[發明專利]一種電解液及電化學裝置

在審

• 申請號: 201980021990.8
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111971845A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 唐超;鄭建明
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

本申請提供了一種電解液及電化學裝置。本申請的電解液包括環硫二乙酸酐和三腈化合物。將環硫二乙酸酐和三腈化合物加入到電解液中，能夠在正負極材料表面形成穩定的保護層，保證電化學裝置在≥4.45V的高電壓下穩定充放電工作。本發明提供的電化學裝置可以在高能量密度、充電截止電壓≥4.45V時，良好地運行；該電化學裝置具有優越的高溫間歇循環性能和放電狀態下的耐高溫性能。

技術領域

本申請涉及儲能技術領域，尤其涉及一種電解液和包含該電解液的電化學裝置。

背景技術

鋰離子電池具有高能量密度，工作電壓高、自放電率低、循環壽命長、無污染等優點，現已作為電源廣泛應用于相機、手機、無人機、筆記本電腦、智能手表等電子產品。近年來，隨著智能電子產品的快速發展，對鋰離子電池的續航能力有了更高的要求。提升鋰離子電池的充電截止電壓，提高正極材料的脫鋰量，是有效提高鋰離子電池能量密度的手段。目前，4.4V高電壓鋰離子電池產品已廣泛應用，進一步提高充電截止電壓至4.45V甚至大于4.5V的高電壓體系是各大科研單位、電池制造企業研究的熱點。然而，提高充電截止電壓也會帶來許多問題，例如電池容易脹氣、高溫下循環容量衰減加速等。如何解決上述高能量密度高電壓鋰離子電池存在的問題以提高電池的續航能力已成為本領域的重要課題。

發明內容

本發明提供了一種電解液和包括該電解液的電化學裝置，所述電解液包括包含取代或未取代的環硫二乙酸酐和三腈化合物。該電解液能在正負極形成較穩定的SEI保護層，能顯著改善高溫下的循環性能，特別是高溫間歇循環性能，以及抑制放電狀態下電池產氣。

本發明的一方面提供了一種電解液。在一些實施例中，所述電解液包含：

式I化合物，以及

式II化合物或式III化合物中的至少一種；

其中，R₁、R₂、R₃及R₄各自獨立選自氫原子，氟原子，取代或未取代的C₁-C₁₀烷基、取代或未取代的C₂-C₁₀烯基、取代或未取代的C₂-C₁₀炔基、取代或未取代的C₆-C₁₂芳基、取代或未取代的C₁-C₁₀烷氧基、或取代或未取代的C₆-C₁₂芳氧基；經取代時，取代基為氟、氰基或C₁-C₁₀烷基；其中a、d和f各自獨立選自1至5的整數，b、c、e、g、h和i各自獨立選自0至5的整數。

在一些實施例中，所述式I化合物包含

中的至少一種。

在一些實施例中，所述式I化合物的量占所述電解液重量的0.05重量％至3重量％。

在一些實施例中，所述式II、式III化合物包含下述化合物中的至少一種。

在一些實施中，所述式II化合物、式III化合物或其組合的量占所述電解液重量的0.1重量％至5重量％。

在一些實施例中，所述電解液進一步包含添加劑A，所述添加劑A包含二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、四氟硼酸鋰、二氟磷酸鋰、四氟磷酸鋰、四氟草酸磷酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鈉、雙三氟甲烷磺酰亞胺鈉、六氟磷酸鈉、雙氟磺酰亞胺鉀、雙三氟甲烷磺酰亞胺鉀或六氟磷酸鉀中的至少一種。

在一些實施例中，所述添加劑A占所述電解液的質量分數為約0.01重量％至約1重量％。