电化学装置及电子装置的制作方法

1.本技术涉及电化学领域，尤其涉及一种电化学装置及电子装置。


背景技术：

2.电化学装置(例如锂离子二次电池)作为一种新型的可移动储能装置，由于具有高能量密度、高工作电压、循环寿命长、无记忆效应、绿色环保等特点，迄今已经在手机、笔记本电脑、摄像机等便携式电子设备领域得到了广泛的应用，其使用范围也正从小型便携式电子设备向大型电动运输工具和可再生能源存储领域扩展。
3.电解液作为电化学装置的关键组成部分，在正负极之间起到运输锂离子的作用，影响电化学装置的循环寿命、容量性能以及安全性能等。随着电化学装置应用的拓展，对电化学装置的性能如高温存储性能、循环性能等要求越来越高，这也对电解液更高的要求。


技术实现要素：

4.鉴于背景技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种电化学装置，具有优异的高温存储性能及循环性能。
5.为了达到上述目的，本技术提供了一种电化学装置，包括负极片和电解液，所述电解液包含式i所示化合物，
[0006][0007]
其中，r1选自取代或未经取代的c1至c6烷基、取代或未经取代的c1至c6烷氧基、经取代或未经取代的c2至c6烯基中的任意一种，其中，经取代时，取代基选自氰基、卤素原子；
[0008]
r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自氢原子、卤素原子、氰基、取代或未经取代的c1至c
10
烷基、取代或未经取代的c2至c
10
烯基、取代或未经取代的c2至c
10
炔基、取代或未经取代的c2至c
10
杂环基团中的任意一种，其中，经取代时，取代基为卤素原子；
[0009]
所述r2、r3、r4、r5和r6中的任意两个基团之间可以键合形成环结构；
[0010]
所述取代或未经取代的c2至c
10
杂环基团包括取代或未经取代的c6至c
10
芳杂环基、取代或未经取代的c2至c
10
脂杂环基，其中，所述杂原子选自n或o；
[0011]
所述负极片包括负极活性材料，所述负极活性材料的比表面积为a m2/g，所述a的取值范围为0.1-5。
[0012]
其中，基于所述电解液的质量，所述式i化合物的质量百分含量为b％；
[0013]
所述a与所述b满足关系式：0.1≤a/b≤500。
[0014]
在一些实施例中，所述负极活性材料的比表面积为a m2/g，所述a的取值范围为
0.5-3.5。
[0015]
在一些实施例中，所述a与所述b满足关系式：0.8≤a/b≤300。
[0016]
在一些实施例中，所述式i化合物包括以下结构式中的任意一种：
[0017][0018][0019]
在一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述式i化合物的质量百分含量为b％，所述b的取值范围为0.005-3。
[0020]
在一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述式i化合物的质量百分含量为b％，所述b的取值范围为0.005-1。
[0021]
在一些实施例中，所述电解液还包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯。
[0022]
基于所述电解液的质量，所述碳酸乙烯酯的含量c％，所述碳酸丙烯酯的含量为d％，所述c与所述d满足关系式：10≤c+d≤40。
[0023]
在一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述碳酸乙烯酯的含量c％，所述碳酸丙烯酯的含量为d％，所述c与所述d满足关系式：20≤c+d≤40。在一些实施例中，所述负极片包括负极集流体和所述负极集流体上的负极活性材料层。
[0024]
所述负极片的压实密度为e g/cm3，所述e的取值范围为1-2。
[0025]
在一些实施例中，所述负极片的压实密度为e g/cm3，所述e的取值范围为1-1.5。
[0026]
在一些实施例中，所述电解液还包括含硫氧双键的化合物。
[0027]
基于所述电解液的质量，所述含硫氧双键的化合物的质量百分含量为f％，所述f的取值范围为0.01-5。
[0028]
在一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述含硫氧双键的化合物的质量百分含量为f％，所述f的取值范围为0.05-4。
[0029]
在一些实施例中，所述含硫氧双键的化合物包括甲烷二磺酸亚甲酯、1，3-丙磺酸内酯、1，4-丁烷磺酸内酯、丙烯基-1，3-磺酸内酯、硫酸乙烯酯、1，3-丙烷二磺酸酐、2-甲基丁烷磺酸内酯或1，3-丙二醇环硫酸酯中至少一种。
[0030]
在一些实施例中，所述电解液还包括锂盐添加剂；所述锂盐添加剂包括双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟草酸磷酸锂、二氟磷酸锂或三氟甲磺酸锂中的至少一种；基于所述电解液的质量，所述锂盐添加剂的质量百分含量g％，所述g的取值范围为0.01-5。
[0031]
在一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述锂盐添加剂的质量百分含量g％，所述g的取值范围为0.01-3.5。
[0032]
在一些实施例中，本技术还提供了一种电子装置，所述电子装置包括上述电化学装置。
[0033]
本技术至少包括如下有益效果：
[0034]
本技术可显著提升电化学装置的循环性能和高温存储性能。
具体实施方式
[0035]
下面详细充分地说明示例性实施例，不过，这些示例性实施例可以用不同的方式来实施，并且，不应被解释为局限于本技术所阐述的这些实施例。相反，提供这些实施例的目的在于使本技术公开彻底和完整，以及将本技术的范围充分地传达给本领域所属技术人员。
[0036]
在本技术的说明中，除非另有明确的规定和限定，术语“式i”“第一添加剂”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。
[0037]
[电化学装置]
[0038]
本技术的电化学装置没有特别限制，其可以包括发生电化学反应的任何装置。在一些实施例中，电化学装置可以包括但不限于锂离子电池。
[0039]
在一些实施例中，电化学装置包括正极片、负极片、隔离膜、电解液以及壳体。
[0040]
电化学装置的制备过程为本领域技术人员所熟知的，本技术没有特别的限制，例如，可以包括但不限于以下步骤：将正极片、隔离膜和负极片按顺序堆叠，并根据需要将其卷绕、折叠等操作得到卷绕结构的电极组件，将电极组件放入包装袋内，将电解液注入包装袋并封口，得到电化学装置；或者，将正极片、隔离膜和负极片按顺序堆叠，然后用胶带将整个叠片结构的四个角固定好得到叠片结构的电极组件，将电极组件置入包装袋内，将电解液注入包装袋并封口，得到电化学装置。此外，也可以根据需要将防过电流元件、导板等置于包装袋中，从而防止电化学装置内部的压力上升、过充放电。
[0041]
《电解液》
[0042]
在一些实施例中，所述电解液包含式i所示化合物，
[0043][0044]
其中，r1选自取代或未经取代的c1至c6烷基、取代或未经取代的c1至c6烷氧基、经取代或未经取代的c2至c6烯基中的任意一种，其中，经取代时，取代基选自氰基、卤素原子；
[0045]
r2、r3、r4、r5和r6各自独立地选自氢原子、卤素原子、氰基、取代或未经取代的c1至c
10
烷基、取代或未经取代的c2至c
10
烯基、取代或未经取代的c2至c
10
炔基、取代或未经取代的c2至c
10
杂环基团中的任意一种，其中，经取代时，取代基为卤素原子；
[0046]
所述r2、r3、r4、r5和r6中的任意两个基团之间可以键合形成环结构；
[0047]
所述取代或未经取代的c2至c
10
杂环基团包括取代或未经取代的c6至c
10
芳杂环基、取代或未经取代的c2至c
10
脂杂环基，其中，所述杂原子选自n或o；
[0048]
所述负极片包括负极活性材料，所述负极活性材料的比表面积为a m2/g，所述a的取值范围为0.1-5；
[0049]
其中，基于所述电解液的质量，所述式i化合物的质量百分含量为b％；
[0050]
所述a与所述b满足关系式：0.1≤a/b≤500。
[0051]
在一些实施例中，所述a的取值范围为0.5-3.5。
[0052]
在一些实施例中，所述a与所述b满足关系式：0.8≤a/b≤300。
[0053]
在电解液中添加式i化合物，可以显著改善电化学装置的循环及高温存储性能，这主要是由于式i化合物在负极表面可以形成稳定的sei膜，提高负极界面稳定性，减少负极与电解液间的副反应，减少循环和存储过程中电解液中的溶剂和添加剂的消耗，减少产气；另外，式i化合物中的含氮阳离子部分不仅能够促进活性金属离子盐如锂盐解离，还能与电解液中的路易斯碱如碳酸乙烯酯(ec)等络合，提高电解液的氧化稳定性，进而改善电化学装置的循环性能和高温存储性能。
[0054]
当负极活性材料的比表面积较大时，活性材料材料与电解液间的副反应会增多，引起产气增加，此时需要更多含量的式i化合物对负极活性材料进行保护，改善产气问题；当负极材料的比表面积较大时，活性材料颗粒间的接触差，导致活性金属离子如锂离子传输速度较慢，降低电化学装置的循环性能；虽式i化合物形成的sei膜可保护负极界面，但sei膜的阻抗较大，因此在保证改善电化学装置性能的前提下应添加适量的式i化合物，因此本技术中负极活性材料的比表面积a m2/g与式i化合物的质量百分含量b％满足关系式0.5≤a/b≤300，当两者满足以上关系时，可协同提升电化学装置的循环性能及高温存储性能。
[0055]
在一些实施例中，所述式i化合物包括以下结构式中的任意一种：
[0056][0057][0058]
在一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述式i化合物的质量百分含量为b％，所述b的取值范围为0.005-3。式i化合物在负极表面可以形成稳定的sei膜，提高负极界面稳定性，减少负极与电解液间的副反应，减少产气，式i化合物中的含氮阳离子能够促进活性金属离子盐解离，还能与电解液中的碳酸乙烯酯(ec)等络合，提高电解液的氧化稳定性，进而改善电化学装置的循环性能和高温存储性能。当式i化合物的含量较低时，改善效果不明显，式i化合物的含量较高时，形成的sei膜阻抗增加，影响电化学装置的性能。在一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述式i化合物的质量百分含量为b％，所述b的取值范围为0.005-1，此时，电化学装置具有更优的循环性能和高温循环性能。
[0059]
在一些实施例中，所述电解液还包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯；基于所述电解液的质量，所述碳酸乙烯酯的质量百分含量c％，所述碳酸丙烯酯的质量百分含量为d％，所述c与所述d满足关系式：10≤c+d≤40。
[0060]
提高电解液中碳酸乙烯酯(ec)含量可以改善电化学装置的循环性能，这是由于碳酸乙烯酯具有较高的介电常数，能够提高电解液的电导率，但是ec含量过高时会与电极间发生较多的副反应，引起高温存储产气增多，当搭配一定的碳酸丙烯酯(pc)时，pc可提高电解液的电导率和高温性能，减少产气，但pc的含量过高时可能会引起负极结构破坏，影响电化学装置的循环性能，当碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的含量之和在上述范围内时，可进一步提升电化学装置的循环性能和高温存储性能。
[0061]
在一些实施例中，所述电解液还包括含硫氧双键的化合物；基于所述电解液的质
量，所述含硫氧双键的化合物的质量百分含量为f％，所述f的取值范围为0.01-5。
[0062]
在电解液中添加含硫氧双键化合物可以显著改善电化学装置的高温存储性能，这主要是由于含硫氧双键化合物能在正负极表面形成保护膜，保护膜具有紧密的结构和较低的阻抗，不仅能够有效抑制过渡金属溶出还能对电极界面进行较好的保护作用，减少电解液与正负极之间的副反应，减少电化学装置内部产气。当含硫氧双键化合物用量过高时，不会进一步减少产气，可能会增加电解液中活性离子的传输阻抗，降低电化学装置的循环性能。
[0063]
在一些实施例中，所述含硫氧双键的化合物包括甲烷二磺酸亚甲酯、1，3-丙磺酸内酯、1，4-丁烷磺酸内酯、丙烯基-1，3-磺酸内酯、硫酸乙烯酯、1，3-丙烷二磺酸酐、2-甲基丁烷磺酸内酯或1，3-丙二醇环硫酸酯中至少一种。
[0064]
在一些实施例中，所述电解液还包括锂盐添加剂；所述锂盐添加剂包括双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟草酸磷酸锂、二氟磷酸锂或三氟甲磺酸锂中的至少一种。在一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述锂盐添加剂的质量百分含量g％，所述g的取值范围为0.01-5。
[0065]
锂盐添加剂可以在正负极界面形成稳保护膜，减少电解液与正负极之间的副反应，降低产气，提升电化学装置的循环性能和高温存储性能。当锂盐添加剂含量较低时，无法在正负极界面形成均匀的保护膜，起不到有效的保护效果；当锂盐添加剂含量较高时，由于在负极界面形成较厚的保护膜，导致负极界面阻抗较大，在电化学装置循环过程中可能会引发活性金属离子在负极界面析出。
[0066]
上述添加剂结合使用，可同时增加锂离子电池正负极的稳定性，有效改善电化学装置的高温存储及循环性能。
[0067]
《负极片》
[0068]
在一些实施例中，所述负极片包括负极活性材料层，所述负极活性材料层包括负极活性材料，所述负极活性材料的比表面积为a m2/g，所述a的取值范围为0.1-5。当负极活性材料的比表面积过大时，易引起负极活性材料与电解液间的副反应导致产气增加，同时负极活性材料的比表面积较大时会引起材料内部水分含量升高，负极活性材料发生副反应生成hf，腐蚀负极结构，当负极活性材料的比表面积过小时，活性离子的传输速度较慢，影响电化学装置的循环性能。
[0069]
在一些实施例中，所述负极片包括负极集流体和所述负极集流体上的负极活性材料层；所述负极片的为e g/cm3，所述e的取值范围为1-2。当负极片的压实密度较高时，易导致活性材料颗粒破裂造成电连接失效，当负极片的压实密度较低时，活性颗粒间的连接较差，影响活性离子的嵌入/脱出，影响电化学装置的循环性能，当负极片的压实密度在上述范围内时，可保证活性颗粒间的电连接以及电解液具有较好的浸润效果，进一步提升电化学装置的循环性能和高温存储性能。
[0070]
所述负极包括负极集流体和所述负极集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层的x射线光电子能谱在395ev至406ev有峰。
[0071]
在一些实施例中，负极活性物质层还包括负极粘结剂和负极导电剂。在一些实施例中，负极粘结剂包括二氟乙烯一六氟丙烯共聚物(pvdf-co-hfp)，聚偏二氟乙烯、聚丙烯睛、聚甲基丙烯酸甲醋、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙
烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙中的至少一种。
[0072]
在一些实施例中，负极导电剂的具体种类不受限制，可根据需求进行选择。作为示例，导电剂包括但不限于导电石墨、超导碳、super p、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
[0073]
在一些实施例中，负极活性物质层还包括增稠剂。增稠剂的具体种类不受限制，可根据需求进行选择。作为示例，增稠剂包括但不限于羧甲基纤维素钠(cmc)。
[0074]
在一些实施例中，负极片还包括集流体。本技术对负极集流体没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如，可以包括但不限于铜箔、铜合金箔、铝箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜或复合集流体等。在本技术中，对负极集流体的厚度没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如厚度为4μm至12μm。在本技术中，负极活性材料层可以设置在沿负极集流体厚度方向的一个表面或两个表面上。需要说明，这里的“表面”可以是负极集流体的全部区域，也可以是负极集流体的部分区域，本技术没有特别限制，只要能实现本技术目的即可。
[0075]
在一些实施例中，负极片的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的负极片的制备方法。在一些实施例中，通常将负极活性材料以及可选的导电剂、粘结剂和增稠剂分散于溶剂中，形成均匀的负极浆料，将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序得到负极片。溶剂是本领域公知的可被用作负极活性物质层的溶剂，溶剂例如但不限于水。溶剂可以是n-甲基吡咯烷酮(nmp)或去离子水，但本技术不限于此。
[0076]
《正极片》
[0077]
在一些实施例中，正极片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的正极材料层。所述正极材料层通常包括正极活性材料以及可选的正极粘结剂和导电剂。在本技术中，正极集流体没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如可以包括但不限于铝箔、铝合金箔或复合集流体等。作为示例，所述正极集流体可以为铝箔。在本技术中，对正极集流体的厚度没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如厚度为8μm至12μm。在本技术中，正极材料层可以设置于沿正极集流体厚度方向的一个表面或两个表面上。需要说明，这里的“表面”可以是正极集流体的全部区域，也可以是正极集流体的部分区域，本技术没有特别限制，只要能实现本技术目的即可。
[0078]
在一些实施例中，正极活性材料可以包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或镍锰酸锂中的至少一种，上述正极活性材料可以经过掺杂和/或包覆处理。在一些实施例中，用于包覆层的包覆元素可以包括k、na、ca、mg、b、al、co、si、v、ga、sn、zr或它们的混合物。
[0079]
在一些实施例中，正极粘结剂用于改善正极活性物质颗粒彼此间以及正极活性物质颗粒与集流体的粘结性能。在一些实施例中，正极粘结剂包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙中的至少一种。在一些实施例中，所述导电剂包括导电石墨、超导碳、乙炔黑、导电炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。任选地，正极还可以包括导电层，导电层位于正极集流体和正极材料层之间。本技术
对导电层的组成没有特别限制，可以是本领域常用的导电层。
[0080]
在一些实施例中，正极片的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的正极片的制备方法。在一些实施例中，通常将正极活性材料及可选的粘结剂和导电剂溶解分散于溶剂中，制成均匀的正极浆料，将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序得到正极片。溶剂是本领域公知的可被用作正极活性物质层的溶剂，溶剂例如但不限于n-甲基吡咯烷酮(nmp)。
[0081]
《隔离膜》
[0082]
隔离膜是本领域技术公知的可被用于电化学装置的隔离膜，本技术的电化学装置在正极与负极之间设有隔离膜以防短路。例如但不限于聚烯烃类微多孔膜。在一些实施例中，隔离膜包括聚乙烯(pe)、乙烯-丙烯共聚物、聚丙烯(pp)、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。
[0083]
在一些实施例中，隔离膜为单层隔离膜或多层隔离膜。
[0084]
在一些实施例中，所述隔离膜包括基材层和表面处理层。所述基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺或芳纶中的至少一种。在一些实施例中，所述聚乙烯包括选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯中的至少一种。本技术的隔离膜可以具有多孔结构，孔径的尺寸没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如，孔径的尺寸可以为0.01μm至1μm。在本技术中，隔离膜的厚度没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如厚度可以为5μm至500μm。
[0085]
在一些实施例中，隔离膜表面还可以设置有表面处理层。所述表面处理层设置在隔离膜的基材的至少一个表面上，表面处理层包括无机物层或聚合物层中的至少一种。在一些实施例中，无机物层包括无机颗粒和粘结剂，无机颗粒选自氧化铝(a12o3)、氧化硅(sio2)、氧化镁(mgo)、氧化钛(tio2)、二氧化铪(hfo2)、氧化锡(sno2)、二氧化铈(ceo2)、氧化镍(nio)、氧化锌(zno)、氧化钙(cao)、氧化锆(zro2)、氧化钇(y2o3)、碳化硅(sic)、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙或硫酸钡中的至少一种。在一些实施例中，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯或聚六氟丙烯中的至少一种。所述隔离膜表面的多孔层可以提升隔离膜的耐热性能、抗氧化性能和电解质浸润性能，增强隔离膜与极片之间的粘接性。在一些实施例中，聚合物层中的聚合物材料选自聚丙烯腈、聚丙烯酸盐、聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
[0086]
本技术中隔离膜的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的隔离膜的制备方法。
[0087]
《壳体》
[0088]
壳体用于封装电极组件。在一些实施例中，壳体可以为硬壳壳体或柔性壳体。硬壳的材质诸如为金属。柔性壳体诸如为金属塑膜，例如铝塑膜、钢塑膜等。
[0089]
在一些实施例中，所述正极片、所述隔离膜和所述负极片可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件，将电极组件置于壳体内，注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形、分容等工序后可以得到电化学装置。
[0090]
在另一些实施例中，电化学装置配合电路保护板一起使用。
[0091]
[电子装置]
[0092]
本技术还提供了包括上述电化学装置的电子装置，本技术的电子装置是任何电子装置，例如但不限于笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携cd机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池、锂离子电容器。注意的是，本技术的电化学装置除了适用于上述例举的电子装置外，还适用于储能电站、海运运载工具、空运运载工具。空运运载装置包含在大气层内的空运运载装置和大气层外的空运运载装置。
[0093]
下面以电化学装置为锂离子电池为例并结合具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。
[0094]
(1)电解液的制备
[0095]
实施例1-1至1-23和对比例1-1至1-2中电解液的制备：
[0096]
在氩气气氛手套箱中，将一定质量的ec和dec混合均匀配成基础溶剂，溶解锂盐于所述基础溶剂中，锂盐为六氟磷酸锂，获得电解液，其中，六氟磷酸锂的质量百分含量为12.5％，ec的质量百分含量为25％。向电解液中加入式i化合物，式i化合物的种类和含量如表1所示。
[0097]
实施例2-1至实施例2-23中电解液的制备：
[0098]
在氩气气氛手套箱中，将一定质量的ec、pc和dec混合均匀配成基础溶剂，溶解锂盐于所述基础溶剂中，锂盐为六氟磷酸锂，获得电解液，其中，六氟磷酸锂的质量百分含量为12.5％。向电解液中加入式i化合物、含硫氧双键化合物或锂盐添加剂，ec的含量、pc的含量、含硫氧双键化合物的种类和含量或锂盐添加剂的含量如表2中所示，其中，式i化合物的种类为式i-5，质量百分含量为0.05％。
[0099]
(2)正极片的制备
[0100]
将正极活性材料limn2o4、导电剂super p以及粘结剂聚偏二氟乙烯(pvdf)按照约96∶2∶2的重量比混合在溶剂n-甲基吡咯烷酮(nmp)中，搅拌均匀得到浆料。将此浆料涂覆于正极集流体铝箔上，烘干、冷压得到正极活性物质层，然后再经过裁片、分切及焊接极耳得到正极片。
[0101]
(3)隔离膜的制备
[0102]
以聚乙烯(pe)多孔薄膜作为隔离膜。
[0103]
(4)负极片的制备
[0104]
将人造石墨、导电剂super p、增稠剂羧甲基纤维素钠(cmc)、粘结剂丁苯橡胶(sbr)按照重量比95∶2∶2∶1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料。将此浆料涂覆在负极集流体铜箔上，烘干、冷压得到负极活性物质层，然后再经过裁片、分切及焊接极耳得到负极片。
[0105]
(5)锂离子电池的制备
[0106]
将正极、隔离膜、负极按顺序叠好，使隔离膜处于正极和负极之间起到隔离的作用，然后卷绕得到电芯；将电芯置于外包装箔铝塑膜中，将上述制备好的电解液注入到干燥后的电芯中，经过真空封装、静置、化成、整形、容量测试等工序，即完成锂离子电池的制备。
[0107]
接下来对锂离子电池性能进行测试：
[0108]
(1)常温循环性能测试
[0109]
将实施例及对比例的锂离子电池置于25℃恒温箱中，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温。将达到恒温的锂离子电池以1c恒流充电至电压为4.2v，然后以电压为4.2v恒压充电至电流为0.05c，接着以1c恒流放电至电压为2.8v，测试锂离子电池的容量并记为c0，此为一个循环充放电过程。将锂离子电池按照上述方法进行循环充放电过程，循环进行800圈，测试锂离子电池的容量，并将容量记为c1，按照下式计算锂离子电池在25℃时的循环容量保持率：
[0110]
循环容量保持率(％)＝(c
1-c0)/c0×
100％
[0111]
以此数据作为评价锂离子电池常温循环性能的指标。
[0112]
(2)高温循环性能测试
[0113]
将实施例及对比例的锂离子电池置于45℃恒温箱中，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温。将达到恒温的锂离子电池以1c恒流充电至电压为4.2v，然后以4.2v恒压充电至电流为0.05c，接着以1c恒流放电至电压为2.8v，测试锂离子电池的容量并记为c2，此为一个循环充放电过程。将锂离子电池按照上述方法进行循环充放电过程，循环进行400圈，测试锂离子电池的容量，并将容量记为c3，按照下式计算锂离子电池在45℃时的循环容量保持率：
[0114]
循环容量保持率(％)＝(c
3-c2)/c2×
100％，
[0115]
以此数据作为评价锂离子电池高温循环性能的指标。
[0116]
(3)高温存储厚度增长率测试
[0117]
将实施例及对比例的锂离子电池置于25℃的恒温箱中搁置5分钟，以1c的倍率恒流充电至4.2v，再恒压充电至电流为0.05c，之后搁置5分钟，再以1c倍率恒流放电至2.8v，测量并记录此时锂离子电池的厚度，记为高温存储前厚度d0，随后将锂离子电池置于60℃的恒温箱中存储90天，之后，将锂离子电池取出测量其厚度，记为高温存储后的厚度d1，根据下式计算锂离子电池的厚度增长率：
[0118]
厚度增长率＝(d
1-d0)/d0×
100％，
[0119]
厚度增长率越低表明锂离子电池的高温存储性能越好。
[0120]
(4)直流阻抗测试(dcr测试)
[0121]
将实施例及对比例的锂离子电池置于25℃的恒温箱中搁置5分钟，以1c的倍率恒流充电至4.2v，再恒压充电至电流为0.05c，静置30分钟，以0.1c的电流放电10秒(记录对应电压值u1)，以1c的电流放电360秒(记录对应电压值u2)，按如下公式计算得出直流阻抗值(dcr)：
[0122]
r＝(u
1-u2)/(1c-0.1c)。
[0123]
(5)负极活性材料的比表面积(bet)测试
[0124]
将实施例及对比例的锂离子电池进行拆解，得到负极片，将得到的负极片浸泡在分散剂乙醇中，超声30min，之后，将得到的负极活性材料放入真空干燥箱中干燥，干燥后，使用比表面积测试仪(美国康塔nova2000e)测量负极活性材料的比表面积。
[0125]
(6)负极片的压实密度测试
[0126]
将实施例及对比例的锂离子电池进行拆解，得到负极片，裁切含负极活性材料层的负极片得到直径为d的圆片，对圆片进行称重，质量记为m1，计算圆片面积记为s1，使用千
分尺测量圆片厚度为h1；裁切负极集流体得到直径同样为d的圆片，对集流体圆片进行称重，质量记为m2，测量集流体圆片的厚度记为h2，根据下式计算负极片的压实密度：
[0127]
负极片的压实密度：e＝(m
1-m2)/[(h
1-h2)
×
s1]
[0128]
实施例和对比例中，所用到的添加剂的种类及含量如表1-表2所示，其中，各添加剂的含量为基于电解液的总质量计算得到的质量百分含量。具体测试结果如下：
[0129]
表1实施例1-1至1-23和对比例1-1至1-2的参数
[0130][0131]
表1中实施例1-1至1-11与对比例1-1相比表明，在电解液中添加式i化合物，可以显著改善锂离子电池的循环性能及高温存储性能，这是由于式i化合物能够在负极表面形成稳定的sei膜，抑制循环过程和存储过程中负极和电解液间的副反应，减少电解液中的消耗；另外，式i化合物中含氮阳离子部分不仅能够促进锂盐解离，还能与路易斯碱如碳酸乙烯酯(ec)等络合，提高电解液的氧化稳定性，进一步提升锂离子电池的循环性能和高温存储性能。
[0132]
负极活性材料的比表面积也会影响锂离子电池的循环及高温存储性能。当负极活性材料的比表面积过大时，易引起负极活性材料表面的副反应增加导致产气；当负极材料
的比表面积过小时，锂离子传输速度较慢，影响电池的循环性能，当负极活性材料的比表面积在0.1m2/g-5m2/g，可改善电化学装置的循环性能和高温存储性能；当所述负极活性材料的比表面积a与式i化合物的质量百分含量为b％满足关系式：0.1≤a/b≤500时，可显著提高电化学装置的循环性能和高温存储性能。
[0133]
表2实施例1-21、实施例2-1至实施例2-23的参数
[0134][0135][0136]
表2中实施例1-21和实施例2-1至2-23相比表明，当电解液中包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯，且碳酸乙烯酯的含量与碳酸丙烯酯的含量之和在10％至40％时，可进一步提升锂离子电池的循环性能和高温存储性能；在电解液中添加本技术范围内的含硫氧双键化合物可以进一步改善锂离子电池的高温存储性能，是由于含硫氧双键化合物能在正负极表面形成致密而低阻抗的保护膜，减少正负极和电解液之间的副反应，降低锂离子电池高温存储时的厚度增长率；在电解液中添加本技术范围内的锂盐添加剂能够进一步改善电池的循
环性能，锂盐添加剂能在正负极成膜，提高正负极界面的稳定性，提高电池的循环性能。以上添加剂的结合使用，可同时增加锂离子电池正负极的稳定性，有效改善锂离子电池的高温存储性能及循环性能。
[0137]
上述公开特征并非用来限制本公开的实施范围，因此，以本公开权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本公开的权利要求范围之内。