一种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化学装置，其包含正极、负极、隔离膜和电解液，所述电解液含有式I化合物。本发明专利技术可以有效改善电化学装置高温存储和高温循环性能。

An electrolyte and electrochemical device

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及电化学装置
本申请涉及储能
，尤其涉及一种电解液和包含该电解液的电化学装置。
技术介绍
锂离子电池作为一种化学电源，具有高能量密度、工作电压高、重量轻、自放电率低、循环寿命长、无记忆效应、和环境友好等优点，被广泛用于智能产品(包括手机、笔记本、相机等电子产品)、电动汽车、电动工具，无人机、智能机器人、先进武器装备及规模化储能等领域与产业。然而，信息通讯技术的日新月异及市场需求的多样性，人们对电子产品的电源也提出了更多要求和挑战，例如更薄，更轻，外形更多样化，更高的体积能量密度和质量能量密度，更高的安全性，更高的功率等。
技术实现思路
本专利技术提供了能够改善高温循环性能、高温存储性能、且具有更高的安全性能的电解液和电化学装置。本专利技术提供了一种电化学装置，其包含正极、负极、隔离膜和电解液，其中，所述正极包括集流体及正极活性材料层，所述正极活性材料层包含正极活性材料；所述电解液中包含式I化合物：其中R11、R12、R13、R14、R15和R16各自独立选自：H、卤素、经取代或未经取代的下述基团：C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、或C6-12芳基；且每1g所述正极活性材料需要所述式I化合物的量为约0.001g至约0.064g。在一些实施例中，所述式I化合物包含下述化合物中的至少一种：在一些实施例中，所述正极活性材料层包含第一颗粒，所述第一颗粒的圆形度为0.4至1，以所述正极垂直于所述集流体方向的横截面积计算，所述第一颗粒的横截面积不小于20平方微米，所述第一颗粒的横截面积之和的占比为5％至50％。在一些实施例中，所述正极活性材料层包含第二颗粒，所述第二颗粒的圆形度小于0.4，以所述正极垂直于所述集流体方向的横截面积计算，所述第二颗粒的横截面积小于所述第一颗粒的横截面积。在一些实施例中，以所述正极垂直于所述集流体方向的横截面积计算，所述第二颗粒的横截面积之和的占比为5％至60％。在一些实施例中，其中所述电解液中进一步包含添加剂A，所述添加剂A包含四氟硼酸锂(LiBF4)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)、4，5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂、二氟双(草酸根)合磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、或双草酸硼酸锂中的至少一种。在一些实施例中，每1g所述正极活性材料需要0.000026g至0.019g所述添加剂A。在一些实施例中，所述电解液中进一步包含添加剂B，所述添加剂B包含碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、硫酸乙烯酯(DTD)、三(三甲基硅基)磷酸酯(TMSP)、三(三甲基硅基)硼酸酯(TMSB)、己二腈(ADN)、琥珀腈(SN)、1，3，5-戊三甲腈、1，3，6-己三甲腈(HTCN)、1，2，6-己三甲腈或1，2，3-三(2-氰氧基)丙烷(TECP)中的至少一种。在一些实施例中，所述式I化合物与所述添加剂B的质量比为约7∶1至约1∶7。在一些实施例中，每1g所述正极活性材料需要0.0001g至0.2g所述添加剂B。在一些实施例中，其中所述正极活性材料层包含含磷化合物，所述含磷化合物包含Li3PO4或LiMPO4中的至少一种，其中M选自Co、Mn或Fe中的至少一种。在一些实施例中，其中所述正极活性材料的表面或晶界处包含所述含磷化合物。在一些实施例中，其中所述正极活性材料包含LiNixCoyMnzO2，其中0.55＜x＜0.92，0.03＜y＜0.2，0.04＜z＜0.3。在一些实施例中，所述正极活性材料包含Q元素，所述Q选自Zr、Ti、Yr、V、Al、Mg或Sn中的至少一种。在一些实施例中，所述正极的孔隙率≤25％。在一些实施例中，以所述正极垂直于所述集流体方向的横截面积计算，所述正极集流体的截面积的占比为5％至20％。在一些实施例中，其中所述正极活性材料层的压实密度小于或等于3.6g/cm3。在一些实施例中，其中所述电解液中进一步包含式II化合物其中R31和R32各自独立选自经取代或未经取代的C1-10烷基、或经取代或未经取代的C2-8烯基，其中经取代是指经一个或多个卤素取代，基于所述电解液的总重量，所述式II化合物的含量为约0.5重量％至约50重量％。在一些实施例中，其中所述式II化合物包含下述化合物中的至少一种：本专利技术的又一方面提供了一种电子装置，所述电子装置包括如上所述的任意一种电化学装置。本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、或是经由本申请实施例的实施而阐释。附图说明图1显示本申请的一个实施例的正极活性材料的电子显微图具体实施方式本申请的实施例将会被详细描述在下文中。本申请的实施例不应该被解释为对本申请要求保护范围的限制。除非另外明确指明，本文使用的下述术语具有下文指出的含义。如本文中所使用，术语“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。另外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的一者”连接的项目的列表可意味着所列项目中的任一者。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的一者”意味着仅A或仅B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的一者”意味着仅A；仅B；或仅C。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”或“A或B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的至少一者”或“A、B或C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。在具体实施方式及权利要求书中，在关于碳数的表述即大写字母“C”后面的数字，例如“C1-C10”、“C3-C10”等中，在“C”之后的数字例如“1”、“3”或“10”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学装置，其包含正极、负极、隔离膜和电解液，其中/n所述正极包括集流体及正极活性材料层，所述正极活性材料层包含正极活性材料；/n所述电解液中包含式I化合物：/n

【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，其包含正极、负极、隔离膜和电解液，其中
所述正极包括集流体及正极活性材料层，所述正极活性材料层包含正极活性材料；
所述电解液中包含式I化合物：



其中R11、R12、R13、R14、R15和R16各自独立选自：H、卤素、经取代或未经取代的下述基团：C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、或C6-12芳基；且
每1g所述正极活性材料需要所述式I化合物的量为0.001g至0.064g。


2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述式I化合物包含下述化合物中的至少一种：





3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述正极活性材料层包含第一颗粒，所述第一颗粒的圆形度为0.4至1，其中以所述正极垂直于所述集流体方向的横截面积计算，所述第一颗粒的横截面积不小于20平方微米，所述第一颗粒的横截面积之和的占比为5％至50％。


4.根据权利要求3所述的电化学装置，其中所述正极活性材料层包含第二颗粒，所述第二颗粒的圆形度小于0.4；其中以所述正极垂直于所述集流体方向的横截面积计算，所述第二颗粒的横截面积小于所述第一颗粒的横截面积，所述第二颗粒的横截面积之和的占比为5％至60％。


5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的电化学装置，其中所述电解液中进一步包含添加剂A，所述添加剂A包含LiBF4、LiPO2F2、LiFSI、LiTFSI、4，5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂、二氟双(草酸根)合磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、或双草酸硼酸锂中的至少一种。


6.根据权利要求5所述的电化学装置，其中，每1g所述正极活性材料需要0.000026g至0.019g所述添加剂A。


7.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电解液中进一步包含添加剂B，所述添加剂B包含碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊飞，郑建明，唐超，张丽兰，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35