【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及电池，更具体地，涉及电解液、电化学装置及电子装置。
技术介绍
1、锂离子电池作为一种便携的电化学装置，近年来被广泛应用于手机、笔记本电脑、相机等电子产品中。与此同时，消费者对锂离子电池的能量密度、高温安全性和使用寿命的要求也越来越高。
技术实现思路
1、本申请提供一种电解液、电化学装置及电子装置，所述电解液应用于电化学装置时，能够改善电化学装置的库伦效率、循环性能以及高温存储性能。
2、第一方面，本申请提出了一种电解液。所述电解液包括式(i)化合物和氟代碳酸酯化合物，
3、
4、式(i)中，x选自氧原子或n-r8；r1、r2、r3、r4、r5、r6和r8各自独立地选自氢原子、卤素原子、经取代或未经取代的c1至c10烷基、经取代或未经取代的c2至c10烯基、经取代或未经取代的c2至c10炔基、经取代或未经取代的c6至c10芳基、经取代或未经取代的c1至c10烷氧基、经取代或未经取代的c2至c10烯氧基、经取代或未经取代的c2至c10炔氧基、经取代或未经取代的c6至c10芳氧基、经取代或未经取代的c1至c10烷氧基烷基、经取代或未经取代的c1至c10羧基、经取代或未经取代的c2至c10羧酸酯基、经取代或未经取代的c2至c10碳酸酯基、氰基、氨基、经取代或未经取代的c1至c10含氮基团、经取代或未经取代的c1至c10含硫基团、经取代或未经取代的c1至c10含硼基团、经取代或未经取代的c1至c10含硅基团或经取代或未经取代的c1至c10含磷基团
5、根据本申请的电解液，一方面，所包含的氟代碳酸酯化合物，可以与锂盐共同作用，在负极活性材料表面发生较强的成膜反应，形成固体电解质界面膜(sei膜)，稳定负极之后的充放电循环，但是所形成的sei膜具有丰富的li2co3成分，高温下不稳定，容易分解产气。引入式(i)化合物，可以在成膜阶段发生聚合反应，从而在sei膜中引入刚性的桥环结构，不仅可以抑制负极膨胀、降低电解液成膜消耗、提升电化学装置的首周库伦效率，还可以有效降低sei膜中li2co3成分的含量，并且，由于式(i)化合物中的酸酐/酰胺基团同步成膜至活性材料表面，可以捕获电解液中的微量水和酸，进一步抑制高温下sei膜中li2co3成分的分解产气，从而大幅改善电化学装置的高温存储性能。此外，由于式(i)化合物中桥环结构的位阻，可以获得相对较小的成膜阻抗，并且可以抑制循环过程中的副产物在活性材料表面的密堆积，促进锂离子在活性材料和电解液之间的传输，从而进一步提升电化学装置的循环性能。
6、在一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述式(i)化合物的质量百分含量为a％，0.01≤a≤7。在一些实施例中，0.1≤a≤5。
7、在一些实施例中，所述氟代碳酸酯化合物的质量百分含量为b％，3≤b≤20。在一些实施例中，10≤b≤20。
8、在一些实施例中，0.001≤a/b≤1。在一些实施例中，0.03≤a/b≤0.8。
9、在一些实施例中，所述式(i)化合物包括式(i-1)化合物至式(i-20)化合物中的至少一种：
10、
11、
12、在一些实施例中，所述氟代碳酸酯化合物包括氟代碳酸乙烯酯(fec)、三氟甲基碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯(femc)、二氟代碳酸乙烯酯(dfec)或二(2,2,2三氟乙基)碳酸酯中的至少一种。
13、第二方面，本申请提出了一种电化学装置，包括如本申请第一方面任一实施例所述的电解液，所述电化学装置还包括负极极片，所述负极极片包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包括硅基材料和碳材料。
14、在一些实施例中，所述硅基材料平行于所述负极极片的厚度方向的截面积记为x1μm2；所述碳材料平行于所述负极极片的厚度方向的截面积记为x2μm2；满足：0.01≤x1/x2≤3，0.13≤a/(x1/x2)≤100。
15、在一些实施例中，所述负极活性物质层包括沿所述负极极片的厚度方向延伸的第一孔；所述电化学装置满足：0.02≤a/(πrdσ)≤13，其中，π表示圆周率；rμm表示所述第一孔的孔径；dμm表示所述第一孔的孔深；σ个/mm2表示每平方毫米所述负极活性物质层中所述第一孔的数量。在一些实施例中，0.05≤a/(πrdσ)≤8。
16、在一些实施例中，8≤r≤110。在一些实施例中，8≤r≤50。
17、在一些实施例中，1≤d≤100。在一些实施例中，3≤d≤80。
18、在一些实施例中，0.5≤σ≤30。在一些实施例中，5≤σ≤25。
19、在一些实施例中，所述硅基材料包括硅氧复合材料、硅碳复合材料或硅单质中的至少一种。
20、在一些实施例中，所述碳材料包括人造石墨、天然石墨、软碳或硬碳中的至少一种。
21、第三方面，本申请提出了一种电子装置，包括如本申请第二方面任一实施例的电化学装置。
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1.一种电解液，所述电解液包括式(I)化合物和氟代碳酸酯化合物，
2.根据权利要求1所述的电解液，其中，基于所述电解液的质量，所述式(I)化合物的质量百分含量为a％，所述氟代碳酸酯化合物的质量百分含量为b％，满足下列条件中的至少一者：
3.根据权利要求2所述的电解液，其中，所述电解液满足下列条件中的至少一者：
4.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述式(I)化合物包括式(I-1)化合物至式(I-20)化合物中的至少一种：
5.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述氟代碳酸酯化合物包括氟代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、二氟代碳酸乙烯酯或二(2,2,2三氟乙基)碳酸酯中的至少一种。
6.一种电化学装置，包括权利要求1至5中任一项所述的电解液，所述电化学装置还包括负极极片，所述负极极片包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包括硅基材料和碳材料。
7.根据权利要求6所述的电化学装置，其中，所述硅基材料平行于所述负极极片的厚度方向的截面积记为X1μm2；所述碳材料平行于所述负极极片的厚度方向的截
8.根据权利要求6所述的电化学装置，其中，所述负极活性物质层包括沿所述负极极片的厚度方向延伸的第一孔；所述电化学装置满足：0.02≤a/(πrdσ)≤13，其中，π表示圆周率；rμm表示所述第一孔的孔径；dμm表示所述第一孔的孔深；σ个/mm2表示每平方毫米所述负极活性物质层中所述第一孔的数量。
9.根据权利要求8所述的电化学装置，其中，所述电化学装置满足以下条件中的至少一者：
10.根据权利要求9所述的电化学装置，其中，所述电化学装置满足下列条件中的至少一者：
11.根据权利要求6所述的电化学装置，其中，所述电化学装置满足下列条件中的至少一者：
12.一种电子装置，包括如权利要求6至11中任一项所述的电化学装置。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电解液，所述电解液包括式(i)化合物和氟代碳酸酯化合物，
2.根据权利要求1所述的电解液，其中，基于所述电解液的质量，所述式(i)化合物的质量百分含量为a％，所述氟代碳酸酯化合物的质量百分含量为b％，满足下列条件中的至少一者：
3.根据权利要求2所述的电解液，其中，所述电解液满足下列条件中的至少一者：
4.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述式(i)化合物包括式(i-1)化合物至式(i-20)化合物中的至少一种：
5.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述氟代碳酸酯化合物包括氟代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、二氟代碳酸乙烯酯或二(2,2,2三氟乙基)碳酸酯中的至少一种。
6.一种电化学装置，包括权利要求1至5中任一项所述的电解液，所述电化学装置还包括负极极片，所述负极极片包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包括硅基材料和碳材料。
7.根据权利要求6所述的电化学装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王翔，王蕊，唐超，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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