[發明專利]電解液及電化學儲能裝置

有效

• 申請號: 201710706665.8
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN109411813B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 王小梅;史松君;湛英杰;劉文浩;付成華
• 申請（專利權）人: 寧德時代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本申請提供一種電解液及電化學儲能裝置。所述電解液包括電解質鹽以及添加劑。所述添加劑包括磷酸酯季銨鹽以及環狀硫酸酯。二者協同作用可以使電化學儲能裝置的正負極表面均生成一層致密、均勻且穩定的鈍化膜，尤其是在負極表面能夠形成低阻抗且致密的固態電解質界面膜，可減少正、負極與電解液的接觸，從而避免電解液在正、負極表面發生持續的氧化和還原反應，進而減弱了電解液的分解和電化學儲能裝置的內阻上升，使電化學儲能裝置在高壓實厚涂布下仍具有較好的高溫循環性能和較低的直流電阻。

技術領域

本申請涉及儲能裝置領域，尤其涉及一種電解液及電化學儲能裝置。

背景技術

近年來，隨著全球環境惡化和能源短缺等問題的日趨嚴重，相對于傳統的鎳氫、鎳鎘和鉛酸電池，使用非水電解液的鋰離子電池由于具有更高的比能量密度、更好的循環性能、更寬的工作溫度和更友好的環境兼容性，因而使用需求得到了爆發式的增長，特別是在對能量密度要求很高的高端消費電子器件領域和電動運輸車領域內更是占據了應用的主導地位。

為了滿足人們對能量密度越來越高的要求，采用高壓實和厚涂布的正負極極片處理工藝現已成為業界用于提升鋰離子電池能量密度的通用策略。不過，隨之帶來的問題是，非水電解液很難完全浸潤高壓實和厚涂布的正負極極片上各個活性材料顆粒間的間隙，單位集流體上的活性材料的涂布重量的提高會導致鋰離子電池的動力學性能惡化嚴重，從而導致鋰離子電池在充放電時(特別是在低溫環境中)會出現很大的歐姆極化，最終使得鋰離子電池的各項性能急劇惡化，例如會嚴重影響鋰離子的遷移率，從而使得鋰離子電池出現倍率性能差、低溫性能差等現象。

因此，現在亟需提供一種電解液，使其應用于高壓實厚涂布的鋰離子電池中后，依舊能夠提高鋰離子電池的性能。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種電解液及電化學儲能裝置，所述電化學儲能裝置在高壓實厚涂布下仍具有較好的高溫循環性能以及較低的直流電阻。

為了達到上述目的，在本發明的一方面，本發明提供了一種電解液，其包括電解質鹽以及添加劑。所述添加劑包括磷酸酯季銨鹽以及環狀硫酸酯。

在本發明的另一方面，本發明提供了一種電化學儲能裝置，其包括本申請一方面所述的電解液。

相對于現有技術，本發明的有益效果為：

本申請的電解液添加劑包括磷酸酯季銨鹽以及環狀硫酸酯，二者協同作用可以使電化學儲能裝置的正負極表面均生成一層致密、均勻且穩定的鈍化膜，尤其是在負極表面能夠形成低阻抗且致密的固態電解質界面膜，可減少正、負極與電解液的接觸，從而避免電解液在正、負極表面發生持續的氧化和還原反應，進而減弱了電解液的分解和電化學儲能裝置的內阻上升，使電化學儲能裝置在高壓實厚涂布下仍具有較好的高溫循環性能和較低的直流電阻。

具體實施方式

下面詳細說明根據本發明的電解液及電化學儲能裝置。

首先說明根據本發明第一方面的電解液。

根據本申請第一方面的電解液包括電解質鹽以及添加劑。所述添加劑包括磷酸酯季銨鹽以及環狀硫酸酯。

在根據本申請第一方面所述的電解液中，所述磷酸酯季銨鹽選自式1所示的化合物中的一種或幾種；在式1中，R₁₁、R₁₂各自獨立地選自取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C6～C16的單環芳基中的一種；R₁₃選自取代或未取代的C1～C12的亞烷基中的一種；R₁₄選自取代或未取代的C1～C6的烷基中的一種；R₁₅選自取代或未取代的C1～C3的亞烷基中的一種；在R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄、R₁₅中，取代基選自C1～C3的烷基、鹵素中的一種或幾種。