System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电解液、二次电池与用电设备制造技术_技高网

电解液、二次电池与用电设备制造技术

技术编号:42629794 阅读:33 留言:0更新日期:2024-09-06 01:31
本申请公开了一种电解液、二次电池与用电设备,属于新能源技术领域。本申请通过在电解液中添加特定的卤代叔丁基醚稀释剂,在保证电解液继承高浓度电解液具有接触离子对和离子聚集体溶剂化结构特点,有效降低电解液的粘度的同时,提高电解液的阻燃性,诱导电极与电解液界面处产生LiF及Li的其他卤化物,其中LiF能使界面膜的机械强度和致密度更高,阻止电解液和电极发生持续副反应,抑制锂枝晶的生成;Li的其他卤化物具有较低的离子扩散势垒,可以促进锂离子在界面的传输行为,提升电池的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及新能源,涉及电解液、二次电池与用电设备


技术介绍

1、近年来,研究人员发现提高电解液中锂盐的浓度能够有效拓宽电解液的电压稳定窗口,这是因为锂盐浓度较高时,电解液中锂离子的溶剂化结构将会改变,锂离子和电解质中的阴离子更容易发生配位,形成接触离子对(cips)和离子聚集体(aggs)。但是提高电解液中锂盐的浓度,不仅使电解液变得更加粘稠,影响其低温环境下的性能以及与隔膜的浸润性,还会带来不可忽视的原料成本。

2、为了解决高浓度电解液(hces)所存在的上述问题,研究者们提出了局部高浓度电解液(lhces)。目前主要采用氢氟醚类化合物作为稀释剂,但其诱导产生的以lif为主要组分的电极/电解液界面层的离子导电性较低,不利于锂离子在界面处的传导,进而不利于电池的倍率性能。因此,亟需开发一种技术以有效解决稀释剂存在的上述问题。


技术实现思路

1、基于上述问题,本申请的目的在于提供一种电解液、二次电池与用电设备,旨在保证电解液继承高浓度电解液固有cips和aggs溶剂化结构特点的同时,降低电解液的粘度,提高锂离子在电极与电解液界面处的传导,改善电池的倍率性能。

2、为了达到上述目的,第一方面,本申请提供了一种电解液,包含锂盐、溶剂、添加剂及稀释剂;所述稀释剂包含式ⅰ结构化合物中的至少一种,

3、

4、式ⅰ中,r1-r10各自独立包含卤族元素,r1-r10中存在两种或两种以上的卤族元素且其中至少一者包含f;l包含c1-c6亚烷基。

5、在一些实施例中,以所述式ⅰ结构化合物中卤族元素的摩尔量之和为基准计算,所述式ⅰ结构化合物中f的摩尔百分比为60%-90%。

6、在一些实施例中,r1-r10中存在cl、br和i中的至少一种。

7、在一些实施例中,所述式ⅰ所示结构化合物包括如下结构的化合物中的至少一种:

8、

9、在一些实施例中,所述式ⅰ所示结构化合物在所述电解液中的体积分数为20%-80%。

10、在一些实施例中,满足条件(ⅰ)-(ⅱ)中的至少一条:

11、(ⅰ)所述溶剂包括醚类溶剂,所述醚类溶剂包括1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、二甲氧基甲烷和二甘醇二甲醚中的至少一种;

12、(ⅱ)所述锂盐包括双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种;

13、在一些实施例中,所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、丙烯腈、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、二甲磺酰甲烷、磷酸三甲酯、1,3,5-三醛基间苯三酚和磷酸三丙炔酯中的至少一种。

14、在一些实施例中,满足条件(a)-(b)中的至少一条:

15、(a)所述锂盐在所述电解液中的摩尔浓度为0.5-6.0mol/l;

16、(b)所述添加剂在所述电解液中的质量分数为0.1%-5.0%。

17、在本申请第二方面中,提供一种二次电池,包括正极片、负极片、隔膜和第一方面所述电解液。

18、在本申请第三方面中,提供一种用电设备,包括第二方面所述二次电池,所述二次电池作为所述用电设备的供电电源。

19、本申请的有益效果在于:本申请通过在电解液中添加特定的卤代叔丁基醚稀释剂,不仅能保证电解液继承高浓度电解液具有的接触离子对和离子聚集体溶剂化结构特点,有效降低电解液的粘度,而且能提高电解液的阻燃性,诱导电极与电解液界面处产生lif及li的其他卤化物,其中lif能使界面膜的机械强度和致密度更高,阻止电解液和电极发生持续副反应,抑制锂枝晶的生成;li的其他卤化物具有较低的离子扩散势垒,可以促进锂离子在界面的传输行为,提升电池的倍率性能。

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【技术保护点】

1.一种电解液,其特征在于,包含锂盐、溶剂、添加剂及稀释剂;所述稀释剂包含式Ⅰ结构化合物中的至少一种,

2.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,以所述式Ⅰ结构化合物中卤族元素的摩尔量之和为基准计算,所述式Ⅰ结构化合物中F的摩尔百分比为60%-90%。

3.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,R1-R10中存在Cl、Br和I中的至少一种。

4.如权利要求3所述的电解液,其特征在于,所述式Ⅰ所示结构化合物包括如下结构的化合物中的至少一种:

5.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述式Ⅰ所示结构化合物在所述电解液中的体积分数为20%-80%。

6.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,满足条件(Ⅰ)-(Ⅱ)中的至少一条:

7.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、丙烯腈、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、二甲磺酰甲烷、磷酸三甲酯、1,3,5-三醛基间苯三酚和磷酸三丙炔酯中的至少一种。

8.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,满足条件(a)-(b)中的至少一条:p>

9.一种二次电池,其特征在于,包括正极片、负极片、隔膜和如权利要求1-8任一项所述的电解液。

10.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求9所述的二次电池,所述二次电池作为所述用电设备的供电电源。

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【技术特征摘要】

1.一种电解液,其特征在于,包含锂盐、溶剂、添加剂及稀释剂;所述稀释剂包含式ⅰ结构化合物中的至少一种,

2.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,以所述式ⅰ结构化合物中卤族元素的摩尔量之和为基准计算,所述式ⅰ结构化合物中f的摩尔百分比为60%-90%。

3.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,r1-r10中存在cl、br和i中的至少一种。

4.如权利要求3所述的电解液,其特征在于,所述式ⅰ所示结构化合物包括如下结构的化合物中的至少一种:

5.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述式ⅰ所示结构化合物在所述电解液中的体积分数为20%-80%。

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【专利技术属性】
技术研发人员:梁倩雯李臻宋飞飞
申请(专利权)人:欣旺达动力科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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