电解液及电化学装置制造方法及图纸

本申请提供了一种电解液及电化学装置，所述电解液中含有添加剂A以及添加剂B，所述添加剂A在所述电解液中的质量百分含量为0.001％～10％，所述添加剂B在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～10％。本申请能提高电化学装置的循环性能和存储性能，尤其是提高电化学装置高温高电压情况下的循环性能和存储性能。

【技术实现步骤摘要】
电解液及电化学装置
本申请涉及储能材料领域，具体地讲，涉及一种电解液及电化学装置。
技术介绍
锂离子二次电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。目前对锂离子二次电池的需求是：高电压、高功率、长循环寿命、长存储寿命且安全性能优异。锂离子二次电池目前广泛使用的是以六氟磷酸锂为导电锂盐以及以环状碳酸酯和/或链状碳酸酯为有机溶剂的电解液体系。然而上述电解液体系尚存在诸多不足，例如在高电压和高温情况下，上述电解液体系的循环性能和存储性能有待提高。鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本申请的目的在于提供一种电解液及电化学装置，其能提高电化学装置的循环性能和存储性能，尤其是提高电化学装置高温高电压情况下的循环性能和存储性能。为了达到上述目的，在本申请的第一方面，本申请提供了一种电解液，所述电解液中含有添加剂A以及添加剂B，所述添加剂A在所述电解液中的质量百分含量为0.001％～10％，所述添加剂B在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～10％。添加剂A选自式I-1、式I-2、式I-3所示的化合物中的一种或几种，在式I-1、式I-2、式I-3中：R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、卤素原子、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C1～C12胺基、取代或未取代的C2～C12烯基、取代或未取代的C2～C12炔基、取代或未取代的C6～C26芳基、取代或未取代的C2～C12杂环基，其中，取代基选自卤素原子、腈基、C1～C6烷基、C2～C6烯基、C1～C6烷氧基中的一种或几种；x、y、z各自独立地选自0～8的整数；m、n、k各自独立地选自0～2的整数。添加剂B选自式II所示的磺酰亚胺锂盐，式II中，RF为Cp1F2p1+1、F(CF2CF2O)q1CF2CF2中的一种，Rf为Cp2F2p2+1、F(CF2CF2O)q2CF2CF2中的一种；p1、p2各自独立地选自0～8的整数；q1、q2各自独立地选自1～6的整数。在本申请的第二方面，本申请提供了一种电化学装置，其包括正极极片、负极极片、置于所述正极极片和所述负极极片之间的隔离膜以及根据本申请第一方面所述的电解液。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：本申请的电解液通过加入多腈基六元氮杂环化合物和磺酰亚胺锂盐作为添加剂，能有效钝化正极活性材料表面，抑制正极活性材料表面活性，抑制其对电解液的氧化作用，减少副反应的同时可以降低产气量；同时磺酰亚胺锂盐具有分解温度高，分解时不产生HF的特性；磺酰亚胺锂盐还可参与负极SEI膜的形成，使得负极形成的SEI膜可以阻碍负极与电解液的直接接触，从而进一步有效减少副反应的发生。因此在上述两种添加剂的协同作用下，可以较大程度地改善电化学装置高温高压情况下的电化学性能。附图说明图1为A2化合物核磁共振碳谱。图2为A8化合物核磁共振碳谱。图3为A13化合物核磁共振碳谱。具体实施方式下面详细说明根据本申请的电解液及电化学装置。首先说明根据本申请第一方面的电解液。根据本申请第一方面的电解液中含有添加剂A以及添加剂B，所述添加剂A在所述电解液中的质量百分含量为0.001％～10％，所述添加剂B在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～10％。〔添加剂A〕在本申请第一方面的电解液中，添加剂A选自式I-1、式I-2、式I-3所示的化合物中的一种或几种。在式I-1、式I-2、式I-3中：R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、卤素原子、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C1～C12胺基、取代或未取代的C2～C12烯基、取代或未取代的C2～C12炔基、取代或未取代的C6～C26芳基、取代或未取代的C2～C12杂环基，其中，取代基(表示“取代或未取代”中发生取代的情况下)选自卤素原子、腈基、C1～C6烷基、C2～C6烯基、C1～C6烷氧基中的一种或几种，x、y、z各自独立地选自0～8的整数，m、n、k各自独立地选自0～2的整数。在R1、R2、R3、R4中，烷基、烯基、炔基可为链状结构，也可为环状结构，链状结构又分为直链型结构和支链型结构；卤素原子可选自氟原子、氯原子、溴原子中的一种或几种，优选地，卤素原子选自氟原子。在本申请第一方面的电解液中，添加剂A为多腈基六元氮杂环化合物，腈基中的氮原子含有的孤对电子与过渡金属的3d空轨道可具有较强的络合作用，因此当其应用于电解液后，可吸附在正极活性材料表面生成一层疏松的多孔保护膜，能有效钝化正极活性材料表面，隔绝正极活性材料表面与电解液直接接触的同时并不影响离子的正常传输，降低正极活性材料表面活性的同时还可抑制其对电解液的氧化作用，避免在正极活性材料表面发生大量副反应，从而达到减少副反应产物并降低产气的作用。此外，多腈基六元氮杂环化合物具有特殊的六元氮杂环结构，这样腈基与腈基的间距更接近正极活性材料表面过渡金属与过渡金属的间距，可以最大限度地发挥腈基的络合作用，且使更多数量的腈基发挥络合作用，加强正极活性材料表面钝化效果；该特殊的六元氮杂环结构还可影响腈基的成膜电位以及在正极活性材料表面的成膜效果等，进一步地改善整个体系的电化学性能，诸如降低存储产气、提高高温高压循环性能等。在本申请第一方面的电解液中，添加剂A在电解液中的质量百分含量可为0.001％～10％。如果添加剂A含量过低，则其对电解液的改善效果不明显，如果添加剂A含量过高，则其吸附在正极活性材料表面形成的络合物层厚度过大，进而使正极阻抗大幅增高，恶化电化学装置的性能。优选地，添加剂A含量范围的上限可任选自10％、9％、8％、7％、6％、5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2％、1％、0.8％，添加剂A含量范围的下限可任选自0.001％、0.005％、0.01％、0.05％、0.1％、0.3％、0.5％、0.6％、0.8％、0.9％、1.0％、1.2％。进一步优选地，添加剂A在电解液中的质量百分含量可为0.01％～6％。更进一步优选地，添加剂A在电解液中的质量百分含量可为0.1％～3.5％。在本申请第一方面的电解液中，在式I-1、式I-2、式I-3所示的化合物中：C1～C12烷基可为链状烷基，也可为环状烷基，链状烷基又可为直链烷基或支链烷基，位于环状烷基的环上的氢还可进一步被烷基取代。C1～C12烷基中碳原子数优选的下限值为1、2、3、4、5，优选的上限值为3、4、5、6、8、10、12。优选地，选择C1～C10烷基；进一步优选地，选择C1～C6链状烷基、C3～C8环状烷基；更进一步优选地，选择C1～C4链状烷基、C5～C7环状烷基。作为C1～C12烷基的实例，具体可以举出：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、己基、2-甲基-戊基、3-甲基-戊基、1,1,2-三甲基-丙基、3,3-二甲基-丁基、庚基、2-庚基、3-庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、异庚基、辛基、壬基、癸基。当前述所提到的C1～C12烷基中含有氧原子时，可为C1～C12烷氧基。优选地，选择C1～C10烷氧基；进一步优选地，选择C1～C6烷氧基；更进一步优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液中含有添加剂A以及添加剂B；所述添加剂A选自式I‑1、式I‑2、式I‑3所示的化合物中的一种或几种，在式I‑1、式I‑2、式I‑3中：R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、卤素原子、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C1～C12胺基、取代或未取代的C2～C12烯基、取代或未取代的C2～C12炔基、取代或未取代的C6～C26芳基、取代或未取代的C2～C12杂环基，其中，取代基选自卤素原子、腈基、C1～C6烷基、C2～C6烯基、C1～C6烷氧基中的一种或几种；x、y、z各自独立地选自0～8的整数；m、n、k各自独立地选自0～2的整数；

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液中含有添加剂A以及添加剂B；所述添加剂A选自式I-1、式I-2、式I-3所示的化合物中的一种或几种，在式I-1、式I-2、式I-3中：R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、卤素原子、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C1～C12胺基、取代或未取代的C2～C12烯基、取代或未取代的C2～C12炔基、取代或未取代的C6～C26芳基、取代或未取代的C2～C12杂环基，其中，取代基选自卤素原子、腈基、C1～C6烷基、C2～C6烯基、C1～C6烷氧基中的一种或几种；x、y、z各自独立地选自0～8的整数；m、n、k各自独立地选自0～2的整数；所述添加剂B选自式II所示的磺酰亚胺锂盐，式II中，RF为Cp1F2p1+1、F(CF2CF2O)q1CF2CF2中的一种，Rf为Cp2F2p2+1、F(CF2CF2O)q2CF2CF2中的一种；p1、p2各自独立地选自0～8的整数；q1、q2各自独立地选自1～6的整数；所述添加剂A在所述电解液中的质量百分含量为0.001％～10％；所述添加剂B在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～10％。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂A在所述电解液中的质量百分含量为0.01％～6％，优选为0.1％～3.5％。3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，添加剂A选自如下化合物中的一种或几种：4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂B选自如下化合物中的一种或几种：5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂B在所述电解液中的质量百分含量为0.5％～6％，优选为1％～4％。6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括添加剂C，所述添加剂C选自硫酸酯化合物、亚硫酸酯化合物、磺...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊天成，胡春华，苗露，徐子俊，梁成都，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35