[發(fā)明專利]電解液和使用其的電化學(xué)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080003226.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112335090B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉俊飛;張麗蘭;唐超;鄭建明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0567
• 分類號(hào): H01M10/0567;H01M10/058;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

本申請(qǐng)涉及電解液和使用其的電化學(xué)裝置。所述電解液包括咪唑鹽化合物和吡啶化合物。本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾娊庖悍€(wěn)定性強(qiáng)，可以顯著改善電化學(xué)裝置的循環(huán)性能和高溫存儲(chǔ)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電解液和使用所述電解液的電化學(xué)裝置。

背景技術(shù)

以鋰離子電池為代表的電化學(xué)裝置具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度高、環(huán)境友好、便攜等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于穿戴設(shè)備、智能手機(jī)、無(wú)人機(jī)、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域，并且繼續(xù)在儲(chǔ)能、電動(dòng)工具等工業(yè)級(jí)領(lǐng)域拓展市場(chǎng)。隨著智能家具、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)等對(duì)智能設(shè)備的要求越來(lái)越高，對(duì)作為智能設(shè)備重要能量來(lái)源的鋰離子電池也提出了更高的性能要求。

改善鋰離子電池能量密度主要是通過(guò)提升電池的上限電壓和采用能量密度更高的電極材料。然而，隨著鋰離子電池上限電壓的提升，電解液與電極材料的副反應(yīng)增加，造成循環(huán)過(guò)程中容量衰減加速。具有更高能量密度的負(fù)極材料(例如硅碳負(fù)極)在循環(huán)過(guò)程中體積逐漸膨脹，表面固體電解質(zhì)界面膜(SEI)破壞后暴露出的新界面會(huì)持續(xù)與電解液反應(yīng)，進(jìn)而造成容量迅速衰減，嚴(yán)重影響電池的使用壽命。如何增強(qiáng)電極表面穩(wěn)定性并提升電池的循環(huán)壽命和安全性成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電解液和包含該電解液的電化學(xué)裝置。所述電解液穩(wěn)定性強(qiáng)，可以減少電解液分解帶來(lái)的副反應(yīng)，同時(shí)可以在電極表面形成穩(wěn)定的保護(hù)層，該保護(hù)層具有一定的熱穩(wěn)定性和韌性，可以增強(qiáng)長(zhǎng)期循環(huán)和高溫條件下穩(wěn)定性，減緩保護(hù)層的破壞，使用所述電解液的電化學(xué)裝置存儲(chǔ)和循環(huán)性能優(yōu)異，特別適用于高溫下的工作環(huán)境。

本發(fā)明的第一方面提供一種電解液，其包含包括咪唑鹽化合物和吡啶化合物。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述咪唑鹽化合物包含式I化合物，所述吡啶化合物包含式II化

合物：

其中，

R₁選自鹵素、氰基、經(jīng)取代或未取代的C₁-C₁₂烷基、經(jīng)取代或未取代的C₂-C₁₂烯基、經(jīng)取代或未取代的C₂-C₁₂炔基、經(jīng)取代或未取代的C₂-C₁₂的烷氧基、經(jīng)取代或未取代的C₃-C₁₂環(huán)烷基和經(jīng)取代或未取代的C₆-C₁₂芳基；

R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄和R₁₅各自獨(dú)立選自H、鹵素、氰基、經(jīng)取代或未取代的C₁-C₁₂烷基、經(jīng)取代或未取代的C₂-C₁₂烯基、經(jīng)取代或未取代的C₂-C₁₂炔基、經(jīng)取代或未取代的C₂-C₁₂的烷氧基、經(jīng)取代或未取代的C₃-C₁₂環(huán)烷基和經(jīng)取代或未取代的C₆-C₁₂芳基；且

其中經(jīng)取代時(shí)取代基為鹵素或氰基。

根據(jù)一些實(shí)施例，R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄和R₁₅中的至少一個(gè)為氟。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述式I化合物包含：

中的至少一種。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述式II化合物包含：

中的至少一種。