【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体涉及一种电解液以及包括该电解液的电池。
技术介绍
1、锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池因具备比能量密度较大、循环寿命长等优点，被广泛应用于各类电子产品中，近年来还被大量用于电动车辆和各种电动工具、储能装置中。
2、随着人们生活水平的提高，对电池能量密度也提出了更高的要求。为了提升电池的能量密度，进一步提升锂离子电池正极材料的电压是一个常用的路径。但是，随着正极材料限制电压的不断提高，正极材料的克容量逐渐增加，电池的高温性能损失严重，无法保证长循环寿命。尤其在高电压(>4.5v)长期循环充放电过程中，正极材料的体积会膨胀并导致严重裂纹，电解液进入正极材料内部，破坏正极材料的结构并释放活性氧，活性氧的释放进一步使得电解液加速氧化分解。
3、因此，专利技术一种高温下循环和存储性能稳定且膨胀率低的电池是非常重要的。
技术实现思路
1、为了改善现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种电解液以及包括该电解液的电池。本专利技术的电解液在高温下能够参与cei膜的构建，有利于离子的快速传输，同时在正极材料的表面形成的保护膜，能够有效抑制正极材料在循环过程中的体积膨胀，从而降低电解液在正极表面的氧化分解速率；本专利技术的电解液所得的电池具有更高的循环稳定性，更稳定的高温存储性能和更低的电池体积膨胀率。
2、本专利技术的专利技术人发现，通过提高电解液形成的cei膜的稳定性，可以有效地抑
3、因此，本专利技术的专利技术人通过进一步深入研究后发现了一种添加剂，该添加剂在电解液中可以有效参与cei膜的构建，不仅有利于离子的快速传输，而且该添加剂所含有的不饱和双键还可以在正极材料的表面发生聚合反应，形成一层保护膜，从而能够有效抑制正极材料的体积膨胀；此外，该添加剂还可以优先于电解液溶剂被氧化，从而进一步降低电解液在正极材料表面的氧化分解产生活性氧的速率。本专利技术的专利技术人经过大量深入研究筛选出了能够实现参与膜构建和抑制电解液氧化分解产生活性氧的特定的添加剂。更进一步地，本专利技术的专利技术人发现在含有该添加剂的电解液中继续加入少量的多腈化合物，能够与所述第一添加剂产生协同作用，进一步降低电解液在正极材料表面的氧化速率，抑制正极材料的体积膨胀，提升电池在高温下的循环和存储稳定性。
4、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
5、本专利技术的第一方面提供了一种电解液，所述电解液包括第一添加剂，所述第一添加剂具有式(ⅰ)所示结构，
6、
7、其中，r1和r2各自独立地选自被取代或未被取代的c1-c20的烷烃基、被取代或未被取代的c2-c20的不饱和烯烃基、被取代或未被取代的c3-c20的环烷基、被取代或未被取代的苯基、被取代或未被取代的联苯基、被取代或未被取代的c6-c26的苯烷基和被取代或未被取代的c6-c26的稠环芳烃基，所述取代的取代基为卤素；其中，x、y和z各自独立地选自n、c、s、si、p和b。
8、本专利技术第一方面所述的电解液还可以包括多腈化合物，所述多腈化合物选自二腈化合物、三腈化合物和四腈化合物中的一种或多种。
9、本专利技术第一方面所述的电解液中，所述第一添加剂与所述多腈化合物之间的重量比为(0.002-10):1。
10、本专利技术的第二方面提供一种电池，所述电池的电解液为本专利技术第一方面所述的电解液。
11、本专利技术第二方面所述的电池中，所述电池包括正极片，所述正极片的面密度为ρ，单位为g/cm2，第一方面所述的电解液中第一添加剂的重量百分含量为awt％，多腈化合物的重量百分含量为bwt％，其中，所述ρ、a和b，满足关系式：0.001≤ρ/(a+b)≤0.05；和/或，ρ为0.01g/cm2-0.03g/cm2。
12、通过上述技术方案，本专利技术与现有技术相比至少具有以下优势：
13、(1)本专利技术的电解液能够有效抑制正极材料的体积膨胀；
14、(2)本专利技术的电解液能够降低电解液在正极表面的氧化分解速率；
15、(3)本专利技术的电解液所得的电池具有更高的容量循环稳定性；
16、(4)本专利技术的电解液所得的电池具有更高的高温存储稳定性；
17、(5)本专利技术的电解液所得的电池具有更低的膨胀率。
18、本专利技术的其它特点和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括第一添加剂，所述第一添加剂具有式(Ⅰ)所示结构，
2.根据权利要求1所述的电解液，其中，R1和R2各自独立地选自被取代或未被取代的C1-C5的烷烃基、被取代或未被取代的C2-C5的不饱和烯烃基、被取代或未被取代的C4-C6的环烷基、被取代或未被取代的苯基、被取代或未被取代的联苯基、被取代或未被取代的C7-C10的苯烷基、被取代或未被取代的C7-C10的稠环芳烃基，所述取代的取代基为F、Cl、Br、I；
3.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述第一添加剂选自以下结构：
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电解液，其中，所述二腈化合物具有式(Ⅱ)所示结构，NC-R3-CN(Ⅱ)，所述三腈化合物具有式(Ⅲ)所示结构，所述四腈化合物具有式(Ⅳ)所示结构，
5.根据权利要求4所述的电解液，其中，所述二腈化合物选自丁二腈、戊二腈、已二腈、癸二腈、壬二腈、二氰基苯、对苯二腈、吡啶-3,4-二腈、2,5-二氰基吡啶、2,2,3,3-四氟丁二腈、四氟对苯二腈、4-四氢噻喃亚甲基丙二腈、反丁烯二腈、乙二醇双
6.根据权利要求4或5所述的电解液，其中，以所述电解液的总重量为基准，所述第一添加剂的重量含量为0.02wt％-5wt％，所述多腈化合物的重量含量为0.5wt％-10wt％；
7.根据权利要求6所述的电解液，其中，所述第一添加剂与所述多腈化合物之间的重量比为(0.002-10):1；
8.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1-7中任一项所述的电解液。
9.根据权利要求8所述的电池，其中，所述电池包括正极片，所述正极片的面密度为ρ，单位为g/cm2，所述电解液中第一添加剂的重量百分含量为awt％，所述电解液中多腈化合物的重量百分含量为bwt％，其中，所述ρ、a和b满足关系式：0.001≤ρ/(a+b)≤0.05；
10.根据权利要求9所述的电池，其中，所述ρ、a和b，满足关系式：0.002≤ρ/(a+b)≤0.03。
...【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括第一添加剂，所述第一添加剂具有式(ⅰ)所示结构，
2.根据权利要求1所述的电解液，其中，r1和r2各自独立地选自被取代或未被取代的c1-c5的烷烃基、被取代或未被取代的c2-c5的不饱和烯烃基、被取代或未被取代的c4-c6的环烷基、被取代或未被取代的苯基、被取代或未被取代的联苯基、被取代或未被取代的c7-c10的苯烷基、被取代或未被取代的c7-c10的稠环芳烃基，所述取代的取代基为f、cl、br、i；
3.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述第一添加剂选自以下结构：
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电解液，其中，所述二腈化合物具有式(ⅱ)所示结构，nc-r3-cn(ⅱ)，所述三腈化合物具有式(ⅲ)所示结构，所述四腈化合物具有式(ⅳ)所示结构，
5.根据权利要求4所述的电解液，其中，所述二腈化合物选自丁二腈、戊二腈、已二腈、癸二腈、壬二腈、二氰基苯、对苯二腈、吡啶-3,4-二腈、2,5-二氰基吡啶、2,2,3,3-四氟丁二腈、四...
【专利技术属性】
技术研发人员：于智力，王海，李素丽，曹启雄，陈晓凤，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。