一种锂离子电池及其电解液和电子设备的制作方法

本发明涉及电解液，具体涉及一种锂离子电池及其电解液和电子设备。

背景技术：

1、随着电动汽车的推广和普及，人们对电动车的快充能力要求也越来越高，这对锂离子电池的快充能力提出了新的挑战。在锂离子电池中，电解液传导锂离子的能力，以及锂离子从电解液中脱溶剂化迁移至负极表面的快慢，对电池的快充能力具有关键的影响。

2、为了提升电解液的快充能力，行业内一般会从上述两种动力学过程出发，采取相应的手段对电解液的配方进行优化，包括但不限于使用粘度更低的溶剂、对锂离子溶剂化能力更低的溶剂以及减少成膜添加剂的使用。但这几种技术手段并不总是相辅相成：低粘度的羧酸酯溶剂往往具有对锂离子较高的溶剂化能力，而溶剂化能力较弱的氟代溶剂又会带来高粘度的问题，另外，使用化学稳定性较低的低粘度溶剂以及降低成膜添加剂用量又会造成电解液和电极的副反应增多，反而恶化电池性能。这种问题在高电压体系中尤为显著，由于电池的工作电压高达4.4v以上，采用低粘度溶剂在如此高的电压下更容易分解，而高电压下化学性质稳定的溶剂由于粘度较大，又难以支持电解液进行快充，因此，电池的快充性能和稳定性难以兼顾。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种锂离子电池及其电解液和电子设备，以改善电解液无法同时兼顾高压电池的快充性能和高温性能的问题。

2、为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种锂离子电池电解液，所述电解液包括：锂盐、添加剂和有机溶剂，所述锂盐和所述添加剂分散于所述有机溶剂中，所述添加剂包括单离子导体添加剂，所述有机溶剂包括环状碳酸酯和线性碳酸酯，所述线性碳酸酯至少包括碳酸二乙酯，且所述碳酸二乙酯在所述线性碳酸酯中的质量含量为w，则2/7≤w≤1。

3、在本发明一示例中，所述单离子导体添加剂的化学通式为：

4、式中，n的取值范围为10至100。

5、在本发明一示例中，所述单离子导体添加剂在所述锂离子电池电解液中的质量含量为0.1％至1％。

6、在本发明一示例中，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或两种；所述环状碳酸酯在所述有机溶剂中的质量含量为10％至35％。

7、在本发明一示例中，所述线性碳酸酯还包括碳酸甲乙酯和/或碳酸二甲酯。

8、在本发明一示例中，所述锂盐在所述锂离子电池电解液中的质量含量为5％至20％；和/或，所述有机溶剂在所述锂离子电池电解液中的质量含量为60％至85％。

9、本发明另一方面提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔膜和本发明上述任一项所述的锂离子电池电解液。

10、在本发明一示例中，所述正极极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体至少一面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括三元正极材料，所述三元正极材料中镍元素的摩尔含量占过渡金属元素总摩尔量的50％至70％。

11、在本发明一示例中，所述锂离子电池工作电压的上限大于或等于4.4v。

12、本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括本发明上述的锂离子电池。

13、本发明通过在电解液中引入单离子导体作为添加剂，提升电解液的锂离子迁移数，在电导率不发生明显变化的情况下，锂离子迁移数的提升增强了锂离子的传输能力，大幅降低了负极表面的锂离子浓差极化，有效缓解快充过程中负极表面析锂问题；并且，由于单离子导体添加剂可以大幅提升锂离子的有效传输能力，电解液中可以大量使用粘度更大但更稳定的长链线性碳酸酯作为主要成分，而不影响电解液的快充能力。因此，本发明的电解液可以有效解决高电压电池的快充能力和高温性能难以兼顾的问题。

技术特征：

1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述单离子导体添加剂的化学通式为：

3.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述单离子导体添加剂在所述锂离子电池电解液中的质量含量为0.1％至1％。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或两种；所述环状碳酸酯在所述有机溶剂中的质量含量为10％至35％。

5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述线性碳酸酯还包括碳酸甲乙酯和/或碳酸二甲酯。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐在所述锂离子电池电解液中的质量含量为5％至20％；和/或，所述有机溶剂在所述锂离子电池电解液中的质量含量为60％至85％。

7.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片、隔膜和权利要求1至6任一所述的锂离子电池电解液。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体至少一面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括三元正极材料，所述三元正极材料中镍元素的摩尔含量占过渡金属元素总摩尔量的50％至70％。

9.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池工作电压的上限大于或等于4.4v。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求7至9任一所述的锂离子电池。

技术总结
本发明提供一种锂离子电池及其电解液和电子设备，具体涉及电解液技术领域。所述电解液包括：锂盐、添加剂和有机溶剂，所述锂盐和所述添加剂分散于所述有机溶剂中，所述添加剂包括单离子导体添加剂，所述有机溶剂包括环状碳酸酯和线性碳酸酯，所述线性碳酸酯至少包括碳酸二乙酯，且所述碳酸二乙酯在所述线性碳酸酯中的质量含量为w，则2/7≤w≤1。通过在电解液中引入单离子导体添加剂并配合长链线性碳酸酯的使用，有效改善高压电池的快充性能和高温性能。

技术研发人员：余乐,史磊
受保护的技术使用者：远景睿泰动力技术（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15