二次电池、电解液和用电装置的制作方法

本申请涉及二次电池，特别是涉及一种二次电池、电解液和用电装置。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

2、新能源汽车市场的迅速发展，促进了以锂离子电池为主的动力电池的蓬勃发展。与石墨材料相比，碱金属如锂金属、钠金属和钾金属，具有较高的理论比容量，尤其是锂金属，其理论比容量高达3860mah/g，最低的还原电势-3.04v（相对于标准氢电极），因此以锂金属作为负极的碱金属电池有望成为下一代高能量密度的动力电池之一。然而，传统碱金属电池的循环稳定较差，仍有待进一步改进。

技术实现思路

1、本申请提供一种二次电池、电解液和用电装置，旨在提升二次电池的循环稳定性。

2、本申请的第一方面，提供一种二次电池，包括负极极片和电解液，所述负极极片中的负极活性材料包括碱金属；所述电解液包括有机溶剂和碱金属盐，所述有机溶剂包括醚类有机溶剂，所述碱金属盐包括双氟磺酰亚胺碱金属盐和双三氟甲磺酰亚胺碱金属盐中的一种或多种。

3、醚类有机溶剂中的醚键与双氟磺酰亚胺碱金属盐和双三氟甲磺酰亚胺碱金属盐中的一种或多种碱金属离子能够形成稳定的溶剂化结构，起到稳定碱金属负极界面的作用，碱金属负极界面的sei膜主要由碱金属盐中的阴离子演变的无机组分构成，可以有效地隔绝电子传递，同时该sei膜对碱金属离子的亲和性较低，有利于碱金属离子的横向扩散，抑制枝晶生长，从而提升了二次电池的循环稳定性。

4、在一些实施方式中，所述醚类有机溶剂包括链状醚类有机溶剂和环状醚类有机溶剂中的一种或多种，所述链状醚类有机溶剂包括乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚中的一种或多种，所述环状醚类有机溶剂包括1,3-二氧戊环和四氢呋喃中的一种或多种。

5、在一些实施方式中，所述电解液中的所述碱金属盐的浓度为4mol/l-8mol/l。

6、在一些实施方式中，所述电解液中的所述碱金属盐的浓度为6mol/l-8mol/l。

7、在一些实施方式中，所述碱金属和所述碱金属盐中的碱金属元素包括锂、钠和钾中的一种或多种。

8、在一些实施方式中，所述电解液还包括稀释剂，所述稀释剂包括氟代醚，所述氟代醚包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚、1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、2-甲基-1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、双(2,2,2-三氟乙基)醚、三(三氟乙氧基)甲烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚和1,1,2,2-四氟乙基乙基醚中的一种或多种。

9、在一些实施方式中，所述有机溶剂与所述稀释剂的体积比为3:1-1:3。

10、在一些实施方式中，所述有机溶剂与所述稀释剂的体积比为1:1-1:3。

11、在一些实施方式中，所述电解液中的所述碱金属盐的浓度为1.5mol/l-8mol/l。

12、在一些实施方式中，所述电解液的粘度为7mpa.s-78mpa.s。

13、在一些实施方式中，所述电解液的导电率为1ms/cm-6ms/cm。

14、在一些实施方式中，所述电解液中碱金属的离子迁移数为0.2-0.7。

15、本申请的第二方面，提供一种电解液，包括有机溶剂和碱金属盐，所述有机溶剂包括醚类有机溶剂，所述碱金属盐包括双氟磺酰亚胺碱金属盐和双三氟甲磺酰亚胺碱金属盐中的一种或多种。

16、醚类有机溶剂中的醚键与双氟磺酰亚胺碱金属盐和双三氟甲磺酰亚胺碱金属盐中的一种或多种碱金属离子能够形成稳定的溶剂化结构，起到稳定碱金属负极界面的作用，碱金属负极界面的sei膜主要由碱金属盐中的阴离子演变的无机组分构成，可以有效地隔绝电子传递，同时该sei膜对碱金属离子的亲和性较低，有利于碱金属离子的横向扩散，抑制枝晶生长，从而提升了二次电池的循环稳定性。

17、在一些实施方式中，所述醚类有机溶剂包括链状醚类有机溶剂和环状醚类有机溶剂中的一种或多种，所述链状醚类有机溶剂包括乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚中的一种或多种，所述环状醚类有机溶剂包括1,3-二氧戊环和四氢呋喃中的一种或多种。

18、在一些实施方式中，所述电解液中的所述碱金属盐的浓度为4mol/l-8mol/l。

19、在一些实施方式中，所述电解液还包括稀释剂，所述稀释剂包括氟代醚，所述氟代醚包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚、1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、2-甲基-1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、双(2,2,2-三氟乙基)醚、三(三氟乙氧基)甲烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚和1,1,2,2-四氟乙基乙基醚中的一种或多种。

20、在一些实施方式中，所述有机溶剂与所述稀释剂的体积比为3:1-1:3。

21、在一些实施方式中，所述有机溶剂与所述稀释剂的体积比为1:1-1:3。

22、本申请的第三方面，提供一种用电装置，包括本申请第一方面所述的二次电池和本申请第二方面所述的电解液中的至少一种。

23、本申请的用电装置包括本申请提供的二次电池和电解液中的至少一种，因而至少具有与所述二次电池和/或所述电解液相同的优势。

24、本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。

技术特征：

1.一种二次电池，其特征在于，包括负极极片和电解液，所述负极极片中的负极活性材料包括碱金属；所述电解液包括有机溶剂和碱金属盐，所述有机溶剂包括醚类有机溶剂，所述碱金属盐包括双氟磺酰亚胺碱金属盐和双三氟甲磺酰亚胺碱金属盐中的一种或多种，所述电解液中的所述碱金属盐的浓度为1.5mol/l-8mol/l，所述电解液中碱金属的离子迁移数为0.2-0.7。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述醚类有机溶剂包括链状醚类有机溶剂和环状醚类有机溶剂中的一种或多种，所述链状醚类有机溶剂包括乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚中的一种或多种，所述环状醚类有机溶剂包括1,3-二氧戊环和四氢呋喃中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述电解液中的所述碱金属盐的浓度为4mol/l-8mol/l。

4.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述电解液中的所述碱金属盐的浓度为6mol/l-8mol/l。

5.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述碱金属和所述碱金属盐中的碱金属元素包括锂、钠和钾中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电解液还包括稀释剂，所述稀释剂包括氟代醚，所述氟代醚包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚、1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、2-甲基-1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、双(2,2,2-三氟乙基)醚、三(三氟乙氧基)甲烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚和1,1,2,2-四氟乙基乙基醚中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述有机溶剂与所述稀释剂的体积比为3:1-1:3。

8.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述有机溶剂与所述稀释剂的体积比为1:1-1:3。

9.根据权利要求1-2及6-8任一项所述的二次电池，其特征在于，所述电解液具备如下特征中的一个或多个：

10.一种电解液，其特征在于，包括有机溶剂和碱金属盐，所述有机溶剂包括醚类有机溶剂，所述碱金属盐包括双氟磺酰亚胺碱金属盐和双三氟甲磺酰亚胺碱金属盐中的一种或多种，所述电解液中的所述碱金属盐的浓度为1.5mol/l-8mol/l，所述电解液中碱金属的离子迁移数为0.2-0.7。

11.根据权利要求10所述的电解液，其特征在于，所述醚类有机溶剂包括链状醚类有机溶剂和环状醚类有机溶剂中的一种或多种，所述链状醚类有机溶剂包括乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚中的一种或多种，所述环状醚类有机溶剂包括1,3-二氧戊环和四氢呋喃中的一种或多种。

12.根据权利要求10或11所述的电解液，其特征在于，所述电解液中的所述碱金属盐的浓度为4mol/l-8mol/l。

13.根据权利要求12所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括稀释剂，所述稀释剂包括氟代醚，所述氟代醚包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚、1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、2-甲基-1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丙烷、双(2,2,2-三氟乙基)醚、三(三氟乙氧基)甲烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚和1,1,2,2-四氟乙基乙基醚中的一种或多种。

14.根据权利要求13所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂与所述稀释剂的体积比为3:1-1:3。

15.根据权利要求13所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂与所述稀释剂的体积比为1:1-1:3。

16.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的二次电池和权利要求10-15任一项所述的电解液中的至少一种。

技术总结
本申请涉及一种二次电池、电解液和用电装置，属于二次电池技术领域。本申请提供的二次电池包括负极极片和电解液，负极极片中的负极活性材料包括碱金属；有机溶剂包括醚类有机溶剂，碱金属盐包括双氟磺酰亚胺碱金属盐和双三氟甲磺酰亚胺碱金属盐中的一种或多种。醚类有机溶剂与双氟磺酰亚胺碱金属盐和双三氟甲磺酰亚胺碱金属盐中的一种或多种搭配使用，有效提升了二次电池的循环稳定性。

技术研发人员：仲宁
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15