局部高浓度电解液、二次电池、电子设备和移动装置的制作方法

本技术实施例涉及电池，尤其涉及一种局部高浓度电解液、二次电池、电子设备和移动装置。

背景技术：

1、随着经济和科技发展，大部分电子行业(例如电子消费产品、新能源汽车、电动无人机等)对二次电池能量密度的要求越来越高。当前，使用高比能电极材料以及提高电池工作电压是提高二次电池能量密度的主要途径。

2、高浓度电解液(电解质盐的浓度通常>3mol/l)作为高压二次电池体系的研究热点，不仅可以改善目前常用的低浓度电解液(电解质盐的浓度通常<1.5mol/l)耐高压性较差的问题，而且具有与电极相容性好、离子载体密度高等优势。

3、但在目前的实际应用中，高浓度电解液仍然存在着粘度较大、与极片浸润性不佳等缺陷，导致二次电池的库伦效率偏低、循环性能较差，无法有效满足二次电池高电压工作的需求。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种局部高浓度电解液、二次电池、电子设备和移动装置。该局部高浓度电解液通过添加无氢多卤素取代烷化合物和/或苯基三氟甲烷磺酸酯作为稀释剂，以降低电解液粘度，提高极片浸润性，进而可以提高二次电池的库伦效率和循环性能，有利于满足二次电池高电压工作的需求。

2、第一方面，提供了一种局部高浓度电解液，包括电解质盐、有机溶剂和稀释剂，所述稀释剂包括无氢多卤素取代烷化合物和苯基三氟甲烷磺酸酯中的至少一种，

3、所述无氢多卤素取代烷化合物的通式为cn(fxcly)，其中，n、x和y为大于或等于1的整数，且所述n、x和y满足公式x+y＝2n+2。

4、在本技术中，通过将无氢多卤素取代烷化合物和/或苯基三氟甲烷磺酸酯作为稀释剂添加到高浓度电解液中，以形成局部高浓度电解液，从而可以降低高浓度电解液的总盐浓度和粘度，提高极片浸润性，进而有利于提高二次电池的库伦效率和循环性能，有利于满足二次电池高电压工作的需求。其中，无氢多卤素取代烷化合物和苯基三氟甲烷磺酸酯具有较低的分子极性，因此电解质盐可以在稀释剂中的溶解度较小或没有溶解度，进而有利于使局部高浓度电解液中可以保留高浓度电解液所具有的高浓度盐-溶剂簇的局部配位环境。较低的分子极性也有利于使稀释剂与有机溶剂相容，进而可以避免稀释剂和有机溶剂出现相分离，以获得澄清、均匀的局部高浓度电解液。

5、除此之外，无氢多卤素取代烷化合物的分子结构中不包含氢元素，因此能够避免在正极表面发生氢转移反应，以抑制电解液在高电压下与正极表面接触所引起的氧化分解，进而可以提高局部高浓度电解液的耐高压能力，有利于获得较高能量密度的二次电池。另外，无氢多卤素取代烷化合物还可以在负极表面分解，形成富含氟化物(例如氟化锂化合物)的稳定界面膜，有利于减小局部高浓度电解液与负极的副反应，抑制枝晶生长，从而可以防止枝晶生长到一定程度而穿透隔膜，引发电池电路，有利于提高二次电池的安全性、库伦效率以及循环性能。

6、不仅如此，苯基三氟甲烷磺酸酯的分解可以形成包含硫化物成分的界面膜(例如苯基三氟甲烷磺酸酯可以分解为硫化锂和烷基磺酸锂)，由于硫化物具有较高的离子电导率，因此可以提高界面膜的离子电导率，进而能够提高二次电池的倍率性能。

7、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述无氢多卤素取代烷化合物的分子极性指数mpi满足以下公式：

8、

9、其中，mpi1为所述无氢多卤素取代烷化合物的mpi，s极1为所述无氢多卤素取代烷化合物的分子极性表面积，s总1为所述无氢多卤素取代烷化合物的分子总表面积；

10、所述苯基三氟甲烷磺酸酯的mpi满足以下公式：

11、

12、其中，mpi2为所述苯基三氟甲烷磺酸酯的mpi，s极2为所述苯基三氟甲烷磺酸酯的分子极性表面积，s总2为所述苯基三氟甲烷磺酸酯的分子总表面积；

13、且所述无氢多卤素取代烷化合物的mpi的取值和所述苯基三氟甲烷磺酸酯的mpi的取值满足预设条件。

14、在本技术中，通过设置合适的预设条件，可以控制无氢多卤素取代烷化合物和苯基三氟甲烷磺酸酯的分子极性，进而有利于控制电解质盐在稀释剂中的溶解度较小或没有溶解度，也有利于控制稀释剂和有机溶剂相容。

15、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述预设条件为所述无氢多卤素取代烷化合物的mpi的取值和所述苯基三氟甲烷磺酸酯mpi的取值为5～10。

16、在一种可能的情况下，当无氢多卤素取代烷化合物的mpi小于5时，无氢多卤素取代烷化合物与有机溶剂的相容性较差，因此稀释剂与有机溶剂可能存在分层或浑浊的现象，从而导致无法形成澄清、均匀的局部高浓度电解液。当无氢多卤素取代烷化合物的mpi大于10时，电解质盐在无氢多卤素取代烷化合物中的溶解度较高，因此可能无法产生高浓度盐-溶剂簇的局部配位环境，导致无法形成局部高浓度电解液。

17、因此，满足上述预设条件的无氢多卤素取代烷化合物和苯基三氟甲烷磺酸酯能够具有合适的分子极性，进而可以具有合适的溶解度，以形成局部高浓度电解液。

18、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述无氢多卤素取代烷化合物为不对称结构。

19、在本技术中，通过设置无氢多卤素取代烷化合物为不对称结构，有利于确保无氢多卤素取代烷化合物具有分子极性，进而有利于控制无氢多卤素取代烷化合物与有机溶剂的相容性。

20、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电解质盐在所述无氢多卤素取代烷化合物和所述苯基三氟甲烷磺酸酯中的溶解度小于或等于0.1mol/l，所述无氢多卤素取代烷化合物和所述苯基三氟甲烷磺酸酯可溶于所述有机溶剂。

21、在本技术中，通过合理设置电解质盐在无氢多卤素取代烷化合物和苯基三氟甲烷磺酸酯中的溶解度，有利于使局部高浓度电解液中可以保留高浓度电解液所具有的高浓度盐-溶剂簇的局部配位环境。通过控制稀释剂与有机溶剂相容，有利于避免稀释剂和有机溶剂出现相分离，从而可以获得澄清、均匀的局部高浓度电解液。

22、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述n的取值为1～20。

23、在本技术中，无氢多卤素取代烷化合物中的碳原子数可以为1～20。碳原子数量在上述范围内时，得到的无氢多卤素取代烷化合物可以具有合适的分子极性。

24、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述稀释剂在所述局部高浓度电解液中的质量百分含量为10％～90％。

25、在本技术中，稀释剂的含量在上述范围内时，除了有利于使稀释剂能够在局部高浓度电解液中发挥作用以外，也有利于避免由于稀释剂含量过高，导致电解质盐析出所造成的局部高浓度电解液的电化学性能下降的问题出现。

26、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述局部高浓度电解液的粘度小于或等于8mpa·s，所述局部高浓度电解液的电导率大于或等于2.5ms/cm。

27、在本技术中，通过设置合适的局部高浓度电解液的粘度和电导率范围，有利于提高极片浸润性，进而有利于提高二次电池的库伦效率、倍率性能以及循环性能。

28、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电解质盐包括锂盐、钠盐、钾盐、镁盐、锌盐和铝盐中的至少一种。

29、在本技术中，根据局部高浓度电解液所应用的二次电池的体系不同，可以灵活设置对应的电解质盐。

30、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电解质盐包括mclo4、mbf4、mpf6、masf6、mpf2o2、mcf3so3、mtdi、mb(c2o4)2、mbf2c2o4、m[(cf3so2)2n]、m[(fso2)2n]、m[(cmf2m+1so2)(ctf2t+1so2)n]中的至少一种，

31、其中，m为li、na或k，m和t为大于或等于0的整数。

32、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电解质盐在所述局部高浓度电解液中的摩尔浓度为1mol/l～8mol/l。

33、在本技术中，通过设置合适的电解质盐的摩尔浓度，有利于形成具有高浓度盐-溶剂簇的局部配位环境的局部高浓度电解液，进而有利于获得具有较高能量密度的二次电池。

34、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述有机溶剂包括碳酸酯类溶剂、羧酸酯类溶剂和醚类溶剂中的至少一种。

35、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述局部高浓度电解液还包括添加剂，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙烯酯、1，3-丙磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、丁二腈、己二腈、1,2-二(2-腈乙氧基)乙烷、1,3,6-己烷三腈、联苯或氟苯中的至少一种。

36、在本技术中，可以根据实际性能需求，在局部高浓度电解液中加入具有不同功能作用的添加剂。

37、第二方面，提供了一种二次电池，包括正极、负极、隔膜和如上述第一方面中任一项所述的局部高浓度电解液。

38、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述二次电池包括锂二次电池、钾二次电池、钠二次电池、镁二次电池、锌二次电池、或铝二次电池。

39、第三方面，提供了一种电子设备，包括壳体、以及收容于所述壳体内的显示屏、电路板组件和上述第二方面中任一项所述的二次电池，所述二次电池为所述电路板组件供电。

40、第四方面，提供了一种移动装置，所述移动装置包括如上述第二方面中任一项所述的二次电池。

41、其中，第二方面至第四方面的有益效果，请参见第一方面的有益效果，在此不重复赘述。