一种电解液、二次电池及用电设备的制作方法

本发明涉及电池，尤其是涉及一种电解液、二次电池及用电设备。

背景技术：

1、随着电动车的快速发展，人们对锂离子电池的能量密度、循环寿命以及安全性要求不断提高。然而，在传统电解液体系中，三元正极材料在高压、高温下会发生剧烈的结构变化和界面副反应，给实际应用带来巨大挑战，尤其是高镍三元材料的循环寿命和安全性。此外，石墨负极首次成膜的sei膜对电池性能起着重要作用，形成的sei膜阻抗太大会使电池极化加剧，很容易导致负极表面析锂，大幅度降低电池的可逆容量。

2、开发适配的电解液添加剂是提高锂离子电池电化学性能最经济有效的方法之一。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种电解液，其中的式ⅰ所示的化合物能够优先溶剂发生还原，形成更好的sei膜；并且有利于与li+结合，与溶剂竞争参与形成溶剂化结构，抑制溶剂分解。

2、本发明的另一目的在于提供一种二次电池，含有上述电解液。

3、本发明的又一目的在于提供一种用电设备，包括上述二次电池。

4、一种电解液，包括如式ⅰ所示的化合物：

5、

6、x1和x2各自独立地选自碳数为1～20的亚烷基、亚烯基或亚炔基；

7、r1和r2各自独立地选自烷基或卤代烷基；

8、cy为与式ⅰ中相连的围合形成的五元或六元环基。

9、进一步地，所述五元或六元环基包括2,4,5-咪唑啉三酮基、取代或未取代的2-咪唑烷酮基和取代或未取代的1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮基中的任一种。

10、进一步地，r1和r2中的至少一者经卤素取代。

11、进一步地，所述式ⅰ所示的化合物包括如结构式ⅰ1、ⅰ2和ⅰ3中的至少一种：

12、

13、进一步地，所述卤代烷基包括氟代烷基；所述氟代烷基中，氟原子的个数≥1。

14、进一步地，所述式ⅰ所示的化合物的用量为所述电解液的总质量的0.1％～5％。

15、本发明还提供了一种二次电池，包括正极片、负极片、隔膜和上述任意一项所述的电解液。

16、进一步地，所述负极片包括负极活性材料，所述负极活性材料包括天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、纳米碳和硅碳复合物中的至少一种；

17、所述正极片包括正极活性物质，所述正极活性物质的化学式包括lifepo4和lianixcoymn(1-x-y)o2中的至少一种，其中0.9≤a≤1.1，0＜x＜1，0＜y＜1，x+y＜1。

18、进一步地，所述二次电池的充电截止电压为4.2～4.5v。

19、进一步地，所述正极片的活性物质层的厚度为20～90μm。

20、本发明还提供了一种用电设备，包括上述任意一项所述的二次电池。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

22、(1)本发明的电解液中所采用的式ⅰ所示的化合物，具有较低的lumo，能够优先溶剂发生还原；并且式ⅰ所示的化合物结构中的胺的给电子能力强，有利于与li+结合，溶剂竞争参与形成溶剂化结构，抑制溶剂分解；

23、(2)本发明的电解液中所采用的式ⅰ所示的化合物的分子中的c-f键有助于形成lif，在负极形成sei膜，改善石墨类负极表面的sei膜的性能，并且富氟链有助于减少分子相互作用并防止电解质粘度增加；

24、(3)采用本发明的电解液的二次电池，具有较好的循环性能。

技术特征：

1.一种电解液，其特征在于，包括如式ⅰ所示的化合物：

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述五元或六元环基包括2,4,5-咪唑啉三酮基、取代或未取代的2-咪唑烷酮基和取代或未取代的1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮基中的任一种。

3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，r1和r2中的至少一者经卤素取代。

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述式ⅰ所示的化合物包括如结构式ⅰ1、ⅰ2和ⅰ3中的至少一种：

5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述卤代烷基包括氟代烷基；

6.根据权利要求1～5任一项所述的电解液，其特征在于，所述式ⅰ所示的化合物的用量为所述电解液的总质量的0.1％～5％。

7.一种二次电池，其特征在于，包括正极片、负极片、隔膜和权利要求1～6任一项所述的电解液。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述负极片包括负极活性材料，所述负极活性材料包括天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、纳米碳和硅碳复合物中的至少一种；

9.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池的充电截止电压为4.2～4.5v。

10.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述正极片的活性物质层的厚度为20～90μm。

11.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求7～10任一项所述的二次电池。

技术总结
本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电解液、二次电池及用电设备。一种电解液，包括如式Ⅰ所示的化合物：X1和X2各自独立地选自碳数为1～20的亚烷基、亚烯基或亚炔基；R1和R2各自独立地选自烷基或卤代烷基；Cy为与式Ⅰ中相连的围合形成的五元或六元环基。本发明的电解液中所采用的式Ⅰ所示的化合物，具有较低的LUMO，能够优先溶剂发生还原；并且式Ⅰ所示的化合物中的胺的给电子能力强，有利于与Li+结合，溶剂竞争参与形成溶剂化结构，抑制溶剂分解；在石墨类负极表面形成更好的SEI膜，改善电池循环性能。

技术研发人员：吕国显,许灿,乔飞燕,褚春波
受保护的技术使用者：欣旺达电动汽车电池有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13