，2-巯基吡啶的浓度为0.7mg/mL，碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为0.5:1。
上述三元锂离子电池电解液的制备方法如下：
将四氟硼酸锂、2-巯基吡啶、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合均匀，得到所述三元锂离子电池电解液。
实施例13
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，所述三元锂离子电池电解液包括如下组分：双氟磺酰亚胺锂、2-巯基吡啶、乙烯硫脲、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；
所述三元锂离子电池电解液中双氟磺酰亚胺锂的浓度为3mol/L，2-巯基吡啶的浓度为1mg/mL，乙烯硫脲的浓度为1mg/mL，碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为2:1。
上述三元锂离子电池电解液的制备方法如下：
将双氟磺酰亚胺锂、2-巯基吡啶、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合均匀，得到所述三元锂离子电池电解液。
实施例14
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，所述三元锂离子电池电解液包括如下组分：双三氟甲烷磺酰亚胺锂、2-巯基吡啶、碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯；
所述三元锂离子电池电解液中双氟磺酰亚胺锂的浓度为2mol/L，2-巯基吡啶的浓度为2mg/mL，碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的体积比为2:1。
上述三元锂离子电池电解液的制备方法如下：
将双氟磺酰亚胺锂、2-巯基吡啶、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合均匀，得到所述三元锂离子电池电解液。
实施例15
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述三元锂离子电池电解液中乙烯硫脲的浓度为0.05mg/mL，其他条件与实施例1相同。
实施例16
本实施例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述三元锂离子电池电解液中乙烯硫脲的浓度为7mg/mL，其他条件与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述三元锂离子电池电解液中不含乙烯硫脲，其他条件与实施例1相同。
将上述三元锂离子电池电解液组装成锂-NCM811半电池，在1C的充放电倍率下进行循环性能测试，进行循环测试200圈后，使用扫描电子显微镜对所述半电池的正极材料表面进行测试，测试结构如图5和图6所示，由图5和图6的可知：经200圈循环测试后，正极活性材料颗粒发生开裂，正极活性材料颗粒不能保持原有形貌。
将实施例1和对比例提供的三元锂离子电池电解液分别组装成锂-NCM811半电池，在1C的充放电倍率下进行循环性能测试，循环性能曲线如图7所示，由图7可知，添加剂的使用可使电池具有高的比容量。
将实施例1和对比例提供的三元锂离子电池电解液分别组装成锂-NCM811半电池，在1C的充放电倍率下进行首圈循环测试后，对锂-NCM811半电池的正极极片表面进行XPS测试，测试结果如图8和9所示，其中图8为由实施例1的三元锂离子电池电解液组装成锂-NCM811半电池进行首圈循环测试后对其正极极片表面进行XPS测试的测试结果图，图9为由对比例1的三元锂离子电池电解液组装成锂-NCM811半电池进行首圈循环测试后对其正极极片表面进行XPS测试的测试结果图。由图8可知，实施例1的正极材料表面出现了金属硫化物的组分，经推断为钴的硫化物，由图9可知，对比例1的正极材料表面没有金属硫化物的信号出现。
对比例2
本对比例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例7的区别仅在于，所述三元锂离子电池电解液中不含乙烯硫脲，其他条件与实施例7相同。
对比例3
本对比例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例9的区别仅在于，所述三元锂离子电池电解液中不含乙烯硫脲，其他条件与实施例9相同。
对比例4
本对比例提供一种三元锂离子电池电解液及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，将乙烯硫脲替换为苯硫醇，其他条件与实施例1相同。
对上述实施例和对比例提供的三元锂离子电池电解液的性能进行测试，测试方法如下：
容量保持率：采用锂作为负极，NCM811团聚体作为正极活性材料，将上述实施例1-16和对比例1-4提供的三元锂离子电池电解液组装成锂-NCM811半电池，对电池进行充放电测试，测试条件为：采用蓝电电池测试***，进行200圈充放电循环测试，充放电的倍率为1C，测试温度控制在25℃；
正极活性材料的完整性：采用日立生产的Hitachi S-4800扫描电子显微镜对经200圈循环测试后的正极活性材料进行测试，观察并评价其表面形貌，评价标准为：◎：团聚体完整无碎裂；○：团聚体完整有微小的裂纹；×：团聚体有明显裂纹和碎裂。
上述测试结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0003162336840000141
由表1可知，本发明通过采用2-巯基吡啶和/或乙烯硫脲作为电解液的添加剂，并控制锂盐和添加剂的浓度在特定的范围内，制备得到的电解液能够有效避免循环过程中正极活性物质颗粒的腐蚀和开裂，提高三元锂离子电池的循环性能，经200圈循环测试后，电池容量保持率为62.19％～89.46％，且本发明提供的电解液对电池正极材料具有较好的保护性，经200圈循环测试后，正极活性物质颗粒仍能保持较好的完整性，同时本发明提供的电解液具有较低的生产成本，适于其工业化生产和使用。
与实施例1相比，若添加剂的浓度过小(实施例15)，则难以在正极表面形成有效的含有CoS的CEI保护层，从而制备得到的三元锂离子电池的循环稳定性较差；若添加剂的浓度过大(实施例16)，则添加剂在正极表面形成的CEI保护层过厚，使离子电导率较低。由此可知，本发明通过控制添加剂的含量在特定的范围内，制备得到的电解液具有较好的循环稳定性。
与实施例1、7和9相比，若电解液中不加入添加剂(对比例1-3)，则制备得到的电解液的循环性能较差，经200圈循环测试后，电池容量保持率为47.85％～55.92％，且经200圈循环测试后，正极活性物质颗粒具有明显裂纹并破碎；与实施例1相比，若采用其他添加剂(对比例4)，则制备得到的电解液的循环性能较差，经200圈循环测试后，电池容量保持率仅为58.20％，且经200圈循环测试后，正极活性物质颗粒具有明显裂纹并破碎。由此可知，本申请通过选用2-巯基吡啶和/或乙烯硫脲作为电解液的添加剂，制备得到的电解液具有较好的循环性能，且对正极材料具有较好的保护性。
综上所述，本发明通过采用2-巯基吡啶和/或乙烯硫脲作为电解液的添加剂，并控制锂盐和添加剂的浓度在特定的范围内，制备得到的电解液能够有效避免循环过程中正极活性物质颗粒的腐蚀和开裂，提高三元锂离子电池的循环性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种三元锂离子电池电解液，其特征在于，所述三元锂离子电解液包括如下组分：锂盐、添加剂和非水溶剂；
所述添加剂选自2-巯基吡啶和/或乙烯硫脲。
2.根据权利要求1所述的三元锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂或高氯酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的三元锂离子电池电解液，其特征在于，所述三元锂离子电池电解液中锂盐的浓度为0.5～5mol/L，优选为1～3mol/L。
4.根据权利要求1-3任一项所述的三元锂离子电池电解液，其特征在于，所述三元锂离子电池电解液中添加剂的浓度为0.1～5mg/mL，优选为0.5～2mg/mL。
5.根据权利要求1-4任一项所述的三元锂离子电池电解液，其特征在于，所述非水溶剂选自环状碳酸酯和/或链状碳酸酯；
优选地，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯和/或碳酸丙烯酯；
优选地，所述链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求5所述的三元锂离子电池电解液，其特征在于，所述非水溶剂选自碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的组合、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的组合、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯以及碳酸甲乙酯的组合中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述非水溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的组合，所述碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的体积比为(0.5～2):1，优选为1:1；
优选地，所述非水溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的组合，所述碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为(0.5～2):1，优选为1:1；
优选地，所述非水溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯以及碳酸甲乙酯的组合，所述碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的体积比为(0.5～2):1:(0.5～2)，优选为1:1:1。
7.一种三元锂离子电池，其特征在于，所述三元锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔膜和如权利要求1-6任一项所述的三元电池电解液；
所述隔膜位于正极极片和负极极片之间。
8.根据权利要求7所述的三元锂离子电池，其特征在于，所述正极极片包括相贴合的集流体和正极膜片；
优选地，所述正极膜片的制备原料包括正极活性物质、导电剂和粘结剂。
9.根据权利要求8所述的三元锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质的化学式为LiNi1-x-yCoxMnyO2，其中，0≤x≤1，0≤y≤1且0≤x+y≤1。
10.根据权利要求7-9任一项所述的三元锂离子电池，其特征在于，所述负极极片中的负极材料为锂或石墨。
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