【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池领域，具体地，涉及电解液、电池以及用电设备。
技术介绍
1、电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。电池在化成过程中会形成固态电解质膜(sei膜)，形成sei膜的过程中会消耗活性离子，为了弥补形成sei膜造成的不可逆的容量损失，同时在正极极片上设置容量补偿材料，首周充电过程中容量补偿材料可释放出足够的活性离子，提高电池的首效。但是，容量补偿剂的分解电压较高，降低了容量补偿效果，降低了电池的循环容量保持率。
技术实现思路
1、鉴于
技术介绍
中存在的技术问题，本申请提供一种电解液，能够降低容量补偿剂的分解电压，提高容量补偿的效果，提高电池的循环容量保持率。
2、本申请的第一方面提供一种电解液，包括氧化还原介对，所述氧化还原介对仅具有一个氧化电位，所述氧化还原介对的氧化电位为3.4v-4.2v。
3、本申请提出的电解液，电解液中的氧化还原介对可催化容量补偿剂分解出活性离子，以弥补形成sei膜造成的容量损失。电解液中的氧化还原介对与容量补偿剂为固液接触，可提高氧化还原介对与容量补偿剂的接触效率，由于氧化还原介对仅具有一个氧化电位，在催化容量补偿剂的过程中为单电子反应，可提高氧化还原介对的催化效率，降低容量补偿剂的分解电压。通过使氧化还原介对的氧化电位在上述范围，可降低氧化还原介对的氧化电位，进一步提高氧化还原介对的催化效率，降低容量补偿
4、根据本申请的一些实施例，所述氧化还原介对的氧化电位为3.5v-4v。由此，降低氧化还原介对的氧化电位，提高氧化还原介对的催化效率，降低容量补偿剂的分解电压，提高容量补偿的效果，提高电池的循环容量保持率。
5、根据本申请的一些实施例，所述氧化还原介对的摩尔浓度为1mmol/l-100mmol/l。
6、根据本申请的一些实施例，所述氧化还原介对的摩尔浓度为5mmol/l-50mmol/l。
7、根据本申请的一些实施例，所述氧化还原介对的摩尔浓度为10mmol/l-20mmol/l。
8、由此，通过使氧化还原介对的含量在上述范围，提高氧化还原介对的催化效率，降低电解液的粘度，提高电解液的电导率。
9、根据本申请的一些实施例，所述氧化还原介对包括芳香性氮氧自由基有机物或金属有机配位化合物中的至少一种。由此，上述种类的氧化还原介对仅具有一个氧化电位，可提高其催化效率，降低容量补偿剂的分解电压，提高电池的循环容量保持率。
10、根据本申请的一些实施例，所述金属有机配位化合物包括金属离子和有机配体离子，所述金属离子包括钴离子、锌离子、铜离子、铁离子、镍离子、锰离子或钌离子中的至少一种，所述有机配体包括酞菁基团、三连吡啶基团、环戊二烯基团、聚吡啶基团或卟啉基团中的至少一种。由此，形成的金属有机配位化合物仅具有一个氧化电位，可提高其催化效率，降低容量补偿剂的分解电压，提高电池的循环容量保持率。
11、根据本申请的一些实施例，所述芳香性氮氧自由基有机物包括2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基、2-氮杂金刚烷-n-氧自由基、1-甲基-2-氮杂金刚烷-n-氧自由基、2,2,5-三甲基-4-苯基-3-氮杂己烷-3-硝基氧或叔戊-叔丁基硝基氧中的至少一种。由此，上述种类的芳香性氮氧自由基有机物仅具有一个氧化电位，可提高其催化效率，降低容量补偿剂的分解电压，提高电池的循环容量保持率。
12、根据本申请的一些实施例，所述金属有机配位化合物包括四苯基卟啉铁、四苯基卟啉镍、四苯基卟啉钴、四苯基卟啉锰、四苯基卟啉锌、酞菁铁、酞菁钴、酞菁镍、双(三联吡啶)钴、双(三联吡啶)铁、双(三联吡啶)锰、二茂铁、二茂镍、二茂钴、二茂锌或二茂钌中的至少一种。由此，上述种类的金属有机配位化合物仅具有一个氧化电位，可提高其催化效率，降低容量补偿剂的分解电压，提高电池的循环容量保持率。
13、根据本申请的一些实施例，所述电解液还包括添加剂，所述添加剂中包括x离子，所述x离子可与活性离子结合形成固态电解质膜。由此，降低氧化还原介对形成的氧化态物质在正负极之间穿梭对sei的破坏，保护sei膜。
14、根据本申请的一些实施例，所述x离子包括氟离子或氮离子中的至少一种。由此，氟离子或氮离子可在负极与活性离子形成氟化物或氮化物，保护sei膜。
15、根据本申请的一些实施例，所述添加剂包括含氟酰胺类添加剂或含氮酰胺类添加剂中的至少一种。由此，上述种类的添加剂可在负极与活性离子形成氟化物或氮化物，保护sei膜。
16、根据本申请的一些实施例，所述含氟酰胺类添加剂包括n，n-二甲基三氟乙酰胺、n,n-二乙基三氟乙酰胺、双三氟乙酰胺、n-苄基三氟乙酰胺、4-n,n二甲基氨基三氟乙酰苯或双(三甲基硅基)三氟乙酰胺中的至少一种。由此，上述种类的含氟酰胺类添加剂可分解出氟离子，氟离子可在负极形成氟化物，保护sei膜。
17、根据本申请的一些实施例，所述含氮酰胺类添加剂包括2-氨基-n,n-二甲基乙酰胺、2-(4-氨基苯基)-n,n-二甲基乙酰胺或2-(4-氨基哌啶-1-基)-n,n-二甲基乙酰胺中的至少一种。由此，上述种类的含氮酰胺类添加剂可分解出氮离子，氟离子可在负极形成氟化物，保护sei膜。
18、根据本申请的一些实施例，所述氧化还原介对的摩尔浓度与所述添加剂的摩尔浓度的比为100：(10-40)。由此，在提高氧化还原介对的催化效率的同时，降低氧化还原介对的氧化态物质在正负极穿梭对sei膜的破坏。
19、根据本申请的一些实施例，所述氧化还原介对的摩尔浓度与所述添加剂的摩尔浓度的比为100：(15-25)。由此，在提高氧化还原介对的催化效率的同时，降低氧化还原介对的氧化态物质在正负极穿梭对sei膜的破坏。
20、根据本申请的一些实施例，所述添加剂的摩尔浓度为0.1mmol/l-40mmol/l。由此，降低氧化还原介对的氧化态物质在正负极穿梭对sei膜的破坏。
21、根据本申请的一些实施例，所述添加剂的摩尔浓度为0.75mmol/l-12.5mmol/l。由此，降低氧化还原介对的氧化态物质在正负极穿梭对sei膜的破坏。
22、本申请第二方面提供了一种电池，包括本申请第一方面提供的电解液。由此，可提高电池的循环容量保持率。
23、根据本申请的一些实施例，所述电池包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体，所述正极集流体的至少一侧设有正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料和容量补偿剂。由此，电解液中的氧化还原介对可催化容量补偿剂分解进行容量补偿，提高电池的循环容量保持率。
24、根据本申请的一些实施例，基于所述正极活性材料层的总质量，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电解液，其特征在于，包括氧化还原介对，所述氧化还原介对仅具有一个氧化电位，所述氧化还原介对的氧化电位为3.4V-4.2V。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氧化还原介对的氧化电位为3.5V-4V。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述氧化还原介对的摩尔浓度为1mmol/L-100mmol/L，可选为10mmol/L-20mmol/L。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液，其特征在于，所述氧化还原介对包括芳香性氮氧自由基有机物或金属有机配位化合物中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述金属有机配位化合物包括金属离子和有机配体离子，所述金属离子包括钴离子、锌离子、铜离子、铁离子、镍离子、锰离子或钌离子中的至少一种，所述有机配体包括酞菁基团、三连吡啶基团、环戊二烯基团、聚吡啶基团或卟啉基团中的至少一种。
6.根据权利要求4或5所述的电解液，其特征在于，满足以下条件的至少之一：
7.根据权利要求1-6任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括
8.根据权利要求7所述的电解液，其特征在于，所述X离子包括氟离子或氮离子中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的电解液，其特征在于，所述添加剂包括含氟酰胺类添加剂或含氮酰胺类添加剂中的至少一种。
10.根据权利要求7-9任一项所述的电解液，其特征在于，满足以下条件的至少之一：
11.根据权利要求7-10任一项所述的电解液，其特征在于，所述氧化还原介对的摩尔浓度与所述添加剂的摩尔浓度的比为100：(10-40)，可选为100：(15-25)。
12.根据权利要求7-11任一项所述的电解液，其特征在于，所述添加剂的摩尔浓度为0.1mmol/L-40mmol/L，可选为0.75mmol/L-12.5mmol/L。
13.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的电解液。
14.根据权利要求13所述的电池，其特征在于，所述电池包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体，所述正极集流体的至少一侧设有正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料和容量补偿剂。
15.根据权利要求13或14所述的电池，其特征在于，基于所述正极活性材料层的总质量，所述容量补偿剂的质量占比为0.5％-20％，可选为1％-10％。
16.根据权利要求13-15任一项所述的电池，其特征在于，所述容量补偿剂的体积平均粒径Dv50为0.05μm-30μm，可选为0.05μm-15μm。
17.根据权利要求13-16任一项所述的电池，其特征在于，所述容量补偿剂包括补锂剂和/或补钠剂，所述补锂剂包括Li2O、Li2O2、Li2CO3、Li2C2O4、Li2C4O4、Li2S、Li2Se、Li2Se2或LiF中的至少一种；所述补钠剂包括Na2O、Na2O2、Na2CO3、Na2C2O4、Na2C4O4、Na2S、Na2Se、Na2Se2或NaF中的至少一种。
18.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求13-17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，包括氧化还原介对，所述氧化还原介对仅具有一个氧化电位，所述氧化还原介对的氧化电位为3.4v-4.2v。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氧化还原介对的氧化电位为3.5v-4v。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述氧化还原介对的摩尔浓度为1mmol/l-100mmol/l，可选为10mmol/l-20mmol/l。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液，其特征在于，所述氧化还原介对包括芳香性氮氧自由基有机物或金属有机配位化合物中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述金属有机配位化合物包括金属离子和有机配体离子，所述金属离子包括钴离子、锌离子、铜离子、铁离子、镍离子、锰离子或钌离子中的至少一种，所述有机配体包括酞菁基团、三连吡啶基团、环戊二烯基团、聚吡啶基团或卟啉基团中的至少一种。
6.根据权利要求4或5所述的电解液，其特征在于，满足以下条件的至少之一：
7.根据权利要求1-6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，所述添加剂中包括x离子，所述x离子可与活性离子结合形成固态电解质膜。
8.根据权利要求7所述的电解液，其特征在于，所述x离子包括氟离子或氮离子中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的电解液，其特征在于，所述添加剂包括含氟酰胺类添加剂或含氮酰胺类添加剂中的至少一种。
10.根据权利要求7-9任一项所述的电解液，其特征在于，满足以下条件的至少之一：
11.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，景二东，陈晓，谢浩添，张楠楠，孙信，
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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