本申请提供了一种电解液、电化学装置及电子装置。其中，电解液包括锂盐、非水有机溶剂、式(I)所示的化合物和腈类化合物；基于电解液的质量，式(I)所示的化合物的质量百分含量x％为0.01％至3％；腈类化合物的质量百分含量为y％，0.001≤x/y≤3。电解液包括式(I)所示的化合物和腈类化合物，二者协同作用可以改善电化学装置的高温循环性能。并且，式(I)所示的化合物能够在负极表面形成具有良好的锂离子传输特性的SEI膜，降低锂离子的传输阻抗，有利于改善电化学装置的低温循环性能。因此，将包括式(I)所示的化合物和腈类化合物的电解液应用于电化学装置，可以兼顾电化学装置的低温循环性能和高温循环性能。能和高温循环性能。
【技术实现步骤摘要】
一种电解液、电化学装置及电子装置
[0001]本申请涉及电化学
，特别是涉及一种电解液、电化学装置及电子装置。
技术介绍
[0002]电化学装置，如锂离子电池，其具有储能密度大、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，需求锂离子电池具有宽的工作温度窗口，不仅在常温下表现出较好的电化学性能，还在高温或低温下展现出优异的电化学性能。而电解液作为锂离子电池中重要的组成部分，其工作温度范围会影响电化学装置的循环性能。
技术实现思路
[0004]本申请的目的在于提供一种电解液、电化学装置及电子装置，以兼顾低温循环性能和高温循环性能。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，电解液包括锂盐、非水有机溶剂、式(I)所示的化合物和腈类化合物：
[0006][0007]其中，R1选自O或
‑
CH(Ra)
‑
，Ra选自H、F、C1至C5的烷基或C1至C5的烷氧基；R2和R3各自独立地选自H、F、C1至C5的烷基、C1至C5的烷氧基或C2至C5的烯基、C2至C5的炔基；R4独立地选自H、F、未取代或被F取代的C1至C5的烷基、C1至C5的烷氧基、C2至C5的烯基或C2至C5的炔基；基于电解液的质量，式(I)所示的化合物的质量百分含量x％为0.01％至3％，优选0.01≤x≤1；腈类化合物所含的氰基数为1至6，基于电解液的质量，腈类化合物的质量百分含量为y％，0.001≤x/y≤3优选0.001≤x/y≤0.6。例如x的值可以为0.01、0.05、0.1、0.3、0.5、0.8、1、1.5、2、2.5、3或为其中任意两个数值组成的范围，腈类化合物所含的氰基数为1、2、3、4、5、6，x/y的值可以为0.001、0.0014、0.005、0.01、0.05、0.1、0.3、0.5、0.6、0.8、1、1.5、2、2.5、3或为其中任意两个数值组成的范围。
[0008]电解液包括式(I)所示的化合物和腈类化合物，其中，腈类化合物可以稳定正极活性材料，同时会在负极发生还原反应破坏负极极片与电解液之间的界面(简记为负极界面)，相较于腈类化合物，式(I)所示的化合物更易于与负极发生反应，可以改善腈类化合物破坏上述界面的问题，从而式(I)所示的化合物和腈类化合物协同作用可以改善电化学装置的高温循环性能。此外，式(I)所示的化合物和腈类化合物相结合，还改善正极极片的热
稳定性，从而改善电化学装置的高温存储性能和高温安全性能。并且，式(I)所示的化合物能够在负极表面形成具有良好的锂离子传输特性的SEI膜，降低锂离子的传输阻抗，有利于改善电化学装置的低温循环性能。当x过小时，例如小于0.01，式(I)所示的化合物含量过少，无法改善腈类化合物破坏负极界面的问题，不利于提高正极极片的热稳定性以及降低锂离子的传输阻抗，从而不利于改善电化学装置的高温循环性能、高温存储性能、高温安全性能和低温循环性能。当x过大时，例如大于3，式(I)所示的化合物含量过多，会使得负极表面形成的SEI膜过厚，增加锂离子的传输阻抗，从而不利于改善电化学装置的高温循环性能和低温循环性能。当x/y过小时，例如小于0.001，无法发挥式(I)所示的化合物和腈类化合物的协同作用，不利于稳定正极活性材料，无法改善电化学装置的高温循环性能和高温安全性能。当x/y过大时，例如大于3，也不利于发挥式(I)所示的化合物和腈类化合物的协同作用，导致正极活性材料稳定性较差以及负极界面阻抗过大，无法改善改善电化学装置的高温循环性能和低温循环性能。因此，电解液包括式(I)所示的化合物和腈类化合物，并调控x、x/y的值在上述范围内，不仅能够提高电化学装置的高温循环性能、高温存储性能和高温安全性能，还可以提高电化学装置的低温循环性能。在本申请中，“高温”是指温度大于或等于45℃，低温是指温度小于或等于0℃。
[0009]在本申请的一些实施方案中，基于电解液的质量，腈类化合物的质量百分含量y％可以为0.1％至10％，优选1≤y≤7，更优选2≤y≤5。例如y的值可以为0.1、1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9、10或为其中任意两个数值组成的范围。本申请调控y的值在0.1至10范围内，能够提高电化学装置的低温循环性能、高温循环性能、高温存储性能和高温安全性能。
[0010]在本申请的一些实施方案中，式(I)所示的化合物包含以下化合物中的至少一种：
[0011][0012]电解液包括上述范围内的式(I)所示的化合物和腈类化合物，可以更好的发挥式(I)所示的化合物和腈类化合物之间的协同作用，改善上述负极界面破坏的问题，提高正极极片的热稳定性，在负极表面形成具有良好的锂离子传输特性的SEI膜，降低锂离子的传输阻抗，从而改善电化学装置的高温循环性能、高温安全性能以及低温循环性能。
[0013]在本申请的一些实施方案中，腈类化合物包含以下化合物中的至少一种：
[0014][0015][0016]电解液包括上述范围内的腈类化合物，可以更好的发挥式(I)所示的化合物和腈类化合物之间的协同作用，提高正极活性材料的稳定性，降低正极极片的界面阻抗，从而进一步改善电化学装置的高温循环性能、高温安全性能以及低温循环性能。
[0017]在本申请的一些实施方案中，电解液还包括含硼化合物，含硼化合物包括四氟硼酸锂、二氟硼酸锂、硼酸三甲酯、二草酸硼酸锂、硼酸三亚甲酯、甲基
‑
1H
‑
吡唑
‑5‑
硼酸频哪醇酯或2
‑
氰基苯基硼酸
‑
1,3
‑
丙二醇环酯中的至少一者；基于电解液的质量，含硼化合物的质量百分含量a％为0.011％至1％，例如a的值可以为0.011、0.03、0.05、0.08、0.1、0.3、0.5、0.4、0.8、0.9、1或为其中任意两个数值组成的范围。电解液包括上述含硼化合物并调控a的值在上述范围内，利用含硼化合物结合正极活性材料释放的氧元素，改善正极活性材料在脱锂过程中氧原子的损失，与腈类化合物协同作用进一步稳定正极活性材料的结构，此外上述范围内的含硼化合物也易于在负极界面发生还原，形成SEI膜中的有机组分(例如烷基锂)，进一步提高SEI膜的柔韧性，从而改善负极极片脱锂过程中产生的膨胀、破裂问题，从而使得电化学装置具有良好的低温循环性能和安全性能的同时具有更好的高温循环性能。
[0018]在本申请的一些实施方案中，电解液包含酸酐化合物，酸酐化合物包括式(III)所示的化合物：
[0019][0020]其中，R1至R8各自独立地选自H、F、Cl、未取代或被F取代的C1至C5的链状烷基、C3至C6的环状烷基、C2至C5的烯基、C2至C5的炔基、C2至C5的烷氧基、C6至C
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电解液，其包括锂盐、非水有机溶剂、式(I)所示的化合物和腈类化合物：其中，R1选自O或
‑
CH(Ra)
‑
，Ra选自H、F、C1至C5的烷基或C1至C5的烷氧基；R2和R3各自独立地选自H、F、C1至C5的烷基、C1至C5的烷氧基或C2至C5的烯基、C2至C5的炔基；R4独立地选自H、F、未取代或被F取代的C1至C5的烷基、C1至C5的烷氧基、C2至C5的烯基或C2至C5的炔基；基于所述电解液的质量，所述式(I)所示的化合物的质量百分含量x％为0.01％至3％；所述腈类化合物所含的氰基数为1至6，基于所述电解液的质量，所述腈类化合物的质量百分含量为y％，0.001≤x/y≤3。2.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述式(I)所示的化合物包含以下化合物中的至少一种：至少一种：3.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述腈类化合物包含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，其满足以下特征中的至少一者：(1)0.01≤x≤1；(2)0.1≤y≤10，优选1≤y≤7，更优选2≤y≤5；(3)0.001≤x/y≤0.6。5.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述电解液还包括含硼化合物，所述含硼化合物包括四氟硼酸锂、二氟硼酸锂、硼酸三甲酯、二草酸硼酸锂、硼酸三亚甲酯、甲基
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1H
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吡唑
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硼酸频哪醇酯或2
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，蔡鑫，郑湘岭，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：
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