一种电解液、包含该电解液的电化学装置和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和电子装置，电解液包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和氟代碳酸亚乙酯，以电解液的质量为基准，碳酸亚乙酯的质量百分含量为a，1.0％≤a≤20％，碳酸亚丙酯的质量百分含量为b，12％≤b≤35％；电解液还包括磺内酯化合物，以电解液的质量为基准，磺内酯化合物的质量百分含量e为0.5％至5％。具有本申请的电解液的电化学装置具有良好的高温存储性能和循环性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种电解液、包含该电解液的电化学装置和电子装置
[0001]本专利技术是申请号为202111087759.4，申请日为2021年9月16日，专利技术名称为“一种电解液、包含该电解液的电化学装置和电子装置”的分案申请。


[0002]本申请涉及电化学
，特别是涉及一种电解液、包含该电解液的电化学装置和电子装置。

技术介绍

[0003]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，广泛应用于便携式电能储存、电子设备、电动汽车等各个领域。但也对锂离子电池的综合性能提出更高的要求，例如同时具有高的能量密度、良好的高温存储性能和循环性能等。然而，随着高能量密度而来的是高温存储性能和循环性能的下降。
[0004]在相关技术中，多采用电解液添加剂来改善锂离子电池的高温存储性能和循环性能。然而，大多数添加剂通过在正极成膜来改善高温存储，但往往因为粘度太大或所成膜阻抗太大，严重恶化了锂离子电池的低温放电性能和循环性能。而部分成膜阻抗较低的添加剂，往往很容易恶化锂离子电池的高温存储性能。因此，亟待开发能够有效改善锂离子电池高温存储性能的电解液。

技术实现思路

[0005]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和电子装置，以提高电化学装置的高温存储性能。
[0006]本申请的第一方面提供了一种电解液，其包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和氟代碳酸亚乙酯，以电解液的质量为基准，碳酸亚乙酯的质量百分含量为a，碳酸亚丙酯的质量百分含量b为12％至35％，氟代碳酸亚乙酯的质量百分含量c为0.2％至2.5％，且满足0.1≤a/b≤0.75。不限于任何理论，通过调控碳酸亚丙酯的质量百分含量b为12％至35％、氟代碳酸亚乙酯的质量百分含量c为0.2％至2.5％、碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯的质量比例a/b为0.1至0.75，有利于提高电化学装置的高温存储性能和循环性能。
[0007]在本申请的一种实施方案中，1.0％≤a≤20％。通过调控碳酸亚乙酯的质量百分含量a在上述范围内，有利于提高电化学装置的循环性能和容量保持率、降低电化学装置的体积膨胀率。在本申请的一种实施方案中，电解液还可以包括链状碳酸酯，以电解液的质量为基准，链状碳酸酯的质量百分含量为d，链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲基异丙酯、碳酸甲丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯或碳酸二丁酯中的至少一种，电解液满足0.04≤a/d≤0.35。通过调控a/d的值在上述范围内，有利于碳酸亚乙酯和链状碳酸酯产生协同作用，提高电化学装置在高电压下的循环性能和高温存储性能。
[0008]在本申请的一种实施方案中，30％≤d≤60％。通过调控链状碳酸酯的质量百分含量在上述范围内，有利于提高电化学装置在高电压下的综合性能，例如循环性能、倍率性能
等。
[0009]在本申请的一种实施方案中，电解液还可以包括磺内酯化合物，磺内酯化合物包括1,3
‑
丙烷磺内酯、2,4
‑
丁烷磺酸内酯或1,4
‑
丁磺酸内酯中的至少一种，以电解液的质量为基准，磺内酯化合物的质量百分含量e为0.5％至5％。
[0010]在本申请的一种实施方案中，c≤e。通过调控磺内酯化合物的质量百分含量在上述范围内且大于氟代碳酸亚乙酯的质量百分含量，有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能、减少循环产气量。本申请的正极可以指正极极片，负极可以指负极极片。
[0011]在本申请的一种实施方案中，电解液还可以包括添加剂A，添加剂A包括碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙酯、硫酸亚乙酯、二氟磷酸锂或硼锂盐中的至少一种。不限于任何理论，通过选择上述添加剂A，有利于提高电化学装置在高电压下的循环性能、高温存储性能和安全性能。
[0012]在本申请的一种实施方案中，电解液满足如下关系中的至少一者：(a)添加剂A包括碳酸亚乙烯酯，以电解液的质量为基准，碳酸亚乙烯酯的质量百分含量A1为0.01％至2％；(b)添加剂A包括硫酸亚乙酯，以电解液的质量为基准，硫酸亚乙酯的质量百分含量A2为0.01％至2％；(c)添加剂A包括硼锂盐，硼锂盐包括四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂或二草酸硼酸锂中的至少一种，以电解液的质量为基准，硼锂盐的质量百分含量A3为0.01％至2％；(d)电解液包含碳酸亚乙烯酯和硫酸亚乙酯，以电解液的质量为基准，碳酸亚乙烯酯的质量百分含量为A1，硫酸亚乙酯的质量百分含量为A2，满足0.1＜A2/A1≤12；(e)电解液包含碳酸亚乙烯酯和硫酸亚乙酯，以电解液的质量为基准，碳酸亚乙烯酯的质量百分含量为A1，硫酸亚乙酯的质量百分含量为A2，满足0.02％≤A1+A2≤3％；(f)电解液包含碳酸亚乙烯酯和硼锂盐，以电解液的质量为基准，碳酸亚乙烯酯的质量百分含量为A1，硼锂盐的质量百分含量为A3，满足0.01％≤A1+A3≤3％；(g)电解液包含碳酸亚乙烯酯和硼锂盐，以电解液的质量为基准，碳酸亚乙烯酯的质量百分含量为A1，硼锂盐的质量百分含量为A3，满足0.1≤A1/A3≤10。电解液满足上述关系中的至少一者，有利于在高电压下形成稳定性较强的固体电解质界面(SEI)膜和正极电解液界面(CEI)膜，使得各物质之间形成良好的协同作用，从而提高电化学装置的高温存储性能和循环性能。
[0013]在本申请的一种实施方案中，添加剂A可以包括碳酸亚乙烯酯，以电解液的质量为基准，碳酸亚乙烯酯的质量百分含量A1为0.01％至2％。
[0014]在本申请的一种实施方案中，添加剂A可以包括硫酸亚乙酯，以电解液的质量为基准，硫酸亚乙酯的质量百分含量A2为0.01％至2％。
[0015]在本申请的一种实施方案中，添加剂A可以包括碳酸亚乙烯酯和硫酸亚乙酯，满足0.1＜A2/A1≤12和/或0.02％≤A1+A2≤3％。通过调控硫酸亚乙酯的质量百分含量在上述范围内，而且满足0.1＜A2/A1≤12和/或0.02％≤A1+A2≤3％时，能够形成在高电压下稳定性较强的SEI和CEI，并与碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯形成良好的协同作用，从而提高电化学装置的高温存储性能和循环性能。
[0016]在本申请的一种实施方案中，添加剂A可以包括硼锂盐，硼锂盐包括四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂中的至少一种，以电解液的质量为基准，硼锂盐的质量百分含量A3为0.01％至2％。
[0017]在本申请的一种实施方案中，添加剂A可以包括碳酸亚乙烯酯和硼锂盐满足
0.01％≤A1+A3≤3％和/或0.1≤A1/A3≤10。当选择上述硼锂盐且调控其质量百分含量在上述范围内，同时满足0.01％≤A1+A3≤3％和/或0.1≤A1/A3≤10时，能够形成在高电压下稳定性较强的固体电解质界面(SEI)和正极电解液界面(CEI)，并与碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯形成良好的协同作用，从而提高电化学装置的高温存储性能和循环性能。
[0018]在本申请的一种实施方案中，电解液还可以包括添加剂B，以电解液的质量为基准，添加剂B的质量百分含量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和氟代碳酸亚乙酯，以所述电解液的质量为基准，所述碳酸亚乙酯的质量百分含量为a，1.0％≤a≤20％，所述碳酸亚丙酯的质量百分含量为b，12％≤b≤35％；所述电解液还包括磺内酯化合物，以所述电解液的质量为基准，所述磺内酯化合物的质量百分含量e为0.5％至5％。2.根据权利要求1所述的电解液，满足0.1≤a/b≤0.75。3.根据权利要求1所述的电解液，其还包括链状碳酸酯，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲基异丙酯、碳酸甲丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯或碳酸二丁酯中的至少一种，以所述电解液的质量为基准，所述链状碳酸酯的质量百分含量为d，所述电解液满足0.04≤a/d≤0.53和/或30％≤d≤60％。4.根据权利要求3所述的电解液，其中，所述电解液满足0.04≤a/d≤0.35和/或35％≤d≤60％。5.根据权利要求1所述的电解液，以所述电解液的质量为基准，所述氟代碳酸亚乙酯的质量百分含量c为0.2％至2.5％。6.根据权利要求5所述的电解液，其中，c≤e。7.根据权利要求1所述的电解液，所述磺内酯化合物包括1,3
‑
丙烷磺内酯、2,4
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丁烷磺酸内酯或1,4
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丁磺酸内酯中的至少一种。8.根据权利要求1所述的电解液，其还包括添加剂A，所述添加剂A包括碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙酯、硫酸亚乙酯、二氟磷酸锂或硼锂盐中的至少一种。9.根据权利要求8所述的电解液，其满足如下关系中的至少一者：(a)所述添加剂A包括碳酸亚乙烯酯，以所述电解液的质量为基准，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分含量A1为0.01％至2％；(b)所述添加剂A包括硫酸亚乙酯，以所述电解液的质量为基准，所述硫酸亚乙酯的质量百分含量A2为0.01％至2％；(c)所述添加剂A包括硼锂盐，所述硼锂盐包括四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂或二草酸硼酸锂中的至少一种，以所述电解液的质量为基准，所述硼锂盐的质量百分含量A3为0.01％至2％；(d)所述电解液包含碳酸亚乙烯酯和硫酸亚乙酯，以所述电解液的质量为基准，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分含量为A1，所述硫酸亚乙酯的质量百分含量为A2，满足0.1＜A2/A1≤12；(e)所述电解液包含碳酸亚乙烯酯和硫酸亚乙酯，以所述电解液的质量为基准，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分含量为A1，所述硫酸亚乙酯的质量百分含量为A2，满足0.02％≤A1+A2≤3％；(f)所述电解液包含碳酸亚乙烯酯和硼锂盐，以所述电解液的质量为基准，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分含量为A1，所述硼锂盐的质量百分含量为A3，满足0.01％≤A1+A3≤3％；(g)所述电解液包含碳酸亚乙烯酯和硼锂盐，以所述电解液的质量为基准，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分含量为A1，所述硼锂盐的质量百分含量为A3，满足0.1≤A1/A3≤10。10.根据权利要求1所述的电解液，其还包括添加剂B，以所述电解液的质量为基准，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐春瑞，许艳艳，郑建明，唐超，
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：