一种电解液、电化学装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术属于二次电池技术领域，具体公开了一种电解液、电化学装置及电子设备，所述电解液包括以下质量百分比的组分：5％

【技术实现步骤摘要】
一种电解液、电化学装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及二次电池
，特别是涉及一种电解液、电化学装置及电子设备。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有高能量密度、高工作电压、长循环寿命和无记忆效应等优点，被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、规模储能等领域。如今，随着新能源汽车行业的快速发展，人们对锂离子电池的能量密度有着更高的要求；同时，锂离子电池的高温充放电性能也倍受关注。目前，商用锂离子电池电解液一般是以六氟磷酸锂为锂盐，高粘度、高凝固点(＞35℃)的碳酸乙烯酯为溶剂，加上部分链状碳酸酯溶剂。其中，碳酸乙烯酯能够在充放电过程中在锂离子电池负极表面生成致密有效的固体电解质界面膜(Solid Electrolyte Interface，SEI)，因而成为了电解液中必不可少的一部分。但是，碳酸酯类溶剂与锂金属、硅等高容量负极的兼容性差，溶剂副反应多，会造成电池的循环稳定性差，且产气问题严重。此外，六氟磷酸锂热稳定差，在高温环境下会分解为氟化锂和五氟化磷，进而与电解液溶剂发生反应生成氢氟酸，从而导致负极SEI膜的分解和电极材料的腐蚀，进而降低电池的循环性能和使用寿命；并且锂离子电池在高温下循环时，正极材料中的金属离子会溶出，然后在负极端沉积，还会催化电解液的分解，从而使电池的阻抗显著增加，最终导致会电池容量大幅度衰减及电池安全性问题出现。因此，此类电解液的存储温度一般控制在35℃以下，且高温循环性能不佳。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种电解液、电化学装置及电子设备，所述电解液能取代现有的以六氟磷酸锂为锂盐，以碳酸乙烯酯和链状碳酸酯为溶剂的商用锂离子电池电解液，有效改善二次电池尤其是高硅高镍体系锂电池的常高温充放电性能，并提升电池的综合性能。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术第一方面提供一种电解液，包括以下质量百分比的组分：5％
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20％第一溶剂、25％
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40％第二溶剂、5％
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25％电解质锂盐、25％
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50％稀释剂和0.5％～10％复合添加剂；所述锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)和磺酰亚胺类锂盐，所述第一溶剂为氟代碳酸乙烯酯(FEC)，所述第二溶剂为链状碳酸酯，所述复合添加剂由至少两种不同类型的电解液添加剂组成。
[0005]于本专利技术的一实施方式中，所述第二溶剂为碳原子数小于10的链状碳酸酯，所述碳原子数小于10的链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸乙丙酯和碳酸甲丙酯中的至少一种。
[0006]于本专利技术的一实施方式中，所述磺酰亚胺类锂盐选自双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双(五氟乙基磺酰基)亚氨基锂和双(六氟异丙氧基磺酰)亚氨基锂中的至少一种。
[0007]于本专利技术的一实施方式中，所述电解液中，六氟磷酸锂(LiPF6)的质量百分比为1
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14％，磺酰亚胺类锂盐的质量百分比为4％
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24％。
[0008]于本专利技术的一实施方式中，所述稀释剂为氟代芳香类化合物，所述氟代芳香类化合物选自氟苯、1，2
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二氟苯、1，3
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二氟苯、全氟苯、1，4
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二氟苯、三氟甲基苯、1,2
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二(三氟甲基)苯、1,3
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二(三氟甲基)苯、1,4
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二(三氟甲基)苯、1，3，5
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三(三氟甲基)苯、2
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氟三氟甲苯和3
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氟三氟甲苯中的至少一种。
[0009]于本专利技术的一实施方式中，所述复合添加剂选自锂盐型硼基添加剂、酸酯类添加剂、酸酐类添加剂和硅烷类添加剂中的至少两种。
[0010]于本专利技术的一实施方式中，按质量百分比计，所述复合添加剂包括0.25％
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5.0％锂盐型硼基添加剂、0.15％
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2.0％酸酯类添加剂和0.1％
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3.0％硅烷类添加剂。
[0011]于本专利技术的一实施方式中，所述锂盐型硼基添加剂选自二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双草酸硼酸锂(LiBOB)和四氟硼酸锂(LiBF4)中的至少一种。
[0012]于本专利技术的一实施方式中，所述酸酯类添加剂选自有机磺酸酯类添加剂和/或异氰酸酯类添加剂，所述有机磺酸酯类添加剂选自1,3
‑
丙烷磺酸内酯(PS)和1,3
‑
丙烯磺酸内酯(PST)中的至少一种，所述异氰酸酯类添加剂选自三烯丙基异氰脲酸酯。
[0013]于本专利技术的一实施方式中，所述酸酐类添加剂选自宁康酸酐。
[0014]于本专利技术的一实施方式中，所述硅烷类添加剂选自四乙烯基硅烷(TVSi)。
[0015]本专利技术第二方面提供一种电化学装置，包括第一方面所述的电解液。
[0016]于本专利技术的一实施方式中，所述电化学装置还包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体上的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括至少一种高镍多元正极材料，所述高镍多元正极材料中的镍元素质量百分比不低于60％；所述负极极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体上的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性材料，所述负极活性材料包括硅氧化合物。
[0017]于本专利技术的一实施方式中，所述负极活性材料还包括碳材料和/或硅碳复合材料。
[0018]于本专利技术的一实施方式中，所述高镍多元正极材料包括含锂元素和镍元素的多元复合氧化物，所述含锂元素和镍元素的多元复合氧化物还含有Mn、Co、Ge、Ti、Zr、Mg、Al、Mo和Sn元素中的至少一种，例如化学式为LiNi
0.6
Mn
0.2
Co
0.2
O2的锂锰镍钴复合氧化物，或者，化学式为LiNi1‑
x
‑
y
‑
z
Co
x
Al
y
Mg
z
O2的锂镍钴镁铝复合氧化物，式中，0≤x≤1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1，0≤1
‑
x
‑
y
‑
z≤1。
[0019]本专利技术第三方面提供一种电子设备，包括如第二方面所述的电化学装置。
[0020]如上所述，本专利技术的电解液、电化学装置及电子设备，具有以下有益效果：
[0021]在本专利技术中，采用低熔点且与负极兼容性好的氟代碳酸乙烯酯混合低粘度链状碳酸酯做溶剂，同时以高浓度高热稳定性的磺酰亚胺类锂盐为主盐，并与六氟磷酸锂联用，再通过溶剂/锂盐用量配比优化以及辅助少量复合添加剂设计得到一种新型电解液，能够有效改善二次电池尤其是高硅高镍体系锂电池的常高温循环和存储等性能，并具有良好的兼容性，能使该类电池更适合应用在高温和快充领域；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，包括以下质量百分比的组分：5％
‑
20％第一溶剂、25％
‑
40％第二溶剂、5％
‑
25％电解质锂盐、25％
‑
50％稀释剂和0.5％～10％复合添加剂；所述锂盐包括六氟磷酸锂和磺酰亚胺类锂盐，所述第一溶剂为氟代碳酸乙烯酯，所述第二溶剂为链状碳酸酯，所述复合添加剂由至少两种不同类型的电解液添加剂组成。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述第二溶剂为碳原子数小于10的链状碳酸酯。3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述磺酰亚胺类锂盐选自双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(五氟乙基磺酰基)亚氨基锂和双(六氟异丙氧基磺酰)亚氨基锂中的至少一种。4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述电解液中，六氟磷酸锂的质量百分比为1
‑
14％，磺酰亚胺类锂盐的质量百分比为4％
‑
24％。5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述稀释剂为氟代芳香类化合物。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：余乐，林双双，
申请(专利权)人：远景动力技术江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：