【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，特别涉及一种电解液、电池和用电装置。
技术介绍
1、锂离子电池因其工作电位高，寿命长，环境友好的特点成为最受欢迎的能量存储系统，现已被广泛应用于纯电动汽车，混合电动汽车，智能电网等领域。
2、锂离子电池在使用过程中存在锂源消耗的问题，导致锂离子电池的性能变差。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种电解液，旨在改善锂的消耗。
2、为实现上述目的，本专利技术提出的一种电解液，所述电解液包括异氰酸酯基化合物，所述异氰酸酯基化合物的结构通式为：r1表示烷基、杂烷基、芳基、杂芳基、脂环基、杂脂环基中的一种。
3、可以理解的是，本申请中对异氰酸酯基化合物的结构并不作限定，异氰酸酯基化合物的结构通式为：r1表示烷基、杂烷基、芳基、杂芳基、脂环基、杂脂环基中的一种。例如，烷基可以是包括c2～c10的烷基，杂烷基可以是包括c2～c10杂烷基，芳基可以是包括c6～c18芳基，所述杂芳基可以是包括c2～c18杂芳基，所述脂环基可以是包括c3～c18脂环基，所述杂脂环基可以是包括c3～c18杂脂环基。同时，烷基、杂烷基、芳基、杂芳基、脂环基、杂脂环基中的其中之一包括取代基，取代基可以是烷基、烯基、炔基、氧杂烷基、酯基、卤原子、-cn、-nco、-oh、-cooh、-sooh中的至少一种。
4、可选地，所述异氰酸酯基化合物的结构通式为：r2表示亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、杂亚芳基、亚脂环基、杂亚脂环基中的一种。
5、异
6、可选地，所述亚烷基包括c2～c10亚烷基；
7、和/或，所述杂亚烷基包括c2～c10杂亚烷基；
8、和/或，所述亚芳基包括c6～c18亚芳基；
9、和/或，所述杂亚芳基包括c2～c18杂亚芳基；
10、和/或，所述亚脂环基包括c3～c18亚脂环基；
11、和/或，所述杂亚脂环基包括c3～c18杂亚脂环基。
12、r2表示的上述基团，随着碳个数的增加，异氰酸酯基化合物整体质量会变大，而异氰酸酯基团数不变，导致单位质量的异氰酸酯基化合物中参与反应的基团下降，导致异氰酸酯基化合物与该副产物的反应变慢，不利于异氰酸酯基化合物对该副产物的捕获。
13、同时，r2表示的上述基团，从成本和制备方面考虑，随着碳个数的增加，异氰酸酯基化合物的制备会变得困难，成本增加。
14、优选地，亚烷基包括c2～c10亚烷基；和/或，所述杂亚烷基包括c2～c10杂亚烷基；和/或，所述亚芳基包括c6～c18亚芳基；和/或，所述杂亚芳基包括c2～c18杂亚芳基；和/或，所述亚脂环基包括c3～c18亚脂环基；和/或，所述杂亚脂环基包括c3～c18杂亚脂环基。
15、可选地，所述亚烷基、所述杂亚烷基、所述亚芳基、所述杂亚芳基、所述亚脂环基、所述杂亚脂环基中的至少其中之一包括取代基ra，所述ra包括烷基、烯基、炔基、氧杂烷基、酯基、卤原子、-cn、-nco、-oh、-cooh、-sooh中的至少一种。
16、亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、杂亚芳基、亚脂环基、杂亚脂环基的至少其中之一包括取代基ra，ra包括烷基、烯基、炔基、氧杂烷基、酯基、卤原子、-cn、-nco、-oh、-cooh、-sooh中的至少一种。
17、可选地，所述烷基包括c2～c10烷基；
18、和/或，所述烯基包括c2～c10烯基；
19、和/或，所述炔基包括c2～c10炔基；
20、和/或，所述氧杂烷基包括c2～c10氧杂烷基。
21、ra包括烷基、烯基、炔基、氧杂烷基，其中，所述烷基可以是包括c2～c10烷基，所述烯基可以是包括c2～c10烯基；和/或，所述炔基可以是包括c2～c10炔基；和/或，所述氧杂烷基可以是包括c2～c10氧杂烷基。
22、可选地，所述异氰酸酯基化合物包括如下化合物中的至少一种：
23、
24、
25、
26、也即，本申请中的异氰酸酯基化合物可以选自上述32种化合物中的至少一种，例如，可以是其中一种，也可以是其中多种的混合，具体不作限定。
27、可选地，所述异氰酸酯基化合物在所述电解液中的质量占比为w1，满足0.01％≤w1≤20％，优选地，0.1％≤w1≤10％，优选地0.3％≤w1≤5％。
28、异氰酸酯基化合物在电解液中的质量过少，难以起到捕获该副产物的作用，过多的异氰酸酯基化合物又会使负极阻抗增大，使锂离子电池容量异常、循环性能差。当异氰酸酯基化合物在电解液中的质量占比处于0.01％≤w1≤20％范围时，既能不恶化正负极阻抗，又可以改善锂离子电池容量发挥和循环性能。
29、可选地，所述电解液还包括有机溶剂，所述有机溶剂包括链状碳酸酯、环状碳酸酯、羧酸酯中的一种或几种。
30、有机溶剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，具体地，有机溶剂可包括链状碳酸酯、环状碳酸酯、羧酸酯中的一种或几种。其中，链状碳酸酯、环状碳酸酯、羧酸酯的种类没有具体的限制，可根据实际需求进行选择。优选地，有机溶剂还可包括碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、四氢呋喃中的一种或几种。
31、可选地，所述电解液还包括添加剂，所述添加剂包括含有不饱和键的环状碳酸酯化合物、卤素取代的环状碳酸酯化合物、硫酸酯化合物、亚硫酸酯化合物、磺酸内酯化合物、二磺酸化合物、腈化合物、芳香化合物、异氰酸酯化合物、磷腈化合物、环状酸酐化合物、亚磷酸酯化合物、磷酸酯化合物、硼酸酯化合物、羧酸酯化合物中的至少一种。
32、为了提高电池的循环性能和存储性能，添加剂还包括含有不饱和键的环状碳酸酯化合物、卤素取代的环状碳酸酯化合物、硫酸酯化合物、亚硫酸酯化合物、磺酸内酯化合物、二磺酸化合物、腈化合物、芳香化合物、异氰酸酯化合物、磷腈化合物、环状酸酐化合物、亚磷酸酯化合物、磷酸酯化合物、硼酸酯化合物、羧酸酯化合物中的至少一种。
33、可选地，所述电解液还包括锂盐，所述锂盐包括lin(cxf2x+1so2)(cyf2y+1so2)、lipf6、libf4、libob、liasf6、li(fso2)2n、licf3so3以及liclo4中的一种或几种，其中，x、y为自然数。
34、所述锂盐的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。所述锂盐包括l本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括异氰酸酯基化合物，所述异氰酸酯基化合物的结构通式为：R1表示烷基、杂烷基、芳基、杂芳基、脂环基、杂脂环基中的一种。
2.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述异氰酸酯基化合物的结构通式为：R2表示亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、杂亚芳基、亚脂环基、杂亚脂环基中的一种。
3.如权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述亚烷基包括C2～C10亚烷基；
4.如权利要求2或3所述的电解液，其特征在于，所述亚烷基、所述杂亚烷基、所述亚芳基、所述杂亚芳基、所述亚脂环基、所述杂亚脂环基中的至少其中之一包括取代基Ra，所述Ra包括烷基、烯基、炔基、氧杂烷基、酯基、卤原子、-CN、-NCO、-OH、-COOH、-SOOH中的至少一种。
5.如权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述烷基包括C2～C10烷基；
6.如权利要求1至5中任一项所述的电解液，其特征在于，所述异氰酸酯基化合物包括如下化合物中的至少一种：
7.如权利要求1至6中任一项所述的电解液，其特征在于，所述异氰酸酯基化合物在所述
8.如权利要求1至7中任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括有机溶剂，所述有机溶剂包括链状碳酸酯、环状碳酸酯、羧酸酯中的一种或几种。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括添加剂，所述添加剂包括含有不饱和键的环状碳酸酯化合物、卤素取代的环状碳酸酯化合物、硫酸酯化合物、亚硫酸酯化合物、磺酸内酯化合物、二磺酸化合物、腈化合物、芳香化合物、异氰酸酯化合物、磷腈化合物、环状酸酐化合物、亚磷酸酯化合物、磷酸酯化合物、硼酸酯化合物、羧酸酯化合物中的至少一种。
10.如权利要求1至9中任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括锂盐，所述锂盐包括LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)、LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiAsF6、Li(FSO2)2N、LiCF3SO3以及LiClO4中的一种或几种，其中，x、y为自然数。
11.如权利要求10所述的电解液，其特征在于，所述锂盐的浓度范围为0.5M～2.5M，优选0.8M～2M。
12.一种电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片、隔膜以及如权利要求1至11中任一项所述的电解液。
13.如权利要求12所述的电池，其特征在于，所述电池中包括补锂剂。
14.如权利要求13所述的电池，其特征在于，所述补锂剂包括Li2M1O2、Li2M2O3、Li3M3O4、Li5M4O4、Li6M5O4中的一种或几种，其中，M1包括Ni、Co、Fe、Mn、Zn、Mg、Ca、Cu中的一种或几种，M2包括Mn、Sn、Mo、Ru、Ir中的一种或几种，M3包括V、Nb、Cr、Mo中的一种或几种，M4包括Fe、Cr、V、Mo中的一种或几种，M5包括Co、V、Cr、Mo中的一种或几种。
15.如权利要求13或14所述的电池，其特征在于，所述补锂剂在所述电池的正极活性涂层中的质量占比为W2，满足0.1％≤W2≤10％，优选地1％≤W2≤8％，优选地1％≤W2≤5％。
16.如权利要求13至15中任一项所述的电池，其特征在于，所述补锂剂包括碳包覆层。
17.如权利要求16所述的电池，其特征在于，所述碳包覆层在所述补锂剂中的质量占比为W3，满足0.01％≤W3≤10％，优选地0.1％≤W3≤5％。
18.如权利要求13至17中任一项所述的电池，其特征在于，所述补锂剂的Dv50范围为0.1μm≤Dv50≤30μm，优选地1μm≤Dv50≤15μm，优选地2μm≤Dv50≤12μm。
19.如权利要求12至18中任一项所述的电池，其特征在于，所述正极极片的活性比表面积为B，满足0cm2/g＜B≤20cm2/g，优选地2cm2/g≤B≤10cm2/g。
20.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括权利要求12至19中任一项所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括异氰酸酯基化合物，所述异氰酸酯基化合物的结构通式为：r1表示烷基、杂烷基、芳基、杂芳基、脂环基、杂脂环基中的一种。
2.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述异氰酸酯基化合物的结构通式为：r2表示亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、杂亚芳基、亚脂环基、杂亚脂环基中的一种。
3.如权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述亚烷基包括c2～c10亚烷基；
4.如权利要求2或3所述的电解液，其特征在于，所述亚烷基、所述杂亚烷基、所述亚芳基、所述杂亚芳基、所述亚脂环基、所述杂亚脂环基中的至少其中之一包括取代基ra，所述ra包括烷基、烯基、炔基、氧杂烷基、酯基、卤原子、-cn、-nco、-oh、-cooh、-sooh中的至少一种。
5.如权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述烷基包括c2～c10烷基；
6.如权利要求1至5中任一项所述的电解液，其特征在于，所述异氰酸酯基化合物包括如下化合物中的至少一种：
7.如权利要求1至6中任一项所述的电解液，其特征在于，所述异氰酸酯基化合物在所述电解液中的质量占比为w1，满足0.01％≤w1≤20％，优选地0.1％≤w1≤10％，优选地0.3％≤w1≤5％。
8.如权利要求1至7中任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括有机溶剂，所述有机溶剂包括链状碳酸酯、环状碳酸酯、羧酸酯中的一种或几种。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括添加剂，所述添加剂包括含有不饱和键的环状碳酸酯化合物、卤素取代的环状碳酸酯化合物、硫酸酯化合物、亚硫酸酯化合物、磺酸内酯化合物、二磺酸化合物、腈化合物、芳香化合物、异氰酸酯化合物、磷腈化合物、环状酸酐化合物、亚磷酸酯化合物、磷酸酯化合物、硼酸酯化合物、羧酸酯化合物中的至少一种。
10.如权利要求1至9中任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括锂盐，所述锂盐包括lin(cxf2x+1so2)(cyf2y+1so2)、lipf6、l...
【专利技术属性】
技术研发人员：任家墨，张立美，陈培培，刘姣，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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