本发明属于材料技术领域，具体涉及一种锂电池电解液及锂电池。
背景技术：
目前，锂离子电池被广泛用于数码产品、电动汽车等领域，人们对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。高镍三元与硅负极匹配的动力电池体系是当今锂离子电池发展的重要方向。选用高镍三元正极材料和硅负极材料来提升动力电池的能量密度、延长续航里程，这是当前普遍采取的方法。
但随着镍含量的提高，正极材料的ni增加电池性能下降：氧化还原峰极化增大，结构转变导致体积收缩，容量衰减，循环性能变差；随着循环的进行放电电压降低，ni含量增加内阻也有增加的趋势；热分解温度降低，放热量增加，即材料热稳定性变差；ni4 含量高，ni4 有很强的还原倾向，容易发生ni4 —ni3 的反应，从而氧化电解液，使得热稳定性变差；存在大比例的ni2 ，导致材料呈氧化性，进而电极材料可以缓慢地分解液体电解质，电池胀气、过充等安全问题更加突出。同时硅负极充放电过程中存在巨大的体积形变、电子导电性和离子导电性差以及充放电过程中易粉化；这都影响了高镍与硅匹配的动力电池的使用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高电池初始容量、抑制内阻增大、改善常温循环性能和高温气胀的锂电池电解液及锂电池。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明的一个目的是提供一种锂电池电解液，包括锂盐、有机溶剂和功能添加剂，所述的功能添加剂包括占所述的锂电池电解液总质量0.1％～10％的第一添加剂、占所述的锂电池电解液总质量0.1％～2％的第二添加剂和占所述的锂电池电解液总质量0.1％～3％的第三添加剂，所述的第一添加剂为氟代环状碳酸酯和/或氟代醚，所述的第二添加剂为硅烷化合物，所述的第三添加剂为腈类化合物。
优选地，所述的氟代环状碳酸酯为氟代碳酸乙烯酯和/或二氟代碳酸乙烯酯。
优选地，所述的氟代醚为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、六氟丙基甲基醚、六氟丙基乙基醚、六氟异丙基甲基醚中的一种或多种。
优选地，所述的硅烷化合物为三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、二苯基二氟硅烷、二苯基二甲氧基硅烷中的一种或多种。
优选地，所述的腈类化合物为丁二腈、己二腈、1,4-二氰基-2-丁烯、己烷三腈中的一种或多种。
优选地，所述的第一添加剂为质量比为0.5～0.7:1的所述的氟代环状碳酸酯和所述的氟代醚。
优选地，所述的第一添加剂的投料质量占所述的锂电池电解液总质量3％～8％。
优选地，所述的第二添加剂的投料质量占所述的锂电池电解液总质量0.5％～1.5％。
优选地，所述的第三添加剂的投料质量占所述的锂电池电解液总质量1.5％～2.5％。
优选地，所述的锂盐为liclo4、lipf6、liasf6、liso3f、licf3so3中的一种或几种的组合，所述的锂盐在所述的锂电池电解液中的摩尔浓度为0.001～2摩尔/升。
优选地，所述的有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂和/或醚类有机溶剂。
进一步优选地，所述的碳酸酯类有机溶剂为选自环状碳酸酯类化合物中的一种或几种的组合和/或链状碳酸酯类化合物中的一种或几种的组合；
所述的环状碳酸酯类化合物为选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸亚丁酯中的一种或几种的组合；
所述的链状碳酸酯类化合物为选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲基乙基酯中的一种或几种的组合；
所述的醚类有机溶剂为选自四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚中的一种或几种的组合。
根据一个优选实施方式，所述的有机溶剂为质量比为1:1.2～1.4:0.9～1.1的碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯以及碳酸甲乙酯的混合溶剂。
本发明的另一个目的是提供一种锂电池，包括正极、负极和电解液，所述的电解液为上述锂电池电解液。
优选地，所述的正极为高镍材料lini1-x-ycoxmyo2，其中，0≤x≤0.4，0≤y≤0.4，且0.6≤x y≤1，m为过渡金属。
优选地，所述负极材料为选自硅、氧化亚硅和硅碳复合材料中的一种或多种组成的混合物。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明在高镍正极材料与硅负极匹配的锂离子电池中，非水电解液中氟代环状碳酸酯、氟代醚、硅烷以及腈类的协同，提高初始容量、抑制内阻增大，改善了常温循环性能和高温下气胀。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。本文中若未特殊说明，“％”代表质量百分比。
实施例1至8
电解液：锂盐为六氟磷酸锂，锂盐的摩尔浓度为1摩尔/升，溶剂为碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯以及碳酸甲乙酯，三者的质量比为30：40：30；电解液中的其他成分及用量参见表1。
负极：si-o-c负极，正极：ncm811材料，将电解液、正极、负极按照常规工艺组装成锂电池，测试各实施例制得的锂电池在常温下1c充放电循环300次后的电池容量百分率以及内阻；同时测试各实施例制得的锂电池在在高温85℃下搁置4h后的鼓胀率，结果参见表1。
表1
注：fec为氟代碳酸乙烯酯；hfe为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚；tmsp为三(三甲基硅烷)磷酸酯；an为己二腈。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种锂电池电解液，包括锂盐、有机溶剂和功能添加剂，其特征在于：所述的功能添加剂包括占所述的锂电池电解液总质量0.1％～10％的第一添加剂、占所述的锂电池电解液总质量0.1％～2％的第二添加剂和占所述的锂电池电解液总质量0.1％～3％的第三添加剂，所述的第一添加剂为氟代环状碳酸酯和/或氟代醚，所述的第二添加剂为硅烷化合物，所述的第三添加剂为腈类化合物。
2.根据权利要求1所述的锂电池电解液，其特征在于：所述的氟代环状碳酸酯为氟代碳酸乙烯酯和/或二氟代碳酸乙烯酯。
3.根据权利要求1所述的锂电池电解液，其特征在于：所述的氟代醚为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、六氟丙基甲基醚、六氟丙基乙基醚、六氟异丙基甲基醚中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的锂电池电解液，其特征在于：所述的硅烷化合物为三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、二苯基二氟硅烷、二苯基二甲氧基硅烷中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的锂电池电解液，其特征在于：所述的腈类化合物为丁二腈、己二腈、1,4-二氰基-2-丁烯、己烷三腈中的一种或多种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的锂电池电解液，其特征在于：所述的第一添加剂为质量比为0.5～0.7:1的所述的氟代环状碳酸酯和所述的氟代醚。
7.根据权利要求1所述的锂电池电解液，其特征在于：所述的锂盐为liclo4、lipf6、liasf6、liso3f、licf3so3中的一种或几种的组合，所述的锂盐在所述的锂电池电解液中的摩尔浓度为0.001～2摩尔/升。
8.根据权利要求1所述的锂电池电解液，其特征在于：所述的有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂和/或醚类有机溶剂。
9.根据权利要求8所述的锂电池电解液，其特征在于：所述的碳酸酯类有机溶剂为选自环状碳酸酯类化合物中的一种或几种的组合和/或链状碳酸酯类化合物中的一种或几种的组合；
所述的环状碳酸酯类化合物为选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸亚丁酯中的一种或几种的组合；
所述的链状碳酸酯类化合物为选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲基乙基酯中的一种或几种的组合；
所述的醚类有机溶剂为选自四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚中的一种或几种的组合。
10.一种锂电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于：所述的电解液为权利要求1至9中任一项所述的锂电池电解液。
11.根据权利要求10所述的锂电池，其特征在于：所述的正极为高镍材料lini1-x-ycoxmyo2，其中，0≤x≤0.4，0≤y≤0.4，且0.6≤x y≤1，m为过渡金属。
12.根据权利要求10所述的锂电池，其特征在于：所述负极材料为选自硅、氧化亚硅和硅碳复合材料中的一种或多种组成的混合物。
技术总结