电解液、包含该电解液的电化学装置及电子装置制造方法及图纸

本申请提供了一种电解液、包含该电解液的电化学装置及电子装置，电解液包括式(I)所示化合物，基于电解液的质量，式(I)所示化合物的质量百分含量为0.05％至5％。式(I)所示化合物中包括含氮不饱和砜官能团，有利于在正极形成稳定的正极电解质界面、在负极形成稳定的固体电解质界面，以及提高电解液的稳定性来抑制电解液的分解，从而提高电化学装置的循环性能和存储性能。存储性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解液、包含该电解液的电化学装置及电子装置


[0001]本申请涉及电化学
，具体涉及一种电解液、包含该电解液的电化学装置及电子装置。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有储能密度大、开路电压高、自放电率低、循环寿命长、安全性好等优点，现已作为电源广泛应用于相机、手机、无人机、笔记本电脑和智能手表等电子产品。
[0003]随着锂离子电池的使用范围不断扩大，市场对锂离子电池提出了更高的要求，例如要求锂离子电池在具有高能量密度的同时，还具有更长的寿命和更好的循环性能。但在提升锂离子电池能量密度的同时，往往会加速电解液的分解，从而影响锂离子电池的使用寿命和循环性能。因此，有鉴于此，开发一种合适的电解液成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种电解液、包含该电解液的电化学装置及电子装置，以改善电化学装置的循环性能。具体技术方案如下：
[0005]本申请的第一方面提供了一种电解液，其包括式(I)所示化合物，基于电解液的质量，式(I)所示化合物的质量百分含量为0.05％至5％：
[0006][0007]其中，
[0008]R1选自氢、经取代或未经取代的C1至C10的烷基、经取代或未经取代的C2至C10的烯基、经取代或未经取代的C2至C10的炔基、经取代或未经取代的C6至C10的芳基、经取代或未经取代的C2至C10的杂芳基、经取代或未经取代的C3至C10的脂环烃基、经取代或未经取代的C1至C10的杂环基、经取代或经未取代的含杂原子的官能团；经取代时，取代基各自独立地选自卤原子、C1至C3的烷基、C2至C3的烯基或C2至C3的炔基；杂芳基、杂环基中的杂原子各自独立地选自B、N、O、Si、P或S，含杂原子的官能团选自含硫氧双键官能团或含P
‑
O官能团中的至少一种；
[0009]R
11
和R
12
各自独立地选自经取代或未经取代的C1至C10的亚烷基、经取代或未经取代的C2至C10的亚烯基，经取代时，取代基各自独立选自卤原子、C1至C3的烷基、C2至C4的烯基或C2至C4的炔基。
[0010]在本申请的一些实施方案中，电解液包括下述化合物I
‑
1至I
‑
15中的至少一种：
[0011][0012]式(I)所示化合物中包括含氮不饱和砜官能团，有利于在正极形成稳定的正极电解质界面(CEI)、在负极形成稳定的固体电解质界面(SEI)，以及提高电解液的稳定性来抑制电解液的分解，从而提高电化学装置的循环性能；还有利于减缓电化学装置阻抗的增加，从而提高电化学装置的存储性能。
[0013]在本申请的一些实施方案中，电解液还包括含锂添加剂，基于电解液的质量，含锂添加剂的质量百分含量为0.01％至2％，含锂添加剂包括含硼类锂盐和/或磷酸酯类锂盐。通过调控含锂添加剂的质量百分含量在上述范围内，含硼类锂盐或磷酸酯类锂盐能够与式(I)所示化合物形成协同作用，以提高电解液的稳定性，从而提高电化学装置的循环性能。
[0014]在本申请的一些实施方案中，含硼类锂盐包括四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂或二氟草酸硼酸锂中的至少一种，磷酸酯类锂盐包括二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂或四氟草酸磷酸锂中的至少一种。通过选择上述含硼类锂盐和/或磷酸酯类锂盐，在不影响电化学装置电化学性能的前提下，使得含锂添加剂与式(I)所示化合物之间能够形成良好的协同作用，以提高电化学装置的循环性能。
[0015]在本申请的一些实施方案中，电解液还包括含硫氧双键化合物，基于电解液的质量，含硫氧双键化合物的质量百分含量为0.01％至10％，含硫氧双键化合物包括1,3
‑
丙磺酸内酯、1,4
‑
丁磺内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、1,3
‑
丙二磺酸酐、硫酸乙烯酯、4
‑
甲基硫酸乙烯酯、2,4
‑
丁磺内酯、1
‑
甲基
‑
1,3
‑
丙磺酸内酯、1
‑
氟
‑
1,3
‑
丙磺酸内酯、2
‑
氟
‑
1,3
‑
丙磺酸内酯或3
‑
氟
‑
1,3
‑
丙磺酸内酯中的至少一种。通过调控含硫氧双键化合物的质量百分含量在上述范围内，有利于同时改善电化学装置的循环性能和动力学性能。通过选择上述含硫氧双键化合物更有利于与式(I)所示化合物之间形成协同作用，以提高电化学装置的循环性能。
[0016]在本申请的一些实施方案中，电解液还包括多腈类化合物，基于电解液的质量，多腈类化合物的质量百分含量为0.01％至10％，多腈化合物包括丁二腈、己二腈、1,4
‑
二氰基
‑2‑
丁烯、1,2
‑
双(2
‑
氰基乙氧基)乙烷、1,3,6
‑
己烷三腈、1,2,3
‑
三(2
‑
氰基乙氧基)丙烷、三(2
‑
氰基乙基)膦、戊二腈、2
‑
甲基戊二腈、2
‑
亚甲基戊二腈、庚二腈、1,3,5
‑
戊烷三腈或4
‑
(2
‑
氰乙基)庚二腈中的至少一种。通过调控多腈类化合物的质量百分含量在上述范围内，有利于同时改善电化学装置的循环性能和动力学性能。通过选择上述多腈类化合物，更有利于与式(I)所示化合物之间形成协同作用，以提高电化学装置的循环性能。
[0017]在本申请的一些实施方案中，电解液还包括式(III)所示的环状碳酸酯类化合物，基于电解液的质量，环状碳酸酯类化合物的质量百分含量为0.01％至30％：
[0018][0019]其中，R3选自经取代或未经取代的C1至C6亚烷基、经取代或未经取代的C2至C6亚烯基；经取代时，取代基各自独立地选自卤原子、C1至C6烷基或C2至C6烯基。
[0020]在本申请的一些实施方案中，电解液还包括下述化合物III
‑
1至III
‑
8中的至少一种：
[0021][0022]通过调控式(III)所示环状碳酸酯类化合物的质量百分含量在上述范围内，有利于改善电化学装置的循环性能和存储性能。通过选择上述环状碳酸酯类化合物，有利于与式(I)所示化合物之间形成协同作用，以提高电化学装置的循环性能和存储性能。
[0023]本申请的第二方面提供了一种电化学装置，其包括前述任一实施方案中的电解液。本申请提供的电解液具有良好的稳定性，从而本申请提供的电化学装置具有良好的循环性能和存储性能。
[0024]在本申请的一些实施方案中，电化学装置还包括隔离膜，隔离膜包含聚烯烃基材层和设置于聚烯烃基材层上的聚合物层和/或无机层；聚合物层包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电解液，其包括式(I)所示化合物，基于所述电解液的质量，所述式(I)所示化合物的质量百分含量为0.05％至5％：其中，R1选自氢、经取代或未经取代的C1至C10的烷基、经取代或未经取代的C2至C10的烯基、经取代或未经取代的C2至C10的炔基、经取代或未经取代的C6至C10的芳基、经取代或未经取代的C2至C10的杂芳基、经取代或未经取代的C3至C10的脂环烃基、经取代或未经取代的C1至C10的杂环基、经取代或未经取代的含杂原子的官能团；经取代时，取代基各自独立地选自卤原子、C1至C3的烷基、C2至C3的烯基或C2至C3的炔基；所述杂芳基、所述杂环基中的杂原子各自独立地选自B、N、O、Si、P或S，所述含杂原子的官能团选自含硫氧双键官能团或含P
‑
O官能团中的至少一种；R
11
和R
12
各自独立地选自经取代或未经取代的C1至C10的亚烷基、经取代或未经取代的C2至C10的亚烯基，经取代时，取代基各自独立选自卤原子、C1至C3的烷基、C2至C4的烯基或C2至C4的炔基。2.根据权利要求1所述的电解液，其包括下述化合物I
‑
1至I
‑
15中的至少一种：3.根据权利要求1所述的电解液，其还包括含锂添加剂，基于电解液的质量，所述含锂添加剂的质量百分含量为0.01％至2％，所述含锂添加剂包括含硼类锂盐和/或磷酸酯类锂盐。4.根据权利要求3所述的电解液，其中，所述含硼类锂盐包括四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂或二氟草酸硼酸锂中的至少一种，所述磷酸酯类锂盐包括二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂或四氟草酸磷酸锂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的电解液，其还包括含硫氧双键化合物，基于电解液的质量，含硫氧双键化合物的质量百分含量为0.01％至10％，所述含硫氧双键化合物包括1,3
‑
丙磺酸内酯、1,4
‑
丁磺内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、1,3
‑
丙二磺酸酐、硫酸乙烯酯、4
‑
甲基硫酸乙烯
酯、2,4
‑
丁磺内酯、1
‑
甲基
‑
1,3
‑
丙磺酸内酯、2
‑
氟
‑
1,3
‑
丙磺酸内酯或3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭谢学，唐超，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：