非水电解液、锂离子电池和电子设备的制作方法

本发明涉及电解液，具体涉及一种非水电解液、锂离子电池和电子设备。

背景技术：

1、近年来，锂离子电池因其具有高能量密度、长循环寿命以及环境友好等优点得到快速发展，已经被广泛应用于电动汽车、航空航天和便携式设备等领域。为追求更高的能量密度，锂离子电池的化学体系逐渐向高镍正极方向发展，高镍正极可以提供更高比容量，显著提升电池能量密度。然而随着材料中镍含量的升高，正极稳定性也会降低。高镍正极在高度脱锂时，晶体结构容易发生畸变，导致晶格氧的脱出。正极脱出的活性氧一旦接触电解液，就会和电解液发生反应将其氧化分解，造成电池产气、衰减等一系列问题。

2、针对上述问题，目前行业内普遍采用的方案是：使用成膜添加剂在正极表面成膜，从而阻止电解液和正极的直接接触，延缓正极表面结构衰变，同时也在正极析出的活性氧和电解液之间起到隔离作用。但该方法治标不治本，在活性氧的长期积累和侵蚀下，正极保护膜也会逐渐失效，最终导致电池快速衰减。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种非水电解液、锂离子电池和电子设备，以改善高镍正极释放活性氧导致电解液分解的问题。

2、为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种非水电解液，所述非水电解液包括：有机溶剂、锂盐及添加剂，所述锂盐和所述添加剂溶于所述有机溶剂中，所述添加剂包括单线态氧淬灭添加剂，所述单线态氧淬灭添加包括如下式所示的化合物：

3、

4、在本发明一示例中，所述单线态氧淬灭添加剂在所述非水电解液中的质量含量为0.1％至1％。

5、在本发明一示例中，所述有机溶剂包括环状碳酸酯和线性碳酸酯；和/或，所述有机溶剂在所述非水电解液中的质量含量为60％至85％。

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；所述线性碳酸酯包括碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种或多种。

7、在本发明一示例中，所述添加剂还包括所述添加剂还包括成膜添加剂，所述成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯和/或1,3-丙烷磺酸内酯。

8、在本发明一示例中，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐、双三氟甲磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂或三氟甲磺酸锂中的一种或至少两种。

9、在本发明一示例中，所述锂盐在所述非水电解液中的质量含量为5％至20％。

10、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、隔膜和上述任一项所述的非水电解液。

11、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量在过渡金属元素总摩尔量中的占比大于或等于83％。

12、本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括上文所述的锂离子电池。

13、本发明提供一种非水电解液，通过在电解液中引入单线态氧淬灭添加剂，该添加剂可以捕获并淬灭正极释放的活性氧，保护电解液溶剂不受活性氧的氧化。并且，该添加剂分子具有双键结构，可以在正极表面氧化聚合，形成致密保护膜，该保护膜亦可起到隔绝电解液的作用；两种作用机理同时起效，从而使得添加剂可以有效抑制副反应，改善电池存储产气和循环性能。

技术特征：

1.一种非水电解液，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述单线态氧淬灭添加剂在所述非水电解液中的质量含量为0.1％至1％。

3.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括环状碳酸酯和线性碳酸酯。

4.根据权利要求3所述的非水电解液，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；所述线性碳酸酯包括碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述添加剂还包括成膜添加剂，所述成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯和/或1,3-丙烷磺酸内酯。

6.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐、双三氟甲磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂或三氟甲磺酸锂中的一种或至少两种。

7.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述锂盐在所述非水电解液中的质量含量为5％至20％。

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

9.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量在过渡金属元素总摩尔量中的占比大于或等于83％。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求8或9所述的锂离子电池。

技术总结
本发明提供一种非水电解液、锂离子电池和电子设备，具体涉及电解液技术领域。所述非水电解液包括：有机溶剂、锂盐及添加剂，所述锂盐和所述添加剂溶于所述有机溶剂中，所述添加剂包括单线态氧淬灭添加剂，单线态氧淬灭添加剂包括N‑甲基‑2,2,6,6‑四甲基哌啶‑甲基丙烯酸甲酯。本发明在非水电解液中引入单线态氧淬灭添加剂，可以有效淬灭高镍正极析出的活性氧，防止电解液被氧化分解，大幅提升电池的循环性能与存储性能。

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