本发明属于锂离子电池电解液，具体涉及一种基于线性砜类溶剂的电解液及其应用和锂离子电池。
背景技术：
1、随着现代社会的发展和储能需求的升级，消费类电子产品和电动汽车迫切需要高能量密度且在宽温度范围内循环稳定的锂离子电池。中高镍三元材料linixmnyco1-x-yo2(x≥0.5)被认为是下一代锂离子电池的可靠正极材料，提升其充电截至电压可以直接获得约15–35％的容量提升。然而，这种方法会使正极材料的整体和表面更加不稳定，因此对电解液的热力学稳定性有着更高的要求。传统的碳酸酯基电解液对石墨负极仍有着不可替代性，但是其在较高电压下(＞4.3v)的氧化稳定性差，由此带来的一系列界面副反应导致电池的循环寿命急剧下降。除此之外，环状碳酸酯类溶剂的高熔点以及其对锂离子的高溶剂化能限制了锂离子电池在较低温度场景和大电流充放电过程中的应用。因此，设计一种具有高氧化稳定性和在宽温度范围内有着优异界面相容性的电解液，对于推动锂离子电池的发展有着重要意义。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明提供了一种基于线性砜类溶剂的电解液及其应用和锂离子电池。该电解液具有出色的氧化稳定性和界面相容性，可以实现4.5v高电压锂离子电池在宽温度范围内的稳定循环。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
3、提供一种基于线性砜类溶剂的电解液，包括线性砜类溶剂、锂盐、共溶剂和添加剂；其中：
4、所述线性砜类溶剂为二甲基砜、甲基乙基砜、二乙基砜、乙基异丙基砜、二甲基亚砜中的一种或多种；
5、所述共溶剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、双(2,2,2-三氟乙基)醚、2,2,2-三氟乙基-1,1,2,3,3,3-六氟丙基醚、二氟甲基2,2,3,3-四氟丙基醚、氟甲基-1,1,1,3,3,3-六氟异丙基醚中一种或多种；
6、所述线性砜类溶剂和共溶剂的体积比为3:7～7:3。
7、按上述方案，所述线性砜类溶剂和共溶剂的体积比优选为2:3-3:2。线性砜类溶剂和氢氟醚类共溶剂进行适当配比使用，更有助于基于线性砜类溶剂具有高偶极矩以及裸露的正电荷中心，和氢氟醚类共溶剂中的氟原子具有的强电负性，产生分子间的类氢键相互作用，起到减小线性砜类溶剂与锂离子之间的配位作用，削弱锂离子的溶剂化能，加速锂离子的脱溶剂化过程，提升锂离子电池的倍率性能和低温性能。
8、按上述方案，所用锂盐选自双三氟甲基磺酰亚胺锂(litfsi)、双氟磺酰亚胺锂(lifsi)、六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)中的至少一种。
9、按上述方案，所述锂盐在电解液中的摩尔浓度为0.5～4mol/l；优选为0.5～1.5mol/l。
10、按上述方案，所述添加剂为二氟草酸硼酸锂。当添加剂为二氟草酸硼酸锂时，由于其可以同时在正负极生成富含氟化锂的界面膜，因此可以进一步提升高电压下锂离子电池的循环稳定性。
11、按上述方案，所述添加剂在电解液中的质量分数为0.01～5％；优选为0.5％～2％。
12、提供一种基于砜类溶剂的电解液在锂离子电池中的应用。
13、提供一种锂离子电池，包括正极材料、负极材料、隔膜和上述电解液。
14、按上述方案，所述正极材料为镍钴锰三元材料或钴酸锂材料。优选地，所述镍钴锰三元材料为li(nixcoymnz)o2,x≥0.5,y＞0，z＞0,x+y+z＝1。
15、按上述方案，所述负极材料为石墨。
16、按上述方案，所述隔膜材质为聚丙烯(pp)或聚乙烯(pe)。
17、本发明的有益效果如下：
18、本发明提供了一种基于线性砜类溶剂的电解液，包括线性砜类溶剂、锂盐、氢氟醚类共溶剂和添加剂，其中线性砜类溶剂具有优异的耐氧化性和安全性，并且具有高偶极矩以及裸露的正电荷中心，而氢氟醚中的氟原子具有强的电负性，适当配比的线性砜类溶剂和氢氟醚之间可以产生分子间的类氢键相互作用，使得线性砜类溶剂与锂离子之间的配位作用减小，削弱了锂离子的溶剂化能，加速了锂离子的脱溶剂化过程，从而提升了锂离子电池的倍率性能和低温性能；同时规避了溶剂组分在石墨负极表面的持续分解，从而生成阴离子主导的sei膜，提升了石墨负极的稳定性；该电解液用于锂离子电池中，可以在石墨负极表面优先还原以形成稳定的界面膜，实现4.5v级高电压电池在宽温度范围(-20～60℃)内具有较高的能量密度、良好的循环稳定性以及大电流充放电能力，综合性能优异，具有重要的应用前景。
1.一种基于线性砜类溶剂的电解液，其特征在于，包括线性砜类溶剂、锂盐、共溶剂和添加剂；其中：
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所用锂盐选自双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐在电解液中的摩尔浓度为0.5～4mol/l。
4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂为二氟草酸硼酸锂。
5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂在电解液中的质量分数为0.01～5％。
6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述线性砜类溶剂和共溶剂的体积比为2:3～3:2。
7.一种权利要求1-6任一项所述的基于砜类溶剂的电解液在锂离子电池中的应用。
8.一种锂离子电池，包括正极材料、负极材料和隔膜，其特征在于，还包括权利要求1-6任一项所述的电解液。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极材料为镍钴锰三元材料或钴酸锂材料；所述负极材料为石墨。
10.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述隔膜材质为聚丙烯或聚乙烯。
