[發明專利]電解質及其制備方法、電解液、復合正極、電池以及用電設備

在審

• 申請號: 202310075978.3
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN116505071A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 莊志;郭宏偉;鮑晉珍;袁凱杰;王汝友;王迎利;謝鵬程
• 申請（專利權）人: 上海恩捷新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0566
• 分類號: H01M10/0566;H01M10/056;H01M10/058;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 呂露

本申請實施例提供一種電解質及其制備方法、電解液、復合正極、電池以及用電設備，屬于電池技術領域。電解質包括電解質陽離子、電解質陰離子以及同電解質陰離子枝接的可捕獲過渡金屬離子的材料。該電解質將可捕獲過渡金屬離子的材料枝接于電解質陰離子，能對電解液進行有效改性，從而能有效地抑制鋰枝晶而提高電池的循環性能和倍率性能。復合正極的正極活性物質層包括正極活性物質、正極導電劑、正極粘結劑以及多孔活性材料。該復合正極添加了多孔活性材料，在有效避免降低電池整體的能量密度的同時，能有效地抑制鋰枝晶從而提高電池的循環性能和倍率性能。

技術領域

本申請涉及電池技術領域，具體而言，涉及一種電解質及其制備方法、電解液、復合正極、電池以及用電設備。

背景技術

近年來隨著鋰離子二次電池在技術層面上的巨大突破，在眾多領域獲得了飛速的發展，特別是在新能源汽車領域。然而商業化的鋰離子二次電池在使用過程中鋰枝晶的形成所帶來的電性能衰減與安全隱患越來越難以滿足客戶對于長循環、快速充電以及過冷過熱環境下使用等方面的需求。

目前國際上為抑制鋰枝晶生長，降低鋰離子電池內部短路風險，主要致力于電池隔膜涂層、極片涂層、高安全電液等多方面的研究，以期達到降低鋰枝晶生長刺破隔膜造成電池內短路而引起的安全隱患風險。

在隔膜上涂布一層抑鋰枝晶材料的技術方案中，僅是降低隔膜受到刺破造成電池內部短路的風險，并不能夠于根本上抑制鋰枝晶的生長。

在電解液中加入抑鋰枝晶材料的技術方案中，由于抑鋰枝晶材料通常是無機物類的材料，并不能隨著電荷的轉移而流動，或是說不能溶解于電解液中，導致不能有效發揮抑制鋰枝晶的生長的作用。

在電極中混入抑鋰枝晶材料的技術方案中，會影響到電池整體的能量密度。

發明內容

本申請的目的在于提供一種電解質及其制備方法、電解液、復合正極、電池以及用電設備，電解質能對電解液進行有效改性，從而能有效地抑制鋰枝晶而提高電池的循環性能和倍率性能；復合正極在有效避免降低電池整體的能量密度的同時，能有效地抑制鋰枝晶從而提高電池的循環性能和倍率性能。

本申請的實施例是這樣實現的：

第一方面，本申請實施例提供一種電解質，包括電解質陽離子、電解質陰離子以及同電解質陰離子枝接的可捕獲過渡金屬離子的材料。

在一些可能的實施方案中，可捕獲過渡金屬離子的材料為磷酸鈦鋁鋰和鋰鑭鋯氧中的一種或多種。

在一些可能的實施方案中，可捕獲過渡金屬離子的材料的粒徑D1≥400nm。

在一些可能的實施方案中，400nm≤D1≤700nm。

在一些可能的實施方案中，電解質陰離子為NTf^-、BF₄^-、PF₆^-和Cl^-中的一種。

在一些可能的實施方案中，電解質陰離子和可捕獲過渡金屬離子的材料通過硅烷偶聯劑相連。

在一些可能的實施方案中，硅烷偶聯劑為3-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和雙-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物中的一種。

在一些可能的實施方案中，電解質陽離子為Li⁺、Na⁺和K⁺中的一種。

第二方面，本申請實施例提供一種上述實施例的電解質的制備方法，包括：在-80℃～-50℃的惰性氣體氛圍下，將電解質陰離子和可捕獲過渡金屬離子的材料枝接。

第三方面，本申請實施例提供一種電解液，包括如上述實施例的電解質。