电解液制造技术

本申请公开了一种电解液

【技术实现步骤摘要】
电解液、电化学装置及电子装置


[0001]本申请涉及电化学装置
，尤其涉及一种电解液
、
电化学装置及电子装置
。

技术介绍

[0002]以锂离子电化学装置为代表的电化学装置具有能量密度高
、
循环寿命长，以及污染小
、
无记忆效应等突出特点
。
作为清洁能源，电化学装置的应用已由电子产品逐渐普及到电动汽车等大型装置领域，以适应环境和能源的可持续发展战略
。
由此，也对电化学装置的能量密度提出了更高的要求
。
[0003]在提高电化学装置能量密度的同时，容易出现一些副反应，比如高价态的过渡金属对电解液的氧化分解，导致产气增加，影响电化学装置的性能
。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种电解液
、
电化学装置及电子装置，能够在保证能量密度的同时改善电化学装置的循环性能，降低阻抗增长率
。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种电解液，包括式Ⅰ所示的化合物：
[0006][0007]在式
I
中，
n
选自0或1；
A
15
独立地选自
O
或
S
；
A
11
、A
12
、A
13
、A
14
各自独立地选自且式Ⅰ所示的化合物至少含有一个氰基；其中，
R1独立地选自共价单键
、
经取代或未经取代的
C1‑
C6的亚烷基；
R
11
独立地选自经取代或未经取代的
C1‑
C6的烷基
、
经取代或未经取代的
C2‑
C6的烯基
、
经取代或未经取代的
C2‑
C6的炔基
、
经取代或未经取代的
C6‑
C
10
的芳基，当经取代时，取代基包括卤素；
R
12
独立地选自经取代或未经取代的
C1‑
C6的亚烷基，当经取代时，取代基包括卤素，表示与相邻原子的结合位点
。
通过在电解液中引入式Ⅰ所示的化合物，可以在正极界面
、
负极界面分别形成含
P、S
等元素的保护层，提高电化学装置的循环性能并降低阻抗增长率
。
[0008]在一些示例性的实施例中，式Ⅰ所示的化合物包括以下化合物中的至少一种：
[0009][0010]在一些示例性的实施例中，基于电解液的质量，式Ⅰ所示的化合物的质量百分含量为
A
，
A
满足：
0.01
％
≤A≤3
％
。
式Ⅰ所示的化合物中的氰基可以稳定正极活性材料中高价态的过渡金属
。
通过调控式Ⅰ所示的化合物的质量百分含量在
0.01
％至3％范围内，可以同时稳定正极界面和负极界面，抑制电解液的持续分解
。
[0011]在一些示例性的实施例中，电解液还包括式Ⅱ所示的化合物：
[0012][0013]在式Ⅱ中，
n
选自0到4的整数，
A2独立地选自
R
21
、R
22
、R
23
、R
24
独立地选自共价单键
、C1‑
C5的亚烷基
、C2‑
C4的亚烯基或其中，
R
25
独立地选自氢
、
氰基
、C1‑
C3的烷基或经氰基取代的
C1‑
C3烷基，
R
26
、R
27
各自独立地选自共价单
键或
C1‑
C3的亚烷基
。
式Ⅱ所示的化合物能够与电解液中的式Ⅰ所示的化合物协同作用，进一步稳定正极界面保护层结构
。
[0014]在一些示例性的实施例中，电解液满足以下条件中的至少一者：
(1)
基于电解液的质量，式Ⅰ所示的化合物的质量百分含量为
A
，式Ⅱ所示的化合物的质量百分含量为
B
，
W1＝
A/B
，
0.01≤W1≤5
；
(2)
基于电解液的质量，式Ⅱ所示的化合物的质量百分含量为
B
，
0.1
％
≤B≤5
％；
(3)
式Ⅱ所示的化合物包括以下化合物中的至少一种：
[0015][0016][0017]通过控制式Ⅰ所示的化合物和式Ⅱ所示的化合物满足前述条件中的至少一者，可以对正极界面起到更强的保护作用，进一步抑制电解液的分解，从而进一步改善电化学装
置的循环性能，降低阻抗增长率
。
[0018]在一些示例性的实施例中，电解液还包括式Ⅲ所示的化合物：
[0019][0020]在式
III
中，
A
31
和
A
32
各自独立选自
m
选自0或1；
R
31
、R
32
各自独立地选自共价单键
、
经取代或未经取代的
C1‑
C5的亚烷基
、
经取代或未经取代的
C2‑
C5的亚烯基，经取代时，取代基包括卤素
。
式Ⅲ所示的化合物的抗氧化能力较强，与式Ⅰ化合物共同作用可以进一步提高正极界面的稳定性
。
[0021]在一些示例性的实施例中，电解液满足以下条件中的至少一者：
(1)
基于电解液的质量，式Ⅲ所示的化合物的质量百分含量为
C
，
0.08
％
≤C≤5
％；
(2)
基于电解液的质量，式Ⅰ所示的化合物的质量百分含量为
A
，式Ⅲ所示的化合物的质量百分含量为
C
，
0.15≤C/A≤10
；
(3)
式Ⅲ所示的化合物包括以下化合物中的至少一种：
[0022][0023]式Ⅲ所示的化合物可以在负极表面还原，形成一层
SEI
保护膜，抑制电解液的分解，进一步增强界面的稳定性
。
通过控制式Ⅰ所示的化合物和式Ⅲ所示的化合物满足前述条件中的至少一者，可以进一步改善电化学装置的阻抗性能以及循环性能
。
[0024]在一些示例性的实施例中，电解液还包括式Ⅳ所示的化合物：
[0025][0026]其中，
R
41...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电解液，其特征在于，包括式Ⅰ所示的化合物：在式
I
中，
n
选自0或1；
A
15
独立地选自
O
或
S
；
A
11
、A
12
、A
13
、A
14
各自独立地选自且式Ⅰ所示的化合物至少含有一个氰基；其中，
R1独立地选自共价单键
、
经取代或未经取代的
C1‑
C6的亚烷基；
R
11
独立地选自经取代或未经取代的
C1‑
C6的烷基
、
经取代或未经取代的
C2‑
C6的烯基
、
经取代或未经取代的
C2‑
C6的炔基
、
经取代或未经取代的
C6‑
C
10
的芳基，当经取代时，取代基包括卤素；
R
12
独立地选自经取代或未经取代的
C1‑
C6的亚烷基，当经取代时，取代基包括卤素，表示与相邻原子的结合位点
。2.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液满足以下条件中的至少一者：
(1)
所述式Ⅰ所示的化合物包括以下化合物中的至少一种：
(2)
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为
A
，
A
满足：
0.01
％
≤A≤3
％
。3.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括式Ⅱ所示的化合物：在式Ⅱ中，
n
选自0到4的整数，
A2独立地选自
R
21
、R
22
、R
23
、R
24
独立地选自共价单键
、C1‑
C5的亚烷基
、C2‑
C4的亚烯基或其中，
R
25
独立地选自氢
、
氰基
、C1‑
C3的烷基或经氰基取代的
C1‑
C3烷基，
R
26
、R
27
各自独立地选自共价单键或
C1‑
C3的亚烷基
。4.
根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述电解液满足以下条件中的至少一者：
(1)
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为
A
，所述式Ⅱ所示的化合物的质量百分含量为
B
，
W1＝
A/B
，
0.01≤W1≤5
；
(2)
基于所述电解液的质量，所述式Ⅱ所示的化合物的质量百分含量为
B
，
0.1
％
≤B≤5
％；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭谢学，张丽兰，兰弟胜，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：