电解液以及使用其的电化学装置和电子装置制造方法及图纸

技术编号:25999258 阅读:11 留言:0更新日期:2020-10-20 19:09
本申请涉及一种电解液以及使用其的电化学装置和电子装置。具体而言,本申请提供一种电解液,其包括羰基三唑化合物或硫羰基三唑化合物。本申请的电解液可改善电化学装置在高电压条件下的高温循环性能和循环阻抗增长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解液以及使用其的电化学装置和电子装置
本申请涉及储能领域,具体涉及一种电解液以及使用其的电化学装置和电子装置。
技术介绍
随着社会发展,电气制品已广泛应用于生产生活的方方面面,人们对轻型、小型的电气制品的需求越来越多,由此对电化学装置(例如,锂离子电池)的要求也越来越高。在开发具有高能量密度的锂离子电池时,其设计的使用上限电压也随之提高。例如,市场上钴酸锂电池的额定电压可达4.45V或者更高的水平。然而,在高电压下,锂离子电池中的电解液性能下降,甚至会由于正极和负极的结构的破坏而发生分解。现有的电解液添加剂无法在高电压下提供足够的保护作用,反而会发生副反应而进一步恶化锂离子电池的性能。有鉴于此,确有必要提供一种改进的适用于高电压工况的电解液以及使用其的电化学装置和电子装置。
技术实现思路
本申请通过提供一种电解液以及使用其的电化学装置和电子装置以试图在至少某种程度上解决至少一种存在于相关领域中的问题。根据本申请的一个方面,本申请提供了一种电解液,其包含式(I)化合物:其中:R11、R12、R13和R14各自独立地选自氢原子,取代或未取代的C1-C20的烃基、取代或未取代的含有杂原子的C1-C20的有机官能团;R11、R12、R13和R14中的至少一者为其中:R15和R17各自独立地选自单键、取代或未取代的C1-C4亚烷基、取代或未取代的C2-C4亚烯基取代或未取代的C6-C10的亚芳基;R16和R18各自独立地选自取代或未取代的C1-C10的烃基、取代或未取代的含有杂原子的C1-C10的有机官能团;所述杂原子选自氧、氮、硫、磷、硅或铝中的至少一种;当R11、R12、R13和R14、R15、R16、R17和R18中的至少一者经取代时,取代基为卤素或-CN。根据本申请的实施例,所述式(I)化合物包括式(I-a)化合物至式(I-d)化合物中的至少一种:其中:X选自Ra1、Ra2、Ra3、Rb1、Rb2、Rb3、Rc1、Rc2、Rc3、Rc4、Rc5、Rc6、Rd1、Rd2、Rd3、Rd4、Rd5和Rd6各自独立地选自氢原子、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C2-C20炔基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C20烯氧基、取代或未取代的C2-C20炔氧基、取代或未取代的C6-C30芳氧基、羧基、醚基、碳酰氧基、硫基、氰基、氨基、碳酰胺基、取代或未取代的C1-C16硅氧烷基、C1-C16铝氧烷基、取代或未取代的C1-C10饱和环烷基、取代或未取代的呋喃、取代或未取代的吡喃、取代或未取代的哌啶、取代或未取代的哌嗪、取代或未取代的吡咯、取代或未取代的吡唑、取代或未取代的吡嗪、取代或未取代的哒嗪、取代或未取代的咪唑、取代或未取代的三唑、取代或未取代的噻吩、取代或未取代的噻唑或取代或未取代的噁唑;R15、Re、R17和Rf各自独立地选自键、取代或未取代的C1-C4亚烷基、取代或未取代的C2-C4亚烯基取代或未取代的C6-C10的亚芳基;当Ra1、Ra2、Ra3、Rb1、Rb2、Rb3、Rc1、Rc2、Rc3、Rc4、Rc5、Rc6、Rd1、Rd2、Rd3、Rd4、Rd5、Rd6、Re和Rf中的至少一者经取代时,取代基为卤素、C1-C6的烷基或-CN。根据本申请的实施例,所述式(I)化合物包括以下化合物中的至少一种:根据本申请的实施例,基于所述电解液的总重量,所述式(I)化合物的含量为nwt%,n为0.02至6。根据本申请的实施例,所述电解液进一步包括第一添加剂,所述第一添加剂包括氟代碳酸乙烯酯或碳酸亚乙烯酯中的至少一种,基于所述电解液的总重量,所述第一添加剂的含量为mwt%,m>0且m和n满足以下关系:-1≤m-n≤18。根据本申请的实施例,所述电解液进一步包括第二添加剂,所述第二添加剂包括式(II)化合物或式(III)化合物中的至少一种:其中:R21和R22各自独立地选自取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C2-C20炔基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C20烯氧基、取代或未取代的C2-C20炔氧基、取代或未取代的C6-C30芳氧基,当R21和R22中至少一者经取代时,取代基为卤素;R31选自取代或未取代的C1-C4的亚烷基或者取代或未取代的C2-C4亚烯基;R32选自键、取代或未取代的C1-C2亚烷氧基、-O-或-R33-SO2-R34-;R33选取代或未取代的C1-C2亚烷基;R34选自键、取代或未取代的C1-C2亚烷基或-O-;当R31、R32、R33和R34中的至少一者经取代时,取代基为C1-G20烷基、C6-C30芳基、卤素或-CN,并且其中基于所述电解液的总重量,所述第二添加剂的含量为0.05wt%至10wt%。根据本申请的实施例,所述第二添加剂包括以下化合物中的至少一种:根据本申请的实施例,所述电解液进一步包括第三添加剂,所述第三添加剂包括具有两个腈基的化合物和具有三个及三个以上腈基的化合物中的至少一种,所述具有两个腈基的化合物包括式(IV)化合物或式(V)化合物中的至少一种,所述具有三个及三个以上腈基的化合物包括式(VI)化合物或式(VII)化合物中的至少一种:其中:R41选自取代或未取代的C1-C12亚烷基或-Rc-(O-Ra)A-O-Rb,Ra和Rb各自独立地选自取代或未取代的C1-C3亚烷基,Rc选自一键或取代或未取代的C1-C3亚烷基,A为0至2的整数;R51和R52各自独立地选自一键或取代或未取代的C1-C12亚烷基;R61、R62和R63各自独立地选自一键、取代或未取代的C1-C12亚烷基或取代或未取代的C1-C12亚烷氧基;R71选自取代或未取代的C1-C12亚烷基、取代或未取代的C2-C12亚烯基、取代或未取代的C6-C26亚芳基或取代或未取代的C2-C12亚杂环基;并且当R41、R51、R52、R61、R62、R63和R71中至少一者经取代时,取代基为卤素,其中基于所述电解液的总重量,所述第三添加剂的含量为0.1wt%至12wt%。根据本申请的实施例,所述第三添加剂包括以下化合物中的至少一种:丙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、癸二腈、3,3′-氧二丙腈、己-2-烯二腈、反丁烯二腈、2-戊烯二腈、甲基戊二腈、4-氰基庚二腈、(Z)-丁-2-烯二腈、2,2,3,3-四氟丁二腈、乙二醇双(丙腈)醚、1,3,5-戊三甲腈、1,3,6-己三甲腈、1,2,6-己三甲腈、1,2,3-三(2-氰氧基)丙烷、1,1,3,3-丙四甲腈、根据本申请的实施例,基于所述电解液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解液,其包含式(I)化合物:/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电解液,其包含式(I)化合物:



其中:
R11、R12、R13和R14各自独立地选自氢原子,取代或未取代的C1-C20的烃基、取代或未取代的含有杂原子的C1-C20的有机官能团;
R11、R12、R13和R14中的至少一者为
其中:
R15和R17各自独立地选自单键、取代或未取代的C1-C4亚烷基、取代或未取代的C2-C4亚烯基取代或未取代的C6-C10的亚芳基;
R16和R18各自独立地选自取代或未取代的C1-C10的烃基、取代或未取代的含有杂原子的C1-C10的有机官能团;
所述杂原子选自氧、氮、硫、磷、硅或铝中的至少一种;
当R11、R12、R13和R14、R15、R16、R17和R18中的至少一者经取代时,取代基为卤素或-CN。


2.根据权利要求1所述的电解液,其中所述式(I)化合物包括式(I-a)化合物至式(I-d)化合物中的至少一种:






其中:
X选自
Ra1、Ra2、Ra3、Rb1、Rb2、Rb3、Rc1、Rc2、Rc3、Rc4、Rc5、Rc6、Rd1、Rd2、Rd3、Rd4、Rd5和Rd6各自独立地选自氢原子、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C2-C20炔基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C20烯氧基、取代或未取代的C2-C20炔氧基、取代或未取代的C6-C30芳氧基、羧基、醚基、碳酰氧基、硫基、氰基、氨基、碳酰胺基、取代或未取代的C1-C16硅氧烷基、C1-C16铝氧烷基、取代或未取代的C1-C10饱和环烷基、取代或未取代的呋喃、取代或未取代的吡喃、取代或未取代的哌啶、取代或未取代的哌嗪、取代或未取代的吡咯、取代或未取代的吡唑、取代或未取代的吡嗪、取代或未取代的哒嗪、取代或未取代的咪唑、取代或未取代的三唑、取代或未取代的噻吩、取代或未取代的噻唑或取代或未取代的噁唑;
R15、Re、R17和Rf各自独立地选自键、取代或未取代的C1-C4亚烷基、取代或未取代的C2-C4亚烯基取代或未取代的C6-C10的亚芳基;
当Ra1、Ra2、Ra3、Rb1、Rb2、Rb3、Rc1、Rc2、Rc3、Rc4、Rc5、Rc6、Rd1、Rd2、Rd3、Rd4、Rd5、Rd6、Re和Rf中的至少一者经取代时,取代基为卤素、C1-C6的烷基或-CN。


3.根据权利要求1所述的电解液,其中所述式(I)化合物包括以下化合物中的至少一种:








4.根据权利要求1所述的电解液,其中基于所述电解液的总重量,所述式(I)化合物的含量为nwt%,n为0.01至6。


5.根据权利要求4所述电解液,其进一步包括第一添加剂,所述第一添加剂包括氟代碳酸乙烯酯或碳酸亚乙烯酯中的至少一种,基于所述电解液的总重量,所述第一添加剂的含量为mwt%,m>0且m和n满足以下关系:-1≤m-n≤18。


6.根据权利要求1所述的电解液,其进一步包括第二添加剂,所述第二添加剂包括式(II)化合物或式(III)化合物中的至少一种:



其中:
R21和R22各自独立地选自取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C2-C20炔基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C20烯氧基、取代或未取代的C2-C20炔氧基、取代或未取代的C6-C30芳氧基,当R21和R22中至少一者经取代时,取代基为卤素;
R31选自取代或未取代的C1-C4的亚烷基或者取代或未取代的C2-C4亚烯基;
R32选自键、取代或未...

【专利技术属性】
技术研发人员:王翔栗文强唐超郑建明
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

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