[發明專利]電解液和包含電解液的電化學裝置及電子裝置

有效

• 申請號: 202010595886.4
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111740165B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 許艷艷;鄭建明;徐春瑞;韓翔龍
• 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;H01M4/131;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: 蕭輔寬

本申請涉及一種電解液和包括電解液的電化學裝置及電子裝置，所述電解液包含添加劑A和雜環化合物。本申請的電化學裝置包括所述電解液，具有顯著改善的高溫循環性能和高溫存儲性能。

技術領域

本申請涉及儲能技術領域，尤其涉及電解液和包含電解液的電化學裝置及電子裝置。

背景技術

為了克服在保護環境方面日益嚴重的全球能源短缺，必須大幅度減少對不可再生能源的依賴。應作出巨大努力有效地轉換、儲存、運輸和獲取可再生能源，例如風能、太陽能和潮流。由于高能量密度和相對簡單的反應機理、工作電壓高、壽命長、綠色環保，可再充電的鋰離子電池(LIB)被認為是最具吸引力的儲能系統之一。如今，鋰離子電池已經廣泛地應用于各種領域，從諸如電子產品如照相機、數碼相機、3C消費類電子產品到包括混合電動車輛(HEV)、Plugin混合電動車輛(PHEV)和電動車輛(EVS)的固定能量存儲系統和運輸工具。鋰離子電池一般由正極、負極、隔離膜和電解液組成。正極包含正極活性材料，正極活性材料主要由含鋰金屬化合物組成，而錳酸鋰具有三維隧道結構及優異的脫鋰性質，其資源豐富、價格低廉、安全性好、易合成、無毒、對環境友好，是最適合用作正極的材料之一。然而錳酸鋰存在嚴重的容量衰減問題，尤其是在高溫條件下，其容量衰減的主要原因有：Jahn-Teller效應、過渡金屬的溶解、電解液分解產氣等，因此改善錳酸鋰的容量衰減問題可以從正極活性材料的形貌控制、表面包覆、元素摻雜、電解液優化等方面進行改進。

電解液作為重要的關鍵材料，在正負極之前起到傳遞鋰離子的作用，是電池獲得高能量、大倍率、長循環、高安全等性能的重要保證。一般商業化的電解液包括有機溶劑、添加劑和鋰鹽。添加劑的種類繁多，作用顯著，成為改善電池性能的關鍵因素，單一的添加劑難以形成穩定的界面保護，且隨著加入量的增加成膜阻抗較大。因此，本申請提出一種電解液配方，既可以減少錳酸鋰電池的高溫產氣，又不惡化阻抗，進而具有優異的高溫及低溫性能。

發明內容

本申請提供一種電解液和包括電解液的電化學裝置，以試圖在至少某種程度上解決至少一個存在于相關領域中的問題。

本申請提供了一種包含添加劑A和雜環化合物的電解液，可以有效地改善電化學裝置的循環容量保持率并減少循環過程中產氣，同時改善高溫存儲性能。

根據本申請的實施例，本申請提供了一種電解液，其包含添加劑A和如式I所示的雜環化合物

其中R₁和R₂各自獨立地選自取代或未取代的C₁至C₆亞烷基或取代或未取代的C₂至C₆亞烯基，其中經取代時，取代基為鹵素、氰基或苯基中的至少一種；其中所述添加劑A包含如式II、式III、式IV或式V所示的化合物中的至少一種：

其中R₃為取代或未取代的C₁至C₆的亞烷基，其中經取代時，取代基為鹵素；其中R₄、R₅、R₆、R₇、R₈、R₉、R₁₀各自獨立地選自氫、鹵素、取代或未取代的C₁至C₆烷基、取代或未取代的C₂至C₆烯基、取代或未取代的C₂至C₆炔基、取代或未取代的C₆至C₁₀芳基，其中經取代時，取代基是鹵素；其中m為1-6。

根據本申請的實施例，所述雜環化合物包含：