电解液、电池单体及其制备方法、电池及用电装置制造方法及图纸

本申请提供一种电解液、电池单体及其制备方法、电池及用电装置。电解液包括电解质盐和添加剂，电解质盐包括式(1)所示的第一电解质盐，添加剂包括式(2)所示的第一添加剂，电解液中的第一电解质盐的重量含量记为x，电解液中的第一添加剂的重量含量记为y，均基于电解液的总重量计，并且50≤x/y≤500。本申请提供的电解液能提升电池的循环性能和动力学性能。电解液能提升电池的循环性能和动力学性能。电解液能提升电池的循环性能和动力学性能。电解液能提升电池的循环性能和动力学性能。

【技术实现步骤摘要】
电解液、电池单体及其制备方法、电池及用电装置


[0001]本申请涉及一种电解液、电池单体及其制备方法、电池及用电装置。

技术介绍

[0002]近年来，电池被广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。电解液作为电池的重要组成部件，其组成会影响电池的性能。上述的陈述仅用于提供与本申请有关的
技术介绍
信息，而不必然地构成现有技术。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种电解液、电池单体及其制备方法、电池及用电装置，其能提升电池的循环性能和动力学性能。
[0004]本申请第一方面提供一种电解液，所述电解液包括电解质盐和添加剂。
[0005]所述电解质盐包括式(1)所示的第一电解质盐，R1、R2分别独立地包括氟原子、C1
‑
C6氟代烷基，M1包括Li、Na、K中的一种或多种。
[0006][0007]所述添加剂包括式(2)所示的第一添加剂，R3、R4分别独立地包括氟原子、C1
‑
C6氟代烷基。
[0008][0009]所述电解液中的所述第一电解质盐的重量含量记为x，所述电解液中的所述第一添加剂的重量含量记为y，均基于所述电解液的总重量计，并且50≤x/y≤500。
[0010]专利技术人研究发现，通过使电解液包括式(2)所示的第一添加剂，并调节电解液中的第一电解质盐的重量含量x与第一添加剂的重量含量y使其满足50≤x/y≤500时，可以减少第一电解质盐与正极集流体发生腐蚀反应后形成的可溶性产物溶解到电解液中，由此可以
减少正极集流体的腐蚀，并改善电池的循环性能，特别是高温环境下的循环性能，还可以降低电池内阻，改善电池的动力学性能。
[0011]在任意实施例中，100≤x/y≤400，可选地，125≤x/y≤300。
[0012]在任意实施例中，1％≤x≤15％，可选地，7％≤x≤12％。
[0013]在任意实施例中，0.01％≤y≤0.20％，可选地，0.025％≤y≤0.10％。
[0014]在任意实施例中，R1、R2分别独立地包括氟原子、三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基，可选地，R1、R2中的至少一者表示氟原子。
[0015]R1、R2在上述范围内时，还有助于形成较薄的界面膜，从而还有助于降低界面离子阻抗、降低电池内阻、改善电池的动力学性能。
[0016]在任意实施例中，R3、R4分别独立地包括氟原子、三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基，可选地，R3、R4中的至少一者表示氟原子。
[0017]R3、R4在上述范围内时，还有助于形成较薄的界面膜，从而还有助于降低界面离子阻抗、降低电池内阻、改善电池的动力学性能。
[0018]在任意实施例中，所述第一电解质盐包括如下中的一种或多种：
[0019][0020]可选地，所述第一电解质盐包括A1至A7中的一种或多种：
[0021][0022][0023]第一电解质盐在上述范围内时，其热稳定性更高、更不易水解，还有助于进一步提高电解液的电导率，从而有助于进一步改善电池的循环性能。另外，第一电解质盐在上述范围内时，还有助于形成较薄的界面膜，降低界面离子阻抗，由此还可以降低电池内阻、改善电池的动力学性能。
[0024]在任意实施例中，所述第一添加剂包括B1至B5中的一种或多种：
[0025][0026][0027]第一添加剂上述范围内时，其热稳定性更高、更不易水解，还有助于进一步提高电解液的电导率，从而有助于进一步改善电池的循环性能。另外，第一添加剂在上述范围内时，还有助于形成较薄的界面膜，降低界面离子阻抗，由此还可以降低电池内阻、改善电池的动力学性能。
[0028]在任意实施例中，式(1)所示的第一电解质盐的阴离子与式(2)所示的第一添加剂的阴离子相同。
[0029]在任意实施例中，所述电解液还包括第二电解质盐，所述第二电解质盐包括如下中的一种或多种：
[0030][0031]M2包括Li、Na、K中的一种或多种，可选为包括Li、Na中的一种或多种。
[0032]第二电解质盐可以钝化正极集流体，例如可以形成诸如LiF等难溶性产物，由此可以保护正极集流体、减少第一电解质盐对正极集流体的腐蚀。因此，当电解液还包括第二电解质盐时，可以进一步提升电池的循环性能。
[0033]在任意实施例中，所述电解液中的所述第二电解质盐的重量含量记为m，基于所述电解液的总重量计，m/(x+m)大于等于15％。通过调节第二电解质盐的含量，还可以使电解液兼具高电导率和低粘度，由此可以进一步提升电池的循环性能。
[0034]在任意实施例中，所述电解液还包括式(3)所示的第二添加剂，
[0035][0036]R5包括氟原子、C1
‑
C6氟代烷基，M3包括Li、Na、K中的一种或多种，可选为包括Li、Na中的一种或多种。
[0037]式(3)所示的第二添加剂具有较高的热稳定性，还有助于形成更薄且柔韧性更好的界面膜，从而有助于进一步改善电池的循环性能和/或动力学性能。
[0038]在任意实施例中，所述电解液中的所述第二添加剂的重量含量记为n，基于所述电解液的总重量计，0.01％≤n≤1％。
[0039]在任意实施例中，所述第二添加剂包括如下中的一种或多种：
[0040][0041]可选地，所述第二添加剂包括D1至D6中的一种或多种：
[0042][0043]在任意实施例中，所述电解液还包括式(4)所示的第三添加剂，
[0044][0045]M4包括Li、Na、K中的一种或多种，可选为包括Li、Na中的一种或多种。
[0046]电解液还包括第三添加剂时，还可以改善电池的存储性能、循环性能和/或动力学性能。
[0047]在任意实施例中，所述电解液中的所述第三添加剂的重量含量记为p，基于所述电解液的总重量计，0.01％≤p≤1％。
[0048]在任意实施例中，所述电解液还包括非水溶剂，所述非水溶剂包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、羧酸酯中的一种或多种。
[0049]在任意实施例中，所述非水溶剂中的所述环状碳酸酯的重量含量记为a，基于所述非水溶剂的总重量计，1％≤a≤35％。
[0050]在任意实施例中，所述非水溶剂中的所述链状碳酸酯的重量含量记为b，基于所述非水溶剂的总重量计，65％≤b≤99％。
[0051]在任意实施例中，所述非水溶剂中的所述羧酸酯的重量含量记为c，基于所述非水溶剂的总重量计，0≤c≤30％。
[0052]本申请第二方面提供一种电池单体，包括正极极片、负极极片以及本申请第一方面的电解液。
[0053]在任意实施例中，所述正极极片包括正极集流体以及设置于所述正极集流体至少
一个表面上的正极膜层，所述正极膜层包括第一正极活性材料，且所述第一正极活性材料的电压平台大于等于3.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，其特征在于，所述电解液包括电解质盐和添加剂；所述电解质盐包括式(1)所示的第一电解质盐，R1、R2分别独立地包括氟原子、C1
‑
C6氟代烷基，M1包括Li、Na、K中的一种或多种；所述添加剂包括式(2)所示的第一添加剂，R3、R4分别独立地包括氟原子、C1
‑
C6氟代烷基；所述电解液中的所述第一电解质盐的重量含量记为x，所述电解液中的所述第一添加剂的重量含量记为y，均基于所述电解液的总重量计，并且50≤x/y≤500。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，100≤x/y≤400，可选地，125≤x/y≤300。3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，1％≤x≤15％，可选地，7％≤x≤12％；和/或，0.01％≤y≤0.20％，可选地，0.025％≤y≤0.10％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电解液，其特征在于，R1、R2分别独立地包括氟原子、三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基，可选地，R1、R2中的至少一者表示氟原子；和/或，R3、R4分别独立地包括氟原子、三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基，可选地，R3、R4中的至少一者表示氟原子。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的电解液，其特征在于，所述第一电解质盐包括如下中的一种或多种：
可选地，所述第一电解质盐包括A1至A7中的一种或多种：所述第一添加剂包括B1至B5中的一种或多种：
6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的电解液，其特征在于，式(1)所示的第一电解质盐的阴离子与式(2)所示的第一添加剂的阴离子相同。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括第二电解质盐，所述第二电解质盐包括如下中的一种或多种：M2包括Li、Na、K中的一种或多种，可选为包括Li、Na中的一种或多种；可选地，所述电解液中的所述第二电解质盐的重量含量记为m，基于所述电解液的总重量计，m/(x+m)大于等于15％。8.根据权利要求1
‑
7任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括式(3)所示的第二添加剂，R5包括氟原子、C1
‑
C6氟代烷基，M3包括Li、Na、K中的一种或多种，可选为包括Li、Na中的一种或多种；可选地，所述电解液中的所述第二添加剂的重量含量记为n，基于所述电解液的总重量
计，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴则利，韩昌隆，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：