System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电解液及电化学装置制造方法及图纸_技高网

电解液及电化学装置制造方法及图纸

技术编号:41536626 阅读:5 留言:0更新日期:2024-06-03 23:15
本发明专利技术涉及一种电解液及电化学装置。电解液,其特征在于,包含电解质盐、溶剂以及添加剂,所述添加剂的分子结构为:其中,R1选自未取代或取代的C1~C4烷基;R2选自C、B或P;R3和R4独立地选自未取代或取代的C1~C2烷基。上述电解液含有式(Ⅰ)所示的添加剂,能够提高电芯热安全性,并且提高电池首效、降低DCR。分析认为,在电芯制备过程中,该添加剂在活性材料表层形成较为稳定的界面膜,该界面膜具有优异的对锂稳定性和热稳定性,且对电芯全温阈的倍率性能无明显影响,在电芯热滥用场景和电滥用场景,该界面膜能够提升电芯热失控的阈值温度,显著提升电芯的安全性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学装置,特别是涉及一种电解液及电化学装置


技术介绍

1、锂离子电池因其具有较高的能量密度、极低的自放电率以及较长的使用寿命等特点,在能源动力等领域应用成为最有潜质的能源利用方式。目前,生产厂商致力于提升电芯的能量密度和快充能力,然而,这会导致电芯的安全阈值窗口显著下降,尤其是电安全和热安全。

2、目前,在液态电芯体系中,提升电芯热安全和电安全的主要策略是使用单晶等一次颗粒正极材料和使用阻燃电解液。使用大粒径的一次颗粒单晶取代多晶结构,能够降低正极材料与电解液的反应活性,提升正极材料自身的热失控阈值温度;然而,大粒径的一次颗粒会恶化电芯的初始阻抗,影响电芯的功率特性,此外,单晶材料烧结工艺较为复杂,成本较高。阻燃电解液主要是在电解液中添加含磷类酯基有机物,其对可燃自由基具有良好的捕捉效应,但是会严重恶化的电解液的自身电导率,且该阻燃添加剂对电极界面间距均一性也会有较大的影响,在电芯的寿命后期,反而恶化电芯的热安全阈值温度。


技术实现思路

1、基于此,有必要提供一种电解液及电化学装置,以提高电芯热安全性。

2、一种电解液,包含电解质盐、溶剂以及添加剂,所述添加剂具有如式(ⅰ)所示的分子结构;

3、

4、其中,r1选自未取代或取代的c1~c4烷基;

5、r2选自c、b或p;

6、r3和r4独立地选自未取代或取代的c1~c2烷基。

7、在其中一个实施例中,在所述取代的c1~c4烷基中,取代基选自c2~c3烯基、c2~c3炔基、氟原子或氰基。

8、在其中一个实施例中,在所述取代的c1~c2烷基中,取代基选自c2~c3烯基、c2~c3炔基、含氧基团或氟原子。

9、在其中一个实施例中,所述添加剂的分子结构为如下式(1-1)至式(1-7)中的一种:

10、

11、在其中一个实施例中,所述添加剂的质量分数为0.01%~10%。

12、在其中一个实施例中,所述电解质盐的质量分数为5%~23%。

13、在其中一个实施例中,所述溶剂的质量分数为67%~94.99%。

14、在其中一个实施例中,所述电解质盐为锂盐和钠盐中的至少一种;

15、所述溶剂选自碳酸酯、羧酸酯、腈类溶剂、砜类溶剂及醚类溶剂中的至少一种。

16、一种电化学装置,包括外壳以及设置在外壳中的正极片、负极片、隔膜以及上述任一实施例的电解液。

17、在其中一个实施例中,所述正极片为多孔结构,设所述正极片的孔隙率为ε,所述添加剂在所述电解液中的质量分数为wa,则ε/wa介于0.001~50之间。

18、在其中一个实施例中,ε/wa介于10~30之间。

19、与传统方案相比,上述电解液及电化学装置具有以下有益效果:

20、上述电解液含有式(ⅰ)所示的添加剂,能够提高电芯热安全性,并且提高电池首效、降低dcr。分析认为,在电芯制备过程中,该添加剂在活性材料表层形成较为稳定的界面膜,该界面膜具有优异的对锂稳定性和热稳定性,且对电芯全温阈的倍率性能无明显影响,在电芯热滥用场景和电滥用场景,该界面膜能够提升电芯热失控的阈值温度,显著提升电芯的安全性能。

21、上述电化学装置含有上述电解液,因而能够获得相应的技术效果。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电解液,其特征在于,包含电解质盐、溶剂以及添加剂,所述添加剂具有如式(Ⅰ)所示的分子结构;

2.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,在所述取代的C1~C4烷基中,取代基选自C2~C3烯基、C2~C3炔基、氟原子或氰基。

3.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,在所述取代的C1~C2烷基中,取代基选自C2~C3烯基、C2~C3炔基、含氧基团或氟原子。

4.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述添加剂的分子结构为如下式(1-1)至式(1-7)中的一种:

5.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述添加剂的质量分数为0.01%~10%。

6.如权利要求1~5中任一项所述的电解液,其特征在于,所述电解质盐的质量分数为5%~23%。

7.如权利要求6所述的电解液,其特征在于,所述溶剂的质量分数为67%~94.99%。

8.如权利要求1~5中任一项所述的电解液,其特征在于,所述电解质盐为锂盐和钠盐中的至少一种;

9.一种电化学装置,其特征在于,包括外壳以及设置在外壳中的正极片、负极片、隔膜以及权利要求1~8中任一项所述的电解液。

10.如权利要求9所述的电化学装置,其特征在于,所述正极片为多孔结构,设所述正极片的孔隙率为ε,所述添加剂在所述电解液中的质量分数为Wa,则ε/Wa介于0.001~50之间。

11.如权利要求10所述的电化学装置,其特征在于,ε/Wa介于10~30之间。

...

【技术特征摘要】

1.一种电解液,其特征在于,包含电解质盐、溶剂以及添加剂,所述添加剂具有如式(ⅰ)所示的分子结构;

2.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,在所述取代的c1~c4烷基中,取代基选自c2~c3烯基、c2~c3炔基、氟原子或氰基。

3.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,在所述取代的c1~c2烷基中,取代基选自c2~c3烯基、c2~c3炔基、含氧基团或氟原子。

4.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述添加剂的分子结构为如下式(1-1)至式(1-7)中的一种:

5.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述添加剂的质量分数为0.01%~10%。

6.如权利要求1~5中任一项所述的电解液,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:管明明曹文鹏
申请(专利权)人:上海桔晟科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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