一种电解液及使用其的电化学装置和电子装置的制作方法

本申请涉及储能领域，具体涉及一种电解液及使用其的电化学装置和电子装置。

背景技术：

1、锂离子电池因其能量密度高、循环性能好、安全、环保且无记忆效应等优点，被广泛应用于便携式电子产品、电动交通工具、航空航天、能源储备等领域。为了满足社会发展的需求，寻求具有更高能量密度和功率密度的电化学装置成为亟待解决的问题，而这就使得正极活性材料正朝着高电压方向发展。随着电压的提升，导致电解液在正极界面反应加剧，引起高温循环衰减严重。

2、因此，需要能提供一种能够改善锂离子电池的高温循环性能的电解液。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种电解液以试图在至少某种程度上解决至少一种存在于相关领域中的问题。本申请实施例还提供了使用该电解液的电化学装置以及电子装置。

2、在一个实施例中，本申请提供一种电解液，其中电解液包含：

3、(1)式i所示的含氟环状碳酸酯，

4、

5、其中r41、r42、r43和r44各自独立地为f、或取代或未取代的c1-c3烷基；当经取代时，取代基各自独立地为卤素；其中r41、r42、r43和r44中的至少一者包含f；和

6、(2)第一化合物，其包括式ii化合物和式iii化合物中的至少一者：

7、

8、其中r11、r02、r21和r22各自独立地为c1-c10烷基；

9、基于电解液的总质量，第一化合物的质量百分含量为a％，式i所示的含氟环状碳酸酯的质量百分含量为b％，其中a和b满足：40≤a≤80且3≤a/b≤11。

10、在一些实施例中，4≤a/b≤9。

11、在一些实施例中，电解液进一步包含第二化合物，所述第二化合物包括碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯中的至少一者，其中基于电解液的总质量，第二化合物的质量百分含量为c％，其中c≤12。

12、在一些实施例中，c≤8。

13、在一些实施例中，4≤b≤17.5。

14、在一些实施例中，电解液进一步包括式iv所示的氟醚化合物：

15、

16、其中r31和r32各自独立地选自取代或未取代的c1-c8烷基或-r′-o-r″；r′选自取代或未取代的c1-c8亚烷基；r″选自取代或未取代的c1-c8烷基；当经取代时，取代基各自独立地为卤素；r31和r32中的至少一个被f取代；基于电解液的总质量，式iv所示的氟醚化合物的质量百分含量为d％，d满足5≤d≤30。

17、在一些实施例中，a、b和d满足：50≤(a+b+d)≤90。

18、在一些实施例中，a、b和d满足：60≤(a+b+d)≤80。

19、在一些实施例中，式ii化合物包含如下化合物中的至少一者：甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸丙酯，丙酸甲酯、丙酸乙酯或丙酸丙酯；式iii化合物包含如下化合物中的至少一者：碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯。

20、在一些实施例中，式i所示的含氟环状碳酸酯包括如下化合物中的至少一者：

21、

22、

23、在一些实施例中，式iv所示的氟醚化合物包含如下化合物中的至少一者：

24、

25、在一些实施例中，电解液进一步包含锂盐添加剂，锂盐添加剂包含如下锂盐中的至少一者：双三氟甲烷磺酰亚胺锂litfsi、四氟硼酸锂libf4、二氟草酸硼酸锂lidfob、二草酸硼酸锂libob或二氟磷酸锂lipo2f2；其中基于电解液的总质量，锂盐添加剂质量百分含量为0.01％至5％。

26、在一些实施例中，电解液进一步包括包含s＝o的化合物，包含s＝o的化合物包括如下化合物中的至少一者：

27、

28、

29、基于电解液的总质量，包含s＝o的化合物的质量百分含量为0.2％至6％。

30、在另一个实施例中，本申请提供一种电化学装置，其包括：正极、负极、隔膜和根据本申请实施例的电解液。

31、在一些实施例中，电化学装置包含电极组件及外层包装袋，电化学装置沿极耳伸出外层包装袋的方向的长度为l1mm，电极组件沿极耳伸出外层包装袋的方向的长度为l2mm，l1-l2为e，其中2.2≤e≤5.5。

32、在另一个实施例中，本申请提供一种电子装置，其包括根据本申请的实施例的电化学装置。

33、根据本申请实施例提供的电化学装置具有改善的高温循环性能。原因可能是由于第一化合物所表示的线性酯类化合物本身具有较优的耐氧化性，在正极侧反应较少，但其在负极稳定性差，引起电化学装置性能下降。在电解液中组合使用具有特定含量的第一化合物以及式i所示的含氟环状碳酸酯能够钝化负极，降低活性锂的消耗，改善正极界面和负极界面，显著提高电化学装置的高温循环性能。

34、本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。

技术特征：

1.一种电解液，其中所述电解液包含：

2.根据权利要求1所述的电解液，其中4≤a/b≤9。

3.根据权利要求1所述的电解液，其中所述电解液进一步包含第二化合物，所述第二化合物包括碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯中的至少一者，其中基于所述电解液的总质量，所述第二化合物的质量百分含量为c％，其中c≤112。

4.根据权利要求3所述的电解液，其中c≤8。

5.根据权利要求1所述的电解液，其中4≤b≤17.5。

6.根据权利要求1所述的电解液，其中所述电解液进一步包括式iv所示的氟醚化合物：

7.根据权利要求6所述的电解液，其中a、b和d满足：50≤(a+b+d)≤90。

8.根据权利要求6所述的电解液，其中a、b和d满足：60≤(a+b+d)≤80。

9.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述式ii化合物包含如下化合物中的至少一者：甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸丙酯，丙酸甲酯、丙酸乙酯或丙酸丙酯；

10.根据权利要求1所述的电解液，其中所述式i所示的含氟环状碳酸酯包括如下化合物中的至少一者：

11.根据权利要求6所述的电解液，其中所述式iv所示的氟醚化合物包含如下化合物中的至少一者：

12.根据权利要求1所述的电解液，其中所述电解液进一步包含锂盐添加剂，所述锂盐添加剂包含如下锂盐中的至少一者：双三氟甲烷磺酰亚胺锂litfsi、四氟硼酸锂libf4、二氟草酸硼酸锂lidfob、二草酸硼酸锂libob或二氟磷酸锂lipo2f2；

13.根据权利要求1所述的电解液，其中所述电解液进一步包括包含s＝o的化合物，所述包含s＝o的化合物包括如下化合物中的至少一者：

14.一种电化学装置，其包括：正极、负极、隔膜和根据权利要求1-13中任一项所述的电解液。

15.根据权利要求14所述的电化学装置，其中所述电化学装置包含电极组件及外层包装袋，所述电化学装置沿极耳伸出所述外层包装袋的方向的长度为l1mm，所述电极组件沿极耳伸出所述外层包装袋的方向的长度为l2mm，l1-l2为e，其中2.2≤e≤5.5。

16.一种电子装置，其包括根据权利要求14和15中任一项所述的电化学装置。

技术总结
本申请涉及一种电解液及使用其的电化学装置和电子装置。具体地，本申请提供了一种电解液，其包含式I所示的含氟环状碳酸酯以及第一化合物，其中第一化合物包括式II化合物和式III化合物中的至少一者，并且其中基于电解液的总质量，第一化合物的质量百分含量为A％，式I所示的含氟环状碳酸酯的质量百分含量为B％，其中A和B满足：40≤A≤80，3≤A/B≤11。本申请的电解液能够显著提高使用其的电化学装置的高温循环性能。

技术研发人员：崔辉
受保护的技术使用者：宁德新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16