本申请提供了一种电解液以及包含该电解液的电化学装置和电子装置。本申请的电解液包括苯并三嗪酮类化合物。本发明专利技术将电解液包括苯并三嗪酮类化合物作为添加剂加入电解液中，可以吸附电解液中存在的水分，抑制LiPF6分解，避免生成HF，破坏铜箔和界面保护层，降低电池长期存储后的自放电现象。期存储后的自放电现象。
【技术实现步骤摘要】
一种电解液、电化学装置以及电子装置
[0001]本申请涉及电化学
，具体地涉及一种包括苯并三嗪酮类化合物的电解液以及使用该电解液的电化学装置和电子装置。
技术介绍
[0002]锂离子电池具有能量密度高、使用寿命长的优势，是现代商用电子产品常用电源，广泛应用于移动电子设备。在实际应用中，锂离子电池从形成成品到销售到客户手上，可能经过较长周期。客户在收到锂离子电池后，也经历长时间的使用过程，这一过程必然涉及荷电态发生变化的过程，因此锂离子电池在存储中的自放电性能显得尤为重要。研究发现，锂离子电池存储过程中的自放电与环境温度、荷电状态有关，并且受到正极、负极活性物质分解、集流体腐蚀、电解液分解以及界面副反应等因素的影响。当自放电恶化到一定程度时，往往伴随着电池内阻增加、倍率和安全性能恶化等现象。
[0003]电解液添加剂种类和用量的正确选择，可以有效地改善SEI和CEI的稳定性，改善对正负极活性物质保护，改善电池自放电的措施。因此，开发能够抑制氢氟酸(HF)对基材的腐蚀、同时具有改善正、负极界面保护的电解液，成为解决锂离子电池自放电的关键问题。
技术实现思路
[0004]鉴于
技术介绍
中存在的问题，本申请的目的在于提供一种电解液及包括该电解液的电化学装置，以解决锂离子电池自放电中存在的问题。
[0005]本申请的一方面提供一种电解液，所述电解液包括苯并三嗪酮类化合物，所述苯并三嗪酮类化合物具有式(I)所示的结构：
[0006][0007]其中，R1选自氢原子、取代或未取代的C1-C20烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、羧基、烷基碳酰氧基、烯基碳酰氧基、炔基碳酰氧基、芳基碳酰氧基、烷硫基、烯硫基、炔硫基、芳硫基、氰基、氨基、N-取代的氨基、烷基碳酰胺基、N-取代的烷基碳酰胺基、烯基碳酰胺基、N-取代的烯基碳酰胺基、芳基碳酰胺基、N-取代的芳基碳酰胺基、含磷基团、含硫基团；其中，在取代或未取代的C1-C20烷基中，取代基为卤素原子；
[0008]Y表示O原子或S原子；
[0009]L表示单键或取代或未取代的C1-C6亚烷基；
[0010]R2选自取代或未取代的C1-C20烷基、烯基、炔基、芳基、亚氨基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、羧基、烷基碳酰氧基、烯基碳酰氧基、炔基碳酰氧基、芳基碳酰氧基、烷硫基、烯硫基、炔硫基、芳硫基、氰基、氨基、N-取代的氨基、烷基碳酰胺基、N-取代的烷基碳酰胺基、烯基碳酰胺基、N-取代的烯基碳酰胺基、芳基碳酰胺基、N-取代的芳基碳酰胺基、含磷基
团、含硫基团；在取代或未取代的C1-C20烷基中，取代基为卤素原子；
[0011]或者，R1选自式(II)表示的基团：
[0012][0013]表示正离子，且选自铵鎓正离子基团、鏻鎓正离子基团、鉮鎓正离子基团、硫鎓正离子基团；
[0014]表示阴离子。
[0015]本申请通过在电解液中添加苯并三嗪酮类添加剂，可以解决锂离子电池自放电中存在的问题。一方面，苯并三嗪酮类添加剂可以吸附电解液中存在的水分，抑制LiPF6分解，避免生成HF，破坏铜箔和界面保护层，降低新鲜电池自放电。另一方面，苯并三嗪酮类添加剂可以在正、负极表面形成电解质膜，可以改善高电压的条件下的界面保护膜的稳定性，抑制钴的析出，降低长期存储后的自放电现象。
[0016]特别地，在本专利技术的苯并三嗪酮化合物中，羰基使三氮环具有强还原性，促进初始成膜阶段迅速形成含有N、O、S等元素的无机成分的负极保护层。
[0017]在本申请所述的电解液的一些实施例中，选自脲鎓、硫脲鎓、吡啶鎓、哌啶鎓、哌嗪鎓、吡嗪鎓、咪唑鎓、哒嗪鎓、噻唑鎓、噁唑鎓、三唑鎓、三(二甲基氨基)磷鎓、三吡咯烷磷鎓。正离子鎓盐具有夺电子能力，促进带电荷离子靠近负极材料，在初始成膜阶段发生多步还原反应，可能利于整体介电保护膜的成分分布，加强介电保护膜的稳定性。
[0018]在本申请所述的电解液的一些实施例中，选自BF
4-、PF
6-、AsF
6-、SO3CF
3-、N(SO2CF3)
2-、CO2CF
3-、N(SO2C2F5)
2-、N(SO2C4F9)
2-、C3N2(CN)2(CF3)-、C3N2(CN)2(C2F5)-。在这些阴离子中，从耐氧化性和离子离解性良好的观点考虑，优选BF
4-、PF
6-、AsF
6-。
[0019]在本申请所述的电解液的一些实施例中，所述苯并三嗪酮类化合物选自式(I-1)至式(I-17)所示的化合物中的至少一种：
[0020][0021][0022]在本申请所述的电解液的一些实施例中，所述电解液还包括多腈类化合物，所述多腈类化合物，所述多腈类化合物包括具有两个腈基的化合物和具有三个及三个以上腈基的化合物中的至少一种，所述具有两个腈基的化合物包括式(Ⅲ)化合物或式(Ⅳ)化合物中的至少一种，所述具有三个及三个以上腈基的化合物包括式(
Ⅴ
)化合物或式(
Ⅵ
)化合物中的至少一种：
[0023][0024][0025]其中，R5选自取代或未取代的C1-C12亚烷基或-(O-R
a
)
m-R
c-O-R
b
，R
a
和R
b
各自独立地选自取代或未取代的C1-C3亚烷基，R
c
选自单键或取代或未取代的C1-C3亚烷基，m选自0、1、2；
[0026]R6、R7各自独立地选自单键、取代或未取代的C1～12亚烷基；
[0027]R8、R9、R
10
各自独立地选自单键、取代或未取代的C1-C12亚烷基或取代或未取代的
C1-C12亚烷氧基；
[0028]R
11
选自取代或未取代的C1-C12亚烷基、取代或未取代的C2-C12亚烯基、取代或未取代的C6-C26亚芳基或取代、或未取代的C2-C12亚杂环基；并且当R5、R6、R7、R8、R9、R
10
和R
11
中至少一者被取代时，取代基为卤素。
[0029]腈基吸附在正极过渡金属表面，有助于抑制高电位下过渡金属溶出，正极活性物质结构破坏，多腈类化合物较单腈基化合物吸附性更强，随着腈基增加，对高电压正极的保护性更强。
[0030]在本申请所述的电解液的一些实施例中，以电解液的总质量计，所述多腈类化合物在电解液中的质量分数为0.1％～12％，优选为0.5％～8％。这是因为多腈类化合物粘度普遍较大，含量过高可能严重影响电解液离子传输，电池阻抗过大；或多腈类人化合物的含量过低，则不能有效发挥保护正极的效果。
[0031]在本申请所述的电解液的一些实施例中，所述电解液的水分含量≤300ppm，优选≤200ppm。
[0032]在本申请所述的电解液的一些实施例中，所述电解液在化成之前的铜离子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括苯并三嗪酮类化合物，所述苯并三嗪酮类化合物具有式(I)所示的结构：其中，R1选自氢原子、取代或未取代的C1-C20烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、羧基、烷基碳酰氧基、烯基碳酰氧基、炔基碳酰氧基、芳基碳酰氧基、烷硫基、烯硫基、炔硫基、芳硫基、氰基、氨基、N-取代的氨基、烷基碳酰胺基、N-取代的烷基碳酰胺基、烯基碳酰胺基、N-取代的烯基碳酰胺基、芳基碳酰胺基、N-取代的芳基碳酰胺基、含磷基团、含硫基团；其中，在取代或未取代的C1-C20烷基中，取代基为卤素原子；Y表示O原子或S原子；L表示单键或取代或未取代的C1-C6亚烷基；R2选自取代或未取代的C1-C20烷基、烯基、炔基、芳基、亚氨基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、羧基、烷基碳酰氧基、烯基碳酰氧基、炔基碳酰氧基、芳基碳酰氧基、烷硫基、烯硫基、炔硫基、芳硫基、氰基、氨基、N-取代的氨基、烷基碳酰胺基、N-取代的烷基碳酰胺基、烯基碳酰胺基、N-取代的烯基碳酰胺基、芳基碳酰胺基、N-取代的芳基碳酰胺基、含磷基团、含硫基团；在取代或未取代的C1-C20烷基中，取代基为卤素原子；或者，R1选自式(II)表示的基团：选自式(II)表示的基团：表示正离子，且选自铵鎓正离子基团、鏻鎓正离子基团、鉮鎓正离子基团、硫鎓正离子基团；表示阴离子。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，选自脲鎓、硫脲鎓、吡啶鎓、哌啶鎓、哌嗪鎓、吡嗪鎓、咪唑鎓、哒嗪鎓、噻唑鎓、噁唑鎓、三唑鎓、三(二甲基氨基)磷鎓、三吡咯烷磷鎓。3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，选自BF
4-、PF
6-、AsF
6-、SO3CF
3-、N(SO2CF3)
2-、CO2CF
3-、N(SO2C2F5)
2-、N(SO2C4F9)
2-、C3N2(CN)2(CF3)-、C3N2(CN)2(C2F5)-。4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述苯并三嗪酮类化合物选自式(I-1)至式(I-17)所示的化合物中的至...
【专利技术属性】
技术研发人员：王翔，刘建，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：
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