荒酸酯化合物、电解液及其制备方法、电化学装置制造方法及图纸

本申请提供了一种荒酸酯化合物，所述荒酸酯化合物的结构式如式I所示，其中，R1、R2独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑

【技术实现步骤摘要】
荒酸酯化合物、电解液及其制备方法、电化学装置


[0001]本申请涉及电化学装置
，尤其涉及荒酸酯化合物、电解液及其制备方法、电化学装置。

技术介绍

[0002]随着电池的不断发展，研究者们开始不断追求更高的单体电芯能量密度，除了不断开发新型高克容量的正负极材料外，将电池的充放电电压提高是最为直接的提升方法之一。然而现有的碳酸酯溶剂的耐高压性能不佳，不利于该提升方法的实现，从而限制了电池性能的提高。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供了一种荒酸酯化合物、电解液及其制备方法、电化学装置，该荒酸酯化合物具有优异的耐高压性能，介电常数高且粘度适宜，具有该荒酸酯化合物的电解液的耐高压性能佳，有利于电化学装置充放电电压的提高，从而有利于电化学装置电化学性能的提升。
[0004]第一方面，本申请提供了一种荒酸酯化合物，所述荒酸酯化合物的结构式如式I所示，
[0005][0006]其中，R1、R2独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑
C8的烷基、取代或未取代的C2‑
C8的烯基、或者取代或未取代的C2‑
C8的炔基，表示单键或双键。
[0007]本申请提供的荒酸酯化合物中硫原子具有较大的原子半径以及较强的吸电子能力，使得荒酸酯化合物的电化学稳定性高、耐氧化能力强，荒酸酯化合物具有优异的耐高压性能，并且荒酸酯化合物的介电常数高、粘度适宜，有利于其在电解液中使用。
[0008]可选的，所述荒酸酯化合物包括式I
‑
1至式I/>‑
6所示的化合物中的至少一种，
[0009][0010]式I
‑
1至式I
‑
6所示的荒酸酯化合物的耐氧化性能佳，介电常数高且粘度低，同时与碳酸酯溶剂、羧酸酯溶剂的相容性好，更有利于其在电解液中的使用。
[0011]第二方面，本申请提供了一种电解液，包括电解质和溶剂，所述溶剂包括第一方面所述的荒酸酯化合物。
[0012]本申请提供的电解液具有第一方面所述的荒酸酯化合物，从而提升了电解液的耐高压性能，并且该电解液的电导率和粘度不会受到影响，有利于电解液在电化学装置中的使用。
[0013]可选的，所述电解液中所述荒酸酯化合物的质量含量为7.5％
‑
28.5％。采用上述质量含量的荒酸酯化合物可以有效提高电解液的耐氧化、耐高压性能，也可以避免副反应的发生，从而提升具有该电解液的电化学装置的能量密度。
[0014]可选的，所述溶剂还包括第二有机溶剂。通过加入第二有机溶剂与荒酸酯化合物配合，进一步提高电解液的性能。
[0015]进一步的，所述荒酸酯化合物和所述第二有机溶剂的质量比为1:9
‑
3:7。如此设置有利于提高溶剂的介电常数，从而保证电解液的电导率，同时电解液的粘度适宜，有利于离子传输，可以进一步提高电解液的电导率，有助于显著提升电化学装置的性能。
[0016]进一步的，所述电解液中，所述荒酸酯化合物和所述第二有机溶剂的质量含量和为75％
‑
95％。如此设置不仅可以提高电解液的耐氧化、耐高压性能，还有利于保证电解液的电导率和粘度，从而有助于提升电化学装置的性能。
[0017]进一步的，所述第二有机溶剂包括碳酸酯溶剂和羧酸酯溶剂中的至少一种。采用碳酸酯溶剂、羧酸酯溶剂能够与荒酸酯化合物互溶，同时介电常数、粘度差别不大，可以保证电解液的电导率以及粘度，从而有利于进一步提高电解液的抗氧化能力，实现电化学装置在高电压下的循环稳定性，显著提升电化学装置的电化学性能。
[0018]再进一步的，所述碳酸酯溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯和碳酸甲丙酯中的至少一种。再进一步的，所述羧酸酯溶剂包括甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯和丁酸乙酯中的至少一种。上述碳酸酯溶剂和羧酸酯溶剂介电性能佳、粘度适宜，与荒酸酯化合物相容性好，有利于电解液耐高压性能的提升和电解液的使用。
[0019]可选的，所述电解质包括锂盐。进一步的，所述电解液中所述锂盐的浓度为0.5mol/L
‑
1.5mol/L。进一步的，所述锂盐包括六氟磷酸锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂中的至少一种。上述锂盐在荒酸酯化合物以及第二有机溶剂中的溶解度高并且易于解离，同时具有较高的氧化和还原稳定性。
[0020]可选的，所述电解质包括钠盐，所述电解液中所述钠盐的浓度为0.5mol/L
‑
1.5mol/L。进一步的，所述钠盐包括六氟磷酸钠、双(三氟甲基磺酰)亚胺钠、双氟磺酰亚胺钠、四氟硼酸钠、双草酸硼酸钠和二氟草酸硼酸钠中的至少一种。上述钠盐在荒酸酯化合物以及第二有机溶剂中的溶解度高并且易于解离，同时具有较高的氧化和还原稳定性。
[0021]可选的，所述电解液还包括成膜添加剂。加入成膜添加剂有利于稳定的SEI膜(固体电解质界面)的形成，减少溶剂的共嵌入，减少充放电析锂情况，提高电化学装置的循环性能。
[0022]进一步的，所述电解液中所述成膜添加剂的质量含量为1％
‑
5％。如此设置有利于提升电解液的电化学性能，同时又可以避免副反应的发生。进一步的，所述成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯和1,3
‑
丙磺酸内酯中的至少一种。
[0023]第三方面，本申请提供了一种电解液的制备方法，包括在水分含量小于或者等于1ppm的惰性气体气氛中，将溶剂和电解质混合，得到电解液，其中所述溶剂包括第一方面所述的荒酸酯化合物。
[0024]本申请提供的电解液的制备方法简单，操作方便，可以实现大规模生产，有利于电解液的使用。
[0025]第四方面，本申请提供了一种电化学装置，包括第二方面所述的电解液或第三方面所述的制备方法制得的电解液。
[0026]本申请提供的荒酸酯化合物的电化学稳定性高、耐氧化能力强，提高了电解液的耐高压性能，同时电解液的电导率和粘度不会受到影响，可以通过提高充放电电压的方式有效提升电化学装置的电性能，从而提高电化学装置的产品竞争力。
具体实施方式
[0027]下面将结合本申请实施方式对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
[0028]本申请提供了一种荒酸酯化合物，荒酸酯化合物的结构式如式I所示，
[0029][0030]其中，R1、R2独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑
C8的烷基、取代或未取代的C2‑
C8的烯基、或者取代或未取代的C2‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荒酸酯化合物，其特征在于，所述荒酸酯化合物的结构式如式I所示，其中，R1、R2独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑
C8的烷基、取代或未取代的C2‑
C8的烯基、或者取代或未取代的C2‑
C8的炔基，表示单键或双键。2.如权利要求1所述荒酸酯化合物，其特征在于，所述荒酸酯化合物包括式I
‑
1至式I
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6所示的化合物中的至少一种，3.一种电解液，其特征在于，包括电解质和溶剂，所述溶剂包括权利要求1
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2任一项所述的荒酸酯化合物。4.如权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述电解液中所述荒酸酯化合物的质量含量为7.5％
‑
28.5％。5.如权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述溶剂还包括第二有机溶剂，所述荒酸酯化合物和所述第二有机溶剂的质量比为1:9
‑
3:7；和/或所述电解液中，所述荒酸酯化合物和所述第二有机溶剂的质量含量和为75％
‑
95％；和/或所述第二有机溶剂包括碳酸酯溶剂和羧酸酯溶剂中的至少一种；和/或所述碳酸酯溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯和碳酸甲丙酯中的至少一种；和/或所述羧酸酯溶剂包括甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯和丁酸乙酯中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖颖，王铈汶，
申请(专利权)人：厦门海辰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：