【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源电池，特别涉及一种电解液、锂离子电池及用电装置。
技术介绍
1、随着电子技术的进步，便携式设备对电池性能的要求越来越高，并且在细分领域，如无人机、蓝牙耳机等领域，对电池的循环性能要求更高。在满足循环寿命要求的同时，还需兼顾大倍率充放电性能，同时也需要在有限的体积内安装容量更大的锂离子电池，因此就需要提高锂离子电池的体积能量密度。
2、目前提高锂离子电池的能量密度有两条有效的路径：一是提高电池的电压，二是提高正负极活性材料的克容量。提高电池的电压后，正极界面处电解液的副反应更为严重，对电解液的性能要求更高。在各种有一定应用前景的新型负极材料中，硅因其优异的综合性能脱颖而出，成为最有可能实现大规模应用的下一代负极材料。但硅负极在充放电过程中会发生巨大的体积变化，会使负极表面的sei膜发生破裂，导致循环性能恶化。且硅的导电性较差，将硅与石墨混合后会导致负极的快充性能恶化。
3、有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种电解液、锂离子电池、用电装置；本专利技术的电解液能够提升锂离子电池中的正极活性物质的稳定性，抑制过渡金属离子溶出，提高负极活性物质表面sei的稳定性，改善锂离子电池的常温和高温循环性能、高温存储性能及热箱性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种电解液，其包括锂盐，还包括第一溶剂、第一成膜添加剂和第二成膜
4、在一些实施例中，所述氟代醚类化合物a结构式如式(ⅰ)所示：
5、
6、式(ⅰ)，其中，r1-r2均各自独立地选自取代或未取代的碳原子数为1-10的烷基，经取代时，取代基选自f原子；
7、所述噻吩类化合物b结构式如式(ⅰⅰ)所示：
8、
9、式(ii)，其中，r3-r7均各自独立地选自碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为2-10的烯基或炔基、或h原子；
10、所述吡啶类化合物c结构式如式(iii)所示：
11、
12、式(iii)，其中，r9-r13均各自独立地选自f原子、碳原子数为1-10的烷基中的一种。
13、在一些实施例中，所述氟代醚类化合物a包括以下结构式的化合物中的至少一种：
14、a1:a2:
15、所述噻吩类化合物b包括以下结构式的化合物中的至少一种：
16、b1：b2：
17、所述吡啶类化合物c包括以下结构式的化合物中的至少一种：
18、c1：c2：
19、在一些实施例中，所述氟代醚类化合物a含量占电解液总质量的5-20％；所述噻吩类化合物b含量占电解液总质量的0.3-4％；所述吡啶类化合物c含量占电解液总质量的0.5-3％。
20、在一些实施例中，所述的电解液还包括第二溶剂，所述第二溶剂包括碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)中的一种、两种、或多种。
21、在一些实施例中，所述的电解液还包括第三成膜添加剂，所述第三成膜添加剂包括1,3-丙磺酸内酯(ps)、硫酸乙烯酯(dtd)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、三(三甲基硅烷)硼酸酯(tmsb)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(tmsp)中的一种、两种、或多种；
22、所述第三成膜添加剂的含量占电解液总质量的0.1-20％。
23、在一些实施例中，所述锂盐包括六氟磷酸锂(li pf6)；其中，设所述六氟磷酸锂(li pf6)占电解液总质量的含量为x，所述氟代醚类化合物a占电解液总质量的含量为y，所述噻吩类化合物b占电解液总质量的含量为z，所述吡啶类化合物c占电解液总质量的含量为w；所述x为8-25％；且四者间需满足以下关系式：
24、0.01≤y/x≤1.5；
25、0.5≤x/(y+z)≤10；
26、0.01≤w/x≤0.5；
27、-1≤w/(y-2z)≤2。
28、本专利技术所提供的电解液，其各组分含量满足以上关系式能够平衡锂离子电池的成膜厚度与sei膜成分。成膜厚度对锂离子电池性能影响较大，厚度过薄容易导致电子穿过sei，与电解液接触持续发生副反应。若厚度过厚，又会造成阻抗较高，导致锂离子电池的充放电性能下降。sei膜中的组分主要有两种，一种是有机物，一种是无机物，有机物韧性好，对硅负极充放电过程中的体积变化抵抗能力强，但导离子性能较差，阻抗较高，无机物一般具有较高的杨氏模量，电化学稳定性高，但其韧性较差，在巨大的体积变化下稳定性可能降低。只有两种组分含量合适时，才能使电池性能达到最佳。电解液中各组分若不满足上述关系式，sei会出现过厚或者过薄的情况，sei膜中的无机物或者有机物占主导，均不利于电池的综合性能达到最佳。
29、在一些实施例中，所述锂盐还包括二氟磷酸锂(lidfp)、二氟双草酸磷酸锂(liodfp)、四氟草酸磷酸锂(liotfp)、双草酸硼酸锂(libob)、二氟草酸硼酸锂(liodfb)、四氟硼酸锂(libf4)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐(litfsi)、以及双氟磺酰亚胺锂(lifsi)中的一种、两种、或多种。
30、本专利技术的目的还在于，提供一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜、以及本专利技术上述提供的电解液。
31、在一些实施例中，所述正极极片包括铝箔集流体和正极膜片；所述正极膜片包括正极活性物质钴酸锂(licoo2)、导电剂、以及粘结剂；
32、所述负极极片包括铜箔集流体和负极膜片；所述负极膜片包括负极活性物质、导电剂、增稠剂和粘结剂；所述负极活性物质为石墨和硅氧活性材料(siox)、或石墨和硅碳活性材料(sic)，即所述负极活性物质为石墨+siox，或者所述负极活性物质为石墨+sic。
33、本专利技术的目的还在于，提供一种用电装置，包括如上所述的锂离子电池。
34、相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
35、本专利技术提供的电解液通过引入氟代醚类化合物a作为第一溶剂、引入噻吩类化合物b作为第一成膜添加剂、以及引入吡啶类化合物c作为第二成膜添加剂组成的新型电解液体系，能够提高电解液的耐氧化性，使电解液适应4.53v及以上的高电压licoo2-石墨/硅负极材料体系，改善锂离子电池的高电压循环性能、高温存储性能及热箱性能。
36、本专利技术的电解液通过氟代醚类化合物a作为第一溶剂，因其内的f原子作为电负性最强的元素，具有强烈的吸电子效应，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电解液，其包括锂盐，其特征在于，还包括第一溶剂、第一成膜添加剂和第二成膜添加剂；所述第一溶剂为氟代醚类化合物A；所述第一成膜添加剂为噻吩类化合物B；所述第二成膜添加剂为吡啶类化合物C；所述氟代醚类化合物A的含量占电解液总质量的1-30％；所述噻吩类化合物B的含量占电解液总质量的0.1-5％；所述吡啶类化合物C的含量占电解液总质量的0.2-5％。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟代醚类化合物A含量占电解液总质量的5-20％；所述噻吩类化合物B含量占电解液总质量的0.3-4％；所述吡啶类化合物C含量占电解液总质量的0.5-3％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电解液，其特征在于，还包括第二溶剂，所述第二溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)中的一种、两种、或多种。
6.根据权利要求1-4任一项所述的电解液，其特征在于，还包括第三成膜添加剂，所述第三成膜添
7.根据权利要求1-4任一项所述的电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)；其中，设所述六氟磷酸锂(LiPF6)占电解液总质量的含量为x，所述氟代醚类化合物A占电解液总质量的含量为y，所述噻吩类化合物B占电解液总质量的含量为z，所述吡啶类化合物C占电解液总质量的含量为w；所述x为8-25％；且四者间需满足以下关系式：
8.根据权利要求7所述的电解液，其特征在于，所述锂盐还包括二氟磷酸锂(LiDFP)、二氟双草酸磷酸锂(LiODFP)、四氟草酸磷酸锂(LiOTFP)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐(LiTFSI)、以及双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)中的一种、两种、或多种。
9.一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜、以及电解液，其特征在于，所述电解液为权利要求1至8任一项所述的电解液。
10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种电解液，其包括锂盐，其特征在于，还包括第一溶剂、第一成膜添加剂和第二成膜添加剂；所述第一溶剂为氟代醚类化合物a；所述第一成膜添加剂为噻吩类化合物b；所述第二成膜添加剂为吡啶类化合物c；所述氟代醚类化合物a的含量占电解液总质量的1-30％；所述噻吩类化合物b的含量占电解液总质量的0.1-5％；所述吡啶类化合物c的含量占电解液总质量的0.2-5％。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟代醚类化合物a含量占电解液总质量的5-20％；所述噻吩类化合物b含量占电解液总质量的0.3-4％；所述吡啶类化合物c含量占电解液总质量的0.5-3％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电解液，其特征在于，还包括第二溶剂，所述第二溶剂包括碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)中的一种、两种、或多种。
6.根据权利要求1-4任一项所述的电解液，其特征在于，还包括第三成膜添加剂，所述第三成膜添加剂包括1,3-丙磺酸内酯(ps)、硫酸乙烯酯(dtd)、氟代碳酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋阳慧，熊伟，郑畅，杨新哲，马斌，
申请(专利权)人：惠州锂威新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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