电解液、电化学装置及电子装置制造方法及图纸

本公开提供一种电解液、含有该电解液的电化学装置及含有该电化学装置的电子装置。所述电解液包括第一添加剂和第二添加剂；所述第一添加剂包含含氟吡啶类化合物；所述第二添加剂包含三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)亚磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯、二氟磷酸锂中的一种或几种。所述电解液适用于电化学装置中能够改善电化学装置的高温存储性能和热循环性能。

Electrolyte, electrochemical device and electronic device

【技术实现步骤摘要】
电解液、电化学装置及电子装置
本公开涉及一种电解液、含有该电解液的电化学装置及含有该电化学装置的电子装置。
技术介绍
资源短缺、能源危机与环境污染是目前人类生产面临的严峻挑战，寻找干净、可再生、资源节约型的二次能源是人类社会可持续发展亟待解决的任务之一。电化学装置(例如，锂离子电池)是上个世纪九十年代发展起来的新一代绿色环保电池，其具有电压高、比能量大、循环寿命长、环境友好、安全及无记忆效应等优点，被广泛应用于穿戴设备、智能手机、笔记本电脑、无人机、电动工具，甚至电动汽车等领域。然而随着锂离子电池应用的不断拓展，及现代信息技术的持续发展，人们对锂离子电池的性能要求越来越高。上文的说明仅是提供
技术介绍
，并未承认上文的“
技术介绍
”构成本公开的现有技术。
技术实现思路
在一些实施例中，本公开提供了一种电解液，包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂包含含氟吡啶类化合物，所述第二添加剂包含三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)亚磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯、二氟磷酸锂中的一种或几种。在一些实施例中，所述含氟吡啶类化合物选自式1所示的化合物中的一种或几种；其中，R11、R12、R13、R14、R15各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的碳原子数为1-12的烷基、取代或未取代的碳原子数为2-12的烯基、取代或未取代的碳原子数为2-12的炔基、取代或未取代的碳原子数为1-12的烷氧基，且R11、R12、R13、R14、R15中至少一个为氟或至少一个具有氟取代基。在一些实施例中，所述第一添加剂包含下述化合物中的一种或几种：在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，所述第一添加剂的质量百分含量为0.01％-5％。在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，所述第二添加剂的质量百分含量为0.01％-5％。在一些实施例中，还包括第三添加剂；所述第三添加剂包含下述化合物中的一种或几种；在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，所述第三添加剂的质量百分含量为0.1％-5％。在一些实施例中，还包括锂盐添加剂，所述锂盐添加剂包含下述化合物的一种或几种；在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，所述锂盐添加剂的质量百分含量为0.01％-2％。在一些实施例中，本公开还提供了一种电化学装置，包括：正极，所述正极包括正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一个表面上且包括正极活性材料的正极活性材料层；负极，所述负极包括负极集流体以及设置于所述负极集流体至少一个表面上且包括负极活性材料的负极活性材料层；隔离膜；以及前述电解液。在一些实施例中，所述第一添加剂基于所述电解液的总质量的质量百分含量A％与所述正极活性材料的比表面积Bm2/g满足A/B为0.015-0.8。在一些实施例中，采用X射线光电子能谱分析，所述负极活性材料层在395eV-401eV之间有峰。在一些实施例中，本公开还提供了一种电子装置，包括前述电化学装置。附图说明图1是式1-1所示的化合物的X射线光电子能谱(XPS)，其负极在400eV处出现特征峰，该特征峰由式1-1所示的化合物分解产生。具体实施方式将理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本公开。在本公开的说明中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于说明的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性以及相互存在关系。在一些实施例中，电解液包括第一添加剂和第二添加剂。所述第一添加剂包含含氟吡啶类化合物。所述第二添加剂包含三(三甲基硅基)磷酸酯(TMSP)、三(三甲基硅基)亚磷酸酯(TMSPi)、三(三甲基硅基)硼酸酯(TMSB)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)中的一种或几种。电化学装置在高温极速转低温或低温极速转高温的反复存储后的放电性能称为热循环性能。在电化学装置的热循环过程中，除了高温存储和低温存储外，还具有短时间内的温度变化过程，如短时间内高温极速转低温和短时间内低温急速转转高温的过程，在该温度变化过程中，材料颗粒因热胀冷缩而发生体积变化，易导致覆于正极或负极表面的界面保护膜发生破裂，进而导致电解液与正负极之间副反应的发生，对电化学装置的性能造成影响。本公开中在电解液中加入含氟吡啶类化合物能够降低HF对正极材料的破坏同时在正极表面开环形成柔性CEI膜；经测试观察，其在负极表面具有明显的还原峰，说明其还参与了负极SEI膜的形成，在加入作为第二添加剂的功能添加剂，如三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)亚磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯、二氟磷酸锂之后，含氟吡啶类化合物与作为第二添加剂的所述功能添加剂在化成时发生协同作用，含氟吡啶类化合物能够促进作为第二添加剂的所述功能添加剂的消耗，进而能够提高在负极表面形成的SEI膜的柔性和保护性。含氟吡啶类化合物与作为第二添加剂的所述功能添加剂共同作用而在电化学装置正、负极表面所形成的上述柔性界面保护膜能够减少高温存储过程中电解液与正负极之间副反应的发生，还能够适用于短时间内高温与低温之间的急速转变而不容易被破坏，从而改善了电化学装置的高温存储性能和热循环性能。在一些实施例中，所述含氟吡啶类化合物包含式1所示的化合物中的一种或几种；其中，R11、R12、R13、R14、R15各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、取代或未取代的碳原子数为2-12的烯基、取代或未取代的碳原子数为2-12的炔基、取代或未取代的碳原子数为1-12的烷氧基，且R11、R12、R13、R14、R15中至少一个为氟或至少一个具有氟取代基；在一些实施例中，用于取代碳原子数为1-12的烷基、碳原子数为2-12的烯基、碳原子数为2-12的炔基、碳原子数为1-12的烷氧基的取代基为卤素。在一些实施例中，卤素选自氟、氯、溴。在一些实施例中，卤素为氟。在一些实施例中，在式1中，R11、R12、R13、R14、R15各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的碳原子数为1-6的烷基，且R11、R15中至少一个为氟或至少一个具有氟取代基；卤素在一些实施例中选自氟、氯、溴，并在一些实施例中为氟。在一些实施例中，所述第一添加剂包含下述化合物中的一种或几种；在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，所述第一添加剂的质量百分含量为0.01％-5％。当所述第一添加剂的含量位于上述范围内时，对HF的吸附效果更显著，且在正、负极表面形成的界面保护膜(CEI膜、SEI膜)更充分，对电化学装置性能的改善效果更明显，还能够更好地避免由于成膜阻抗对电化学装置性能造成的可能的影响。在一些实施例中，基于所述电解液的总质量，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解液，其中，/n包括第一添加剂和第二添加剂；/n所述第一添加剂包含含氟吡啶类化合物；/n所述第二添加剂包含三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)亚磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯、二氟磷酸锂中的一种或几种。/n

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其中，
包括第一添加剂和第二添加剂；
所述第一添加剂包含含氟吡啶类化合物；
所述第二添加剂包含三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)亚磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯、二氟磷酸锂中的一种或几种。


2.根据权利要求1所述的电解液，其中，
所述含氟吡啶类化合物选自式1所示的化合物中的一种或几种；



其中，R11、R12、R13、R14、R15各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的碳原子数为1-12的烷基、取代或未取代的碳原子数为2-12的烯基、取代或未取代的碳原子数为2-12的炔基、取代或未取代的碳原子数为1-12的烷氧基，且R11、R12、R13、R14、R15中至少一个为氟或至少一个具有氟取代基。


3.根据权利要求1所述的电解液，其中，
所述第一添加剂包含下述化合物中的一种或几种：






4.根据权利要求1-3中任一项所述的电解液，其中，
基于所述电解液的总质量，所述第一添加剂的质量百分含量为0.01％-5％；和/或
基于所述电解液的总质量，所述第二添加剂的质量百分含量为0.01％-5％。


5.根据权利要求1-3中任一项所述的电解液，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张水蓉，许艳艳，徐春瑞，郑建明，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35