CN109309245A - 电解液及电化学储能装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种电解液及电化学储能装置。所述电解液包括电解质盐以及添加剂。所述添加剂包括磺酸酯环状季铵盐以及二氧杂环化合物。在两者的共同作用下，可以使电化学储能装置的正、负极表面均形成一层致密、均匀且稳定的钝化膜，尤其是在负极表面能够形成低阻抗且致密的固态电解质界面膜，可减少正、负极与电解液的接触，从而避免电解液在正、负极表面发生持续氧化和还原反应，进而减弱了电解液的分解和电化学储能装置的内阻上升，使电化学储能装置具有较好的高温存储性能和高温循环性能。

Description

电解液及电化学储能装置
技术领域
本申请涉及储能装置领域，尤其涉及一种电解液及电化学储能装置。
背景技术
随着化石能源的日益枯竭及环境污染的压力越来越大，汽车行业迫切需要一种新型能源为其提供驱动，锂离子电池由于具有能量密度高、无记忆效应、工作电压高等特点脱颖而出，使其成为当前新能源汽车动力电源的首选方案。然而随着电子产品市场需求的扩大及动力、储能设备的发展，人们对锂离子电池的要求不断提高，开发具有高能量密度且满足快速充放电的锂离子电池成为当务之急。目前，有效的方法是提高电极活性材料的电压、压实密度以及选择合适的电解液。
当我们为了满足产品使用要求而提高锂离子电池的能量密度时(如提高电池电压)，相当于提高了锂离子电池安全的不确定性。例如，当锂离子电池在高温下使用时，电解液会在正负极上发生剧烈的氧化和还原反应，产生大量气体，导致锂离子电池膨胀。这不仅会导致锂离子电池损坏，同时也会导致使用该锂离子电池的设备损坏，严重的时候会由于锂离子电池膨胀变形而导致锂离子电池内部发生短路或是锂离子电池包装胀破导致可燃性的电解液泄露，有引起火灾等安全事故的风险。因此需要有效的技术解决电解液的分解以及锂离子电池胀气的问题。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种电解液及电化学储能装置，所述电化学储能装置具有较好的高温存储性能和高温循环性能。
为了达到上述目的，在本申请的一方面，本申请提供了一种电解液，其包括电解质盐以及添加剂。所述添加剂包括磺酸酯环状季铵盐以及二氧杂环化合物。
在本申请的另一方面，本申请提供了一种电化学储能装置，其包括本申请一方面的电解液。
相对于现有技术，本申请的有益效果为：
本申请的电解液添加剂包括磺酸酯环状季铵盐以及二氧杂环化合物，其可以使电化学储能装置的正、负极表面均形成一层致密、均匀且稳定的钝化膜，尤其是在负极表面能够形成低阻抗且致密的固态电解质界面膜(SEI膜)，可减少正、负极与电解液的接触，从而避免电解液在正、负极表面发生持续的氧化和还原反应，进而减弱了电解液的分解和电化学储能装置的内阻上升，使电化学储能装置具有较好的高温存储性能和高温循环性能。
具体实施方式
下面详细说明根据本申请的电解液和电化学储能装置。
首先说明根据本申请第一方面的电解液。
根据本申请第一方面的电解液包括电解质盐以及添加剂。所述添加剂包括磺酸酯环状季铵盐以及二氧杂环化合物。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述磺酸酯环状季铵盐选自式1所示的化合物中的一种或几种；在式1中，R11选自-CN、取代或未取代的C1～12的烷基、取代或未取代的C2～12的烯基、取代或未取代的C2～12的炔基、取代或未取代的C1～12的烷氧基、取代或未取代的C1～12的酰氧基中的一种；R12选自取代或未取代的C1～12的亚烷基、取代或未取代的C2～12的亚烯基、取代或未取代的C2～12的亚炔基、取代或未取代的C1～12的亚烷酰基中的一种；R13选自取代或未取代的C1～12的烷基、取代或未取代的C2～12的烯基、取代或未取代的C2～12的炔基、取代或未取代的C1～12的烷氧基、取代或未取代的C1～12的酰氧基、取代或未取代的C6～22的芳基、取代或未取代的C5～22的芳杂基中的一种；R14选自取代或未取代的C1～3的亚烷基；取代基选自-CN、卤素原子中的一种或几种。
在式1中，表示阴离子，选自F-、NO3 -、SO4 2-、PF6 -、PF4 -、AsF6 -、 中的一种。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述二氧杂环化合物可为五元环状化合物、六元环状化合物、七元环状化合物、八元环状化合物中的一种。优选地，可为五元环状化合物、六元环状化合物、七元环状化合物中的一种。进一步优选地，可为五元环状化合物、六元环状化合物中的一种。其中，在环上有几个原子，该环就称“几元环”。具体地，所述二氧杂环化合物可选自式2、式3所示的化合物中的一种或几种；在式2中，a为1～3内的整数，R21、R22、R23、R24各自独立地选自H、卤素原子、氰基、羧基、磺酸基、C1～20的烷基或卤代烷基、C2～20的不饱和烃基或卤代不饱和烃基中的一种；在式3中，b为1～3内的整数，R31、R32、R33、R34、R35各自独立地选自H、卤素原子、氰基、羧基、磺酸基、C1～20的烷基或卤代烷基、C2～20的不饱和烃基或卤代不饱和烃基中的一种，其中，卤素原子为F、Cl、Br、I。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述电解液可为液体电解液、固态聚合物电解液或凝胶聚合物电解液。由于液态电解液与固态聚合物电解液、凝胶聚合物电解液的作用机理相似，因此在本申请中仅以液态电解液举例进行说明。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述磺酸酯环状季铵盐以及二氧杂环化合物可以使电化学储能装置的正、负极表面均形成一层致密、均匀且稳定的钝化膜，尤其是在负极表面能够形成低阻抗且致密的固态电解质界面膜(SEI膜)，减少正、负极与电解液的接触，从而可以避免电解液在正、负极表面发生持续的氧化反应和还原反应，进而减弱了电解液的分解，避免内阻上升，使电化学储能装置具有较好的高温存储性能和高温循环性能。其原因在于，电化学储能装置在化成时，其正、负极表面可形成一层钝化膜，当电解液中含有磺酸酯环状季铵盐时，其阳离子基团具有的特殊结构(即所述磺酸酯环状季铵盐的阳离子基团部分由带单位正电荷的环状季铵头部和功能性的磺酸酯尾部通过中间的有机碳链连接而成)，可以使带单位正电荷的环状季铵头部在还原电位为1.5V时，能够带动整个阳离子基团主动靠近负极而被优先还原分解断裂，并释放出功能性的磺酸酯尾部，其可以在负极表面优先建立一层由烷基磺酸金属盐(RSO3X)等物质组成的SEI膜，由于烷基磺酸金属盐具有较高的本征离子传导率，且具有很高的热稳定性，故由此在负极表面形成的SEI膜具有内部结构致密且均匀、阻抗低、高温性能优异等特点，可以改善电化学储能装置的高温存储性能和高温循环性能。二氧杂环化合物则可在正极被氧化，从而在正极表面形成结构致密且均匀、高温性能优异的钝化膜，可进一步改善电化学储能装置的高温存储性能和高温循环性能。因此，当电解液中同时加入磺酸酯环状季铵盐以及二氧杂环化合物时，在两者的共同作用下，电化学储能装置具有较好的高温存储性能和高温循环性能。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式1中，优选地，R11选自取代或未取代的C1～6的烷基或卤代烷基中的一种，R12选自取代或未取代的C1～12的亚烷基中的一种，R13选自取代或未取代的C1～6的烷基或卤代烷基中的一种，R14选自取代或未取代的C1～2的亚烷基中的一种。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述磺酸酯环状季铵盐的阳离子基团选自
中的一种。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，具体地，所述磺酸酯环状季铵盐选自下述化合物中的一种或几种；但本申请不限于此；
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式2中，优选地，a为1～2内的整数。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式2中，R21、R22可以互不相同，也可以完全相同。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式2中，当a取2以上的整数时，除连接有取代基R21、R22的碳原子外，位于剩余碳原子位置上的取代基可以相同，也可以完全不同，又或者是两个以上取代基相同，并不受到具体的标号的限制。例如，当a为2时，除连接有取代基R21、R22的碳原子外，剩余两个碳原子上的四个取代基可以完全相同，也可以完全不同，又或者是四个取代基中的任意两者以上相同。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式3中，优选地，b为1～2内的整数。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式3中，R31、R32、R35可以互不相同，也可以完全相同，或者是R31、R32、R35中的任意二者相同。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式3中，当b选取2以上的整数时，除连接有取代基R31、R32、R35的碳原子外，位于剩余位置的碳原子位置上的取代基的可以相同，也可以完全不同，又或者是两个以上取代基相同，并不受到具体的标号的限制。例如，当b为2时，除连接有取代基R31、R32、R35的碳原子外，剩余两个碳原子上的四个取代基可以完全相同，也可以完全不同，又或者是四个取代基中的任意两者以上相同。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式2、式3中，C1～20的烷基可为链状烷基，也可为环状烷基。链状烷基又包括直链烷基和支链烷基，C1～20的烷基优选为直链烷基。优选地，选择C1～10的烷基，进一步优选地，选择C1～5的烷基，更进一步优选地，选择C1～3的烷基。具体地，所述C1～20的烷基可选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环戊基、正己基、异己基、环己基、庚基、环庚基、辛基、环辛基、壬基、癸基、十一烷烃基、十二烷烃基、十三烷烃基、十四烷烃基、十五烷烃基、十六烷烃基、十七烷烃基、十八烷烃基、十九烷烃基、二十烷烃基中的一种。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式2、式3中，C1～20的卤代烷基中卤素原子的个数及其位置并没有特别的限制，可根据实际需求对上述C1～20的烷基上的部分氢原子或者全部氢原子进行取代。例如，C1～20的卤代烷基中卤素原子的个数可为1个、2个、3个或4个。当卤素原子的个数多于1个时，卤素原子的种类可以相同，也可以完全不同，又或者是部分相同。优选地，所述C1～20的卤代烷基可选自
中的一种，其中，X为F、Cl、Br、I中的一种，优选地，X为F或Cl。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式2、式3中，C2～20的不饱和烃基可包括链状不饱和烃基和环状不饱和烃基，其具体种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，优选地，选择链状不饱和烃基，进一步优选地，选择烯基、炔基。所述不饱和烃基中不饱和键的个数以及不饱和键的位置并没有特别的限制，可根据实际情况进行选择。例如，不饱和键的个数可为1个、2个、3个或4个。优选地，不饱和键位于不饱和烃基的末端，其中，所述不饱和烃基的末端即为远离不饱和烃基与二氧杂环化合物的环相连接的位置。例如，当不饱和键的个数为1时，不饱和键位于所述不饱和烃基的末端。当不饱和烃基的碳原子数大于等于3时，不饱和键的碳原子不与二氧杂环化合物的环相连接。优选地，选择C2～10的不饱和烃基，进一步优选地，选择C2～5的不饱和烃基，更进一步优选地，选择C2～3的不饱和烃基。具体地，C2～20的不饱和烃基可选自-CH＝CH2、-CH2-CH＝CH2、-CH2CH2-CH＝CH2、-CH2CH2CH2-CH＝CH2、-C≡CH、-CH2-C≡CH、-CH2CH2-C≡CH、-CH2CH2CH2-C≡CH、-CH＝CH-CH＝CH2中的一种。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式2、式3中，C2～20的卤代不饱和烃基中，卤素原子的个数及其位置并没有特别的限制，可根据实际需求对上述C2～20的不饱和烃基上的部分氢原子或者全部氢原子进行取代。例如，卤素原子的个数可为1个、2个、3个或4个。当卤素原子的个数多于1个时，卤素原子的种类可以相同，也可以完全不同，又或者部分相同。优选地，C2～20的卤代不饱和烃基可选自—C≡C—X、—CH2—C≡C—X、—CH2CH2—C≡C—X、—CH2CH2CH2—C≡C—X、 中的一种，其中，X为F、Cl、Br、I中的一种，优选地，X为F或Cl。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，在式2、式3中，优选地，R21、R22、R23、R24、R31、R32、R33、R34、R35各自独立地选自H、F、Cl、C1～10的烷基或卤代烷基、C2～10的不饱和烃基或卤代不饱和烃基中的一种，其中卤素原子选自F或Cl。进一步优选地，R21、R22、R23、R24、R31、R32、R33、R34、R35各自独立地选自H、C1～5的烷基或卤代烷基、C2～5的不饱和烃基或卤代不饱和烃基中的一种，其中卤素原子选自F或Cl。更进一步优选地，R21、R22、R23、R24、R31、R32、R33、R34、R35各自独立地选自H、C1～3的烷基、C2～3的烯基、C2～3的炔基中的一种。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，具体地，所述二氧杂环化合物选自下述化合物中的一种或几种；但本申请不限于此；
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述磺酸酯环状季铵盐的含量过少，形成的正负极钝化膜并不足以阻止电解液进一步反应，对电化学储能装置性能的改善也不明显；含量过高，则其在正负极上的成膜阻抗增加，从而恶化电化学储能装置的性能。优选地，所述磺酸酯环状季铵盐的含量为所述电解液总质量的0.05％～10％。进一步优选地，所述磺酸酯环状季铵盐的含量为所述电解液总质量的0.1％～5％。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述二氧杂环化合物的含量过少，其在正极形成的钝化膜不够致密，无法有效抑制电解液与正极活性材料之间的氧化还原反应，从而无法进一步改善电化学储能装置的高温存储性能；含量过高，其在正极形成的钝化膜过厚过密，阻碍了活性金属离子的正常脱嵌过程，因此会对电化学储能装置的容量发挥产生不利的影响，而且还会严重影响电化学储能装置的高温循环性能。优选地，所述二氧杂环化合物的含量为所述电解液总质量的0.05％～10％。进一步优选地，所述二氧杂环化合物的含量为所述电解液总质量的0.5％～5％。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述电解质盐的浓度没有具体的限制，可根据实际需求进行选择。具体地，所述电解质盐的含量为所述电解液的总质量的6％～25％。优选地，所述电解质盐的含量为所述电解液的总质量的6％～20％。进一步优选地，所述电解质盐的含量为所述电解液的总质量的10％～15％。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述电解液中的电解质盐可选自锂盐或钠盐。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述锂盐的种类没有具体的限制，可根据实际需求进行选择。优选地，所述锂盐至少包括LiPF6，所述锂盐还可进一步包括LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiSbF6、LiBOB、LiDFOB、LiN(SO2F)2、LiTFSI、LiPO2F2、LiTFOP、LiN(SO2RF)2、LiN(SO2F)(SO2RF)中的一种或几种，其中RF＝CnF2n+1，表示饱和全氟烷基，n为1～10内的整数。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述钠盐的种类没有具体的限制，可根据实际需求进行选择。具体地，所述钠盐可选自NaPF6、NaBF4、NaClO4、NaAsF6、NaCF3SO3、NaN(CF3SO2)2、NaN(C2F5SO2)2、NaN(FSO2)2中的一种或几种。
在根据本申请第一方面所述的电解液中，所述电解液还包括有机溶剂，所述有机溶剂的种类并没有具体的限制，可根据实际需求进行选择。优选地，使用非水有机溶剂。所述非水有机溶剂可包括任意种类的碳酸酯和/或羧酸酯。所述碳酸酯可包括环状碳酸酯以及链状碳酸酯的混合物。所述非水有机溶剂还可包括碳酸酯的卤代化合物。具体地，所述有机溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚戊酯、氟代碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯、四氢呋喃中的一种或几种。
其次说明根据本申请第二方面的电化学储能装置。
根据本申请第二方面所述的电化学储能装置包括根据本申请第一方面所述的电解液。
在根据本申请第二方面所述的电化学储能装置中，所述电化学储能装置还包括正极片、负极片、隔离膜以及包装壳等。
需要说明的是，所述电化学储能装置可为锂离子电池、钠离子电池、锌离子电池或超级电容器。在本申请的实施例中，仅示出电化学储能装置为锂离子电池的实施例，但本申请不限于此。
在锂离子电池中，正极片包括正极集流体和设置于正极集流体上的正极膜片。所述正极膜片包括正极活性材料，所述正极膜片还可包括导电剂、粘结剂。正极活性材料可选自钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、尖晶石型的锰酸锂(LiMn2O4)、橄榄石型的LiMPO4、三元材料LiaNixAyB(1-x-y)O2中的一种或几种。其中，在橄榄石型的LiMPO4中，M选自Co、Ni、Fe、Mn、V中的一种或几种；在三元材料LiaNixAyB(1-x-y)O2中，A、B各自独立地选自Co、Al、Mn中的一种，且A和B不相同，0.95≤a≤1.2，0<x<1，0<y<1，且x+y<1。导电剂和粘结剂的种类没具体的限制，可根据实际需求进行选择。
在锂离子电池中，负极片包括负极集流体和设置于负极集流体上的负极膜片。所述负极膜片包括负极活性材料，所述负极膜片还可包括导电剂、粘结剂。负极活性材料可选自在电压＜2V(vs.Li/Li+)时可以嵌入锂的材料。具体地，所述负极活性材料可选自天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(简称为MCMB)、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO2、尖晶石结构的锂化TiO2-Li4Ti5O12、Li-Al合金中的一种或几种。导电剂和粘结剂的种类没具体的限制，可根据实际需求进行选择。所述负极片也可直接使用金属锂片。
在锂离子电池中，所述隔离膜的种类没有具体限制，可根据实际需求进行选择，具体地，所述隔离膜可选自聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜以及它们的多层复合膜。
下面结合实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。在实施例中仅示出电化学储能装置为锂离子电池的情况，但本申请不限于此。
在下述实施例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得，所用到的磺酸酯环状季铵盐可参考2016年8月10日公开的中国专利CN105845981A。
实施例1～11以及对比例1～7中的锂离子电池均按照下述方法进行制备：
(1)正极片的制备
将正极活性材料钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯按质量比98:1:1进行混合，加入溶剂N-甲基吡咯烷酮，在真空搅拌机作用下搅拌至体系稳定均一，获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆于厚度为12μm的正极集流体铝箔上；将铝箔在室温晾干后转移至120℃烘箱干燥1h，然后经过冷压、分切得到正极片。
(2)负极片的制备
将负极活性材料人造石墨、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)、粘结剂丁苯橡胶按照质量比98:1:1进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在厚度为8μm的负极集流体铜箔上；将铜箔在室温晾干后转移至120℃烘箱干燥1h，然后经过冷压、分切得到负极片。
(3)电解液的制备
在含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中，将碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)按照体积比为EC:PC:DEC＝1:1:1进行混合，接着将充分干燥的锂盐LiPF6溶解于混合有机溶剂中，之后加入磺酸酯环状季铵盐、二氧杂环化合物，混合均匀后获得电解液。其中，LiPF6的含量为电解液的总质量的12.5％。电解液中所用到的磺酸酯环状季铵盐和二氧杂环化合物的具体种类以及含量如表1所示，且在表1中，磺酸酯环状季铵盐和二氧杂环化合物的含量为基于电解液的总质量计算得到的质量百分数。
(4)隔离膜的制备
选用16μm厚的聚丙烯隔离膜(型号为A273，由Celgard公司提供)。
(5)锂离子电池的制备
将正极片、隔离膜、负极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将裸电芯置于外包装壳中，将上述制备好的电解液注入到干燥后的裸电芯中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，获得锂离子电池。
表1实施例1～11和对比例1～7的参数
接下来说明锂离子电池的测试过程。
(1)锂离子电池的高温存储性能测试
在25℃下，将锂离子电池以0.5C恒流充电至电压为4.4V，然后以4.4V恒压充电至电流为0.05C，此时测试锂离子电池的厚度并记为h0；之后将锂离子电池放入60℃的恒温箱，存储30天后取出，测试此时锂离子电池的厚度并记为h1。每组测试15支锂离子电池，取平均值。
锂离子电池60℃存储30天后的厚度膨胀率(％)＝[(h1-h0)/h0]×100％。
(2)锂离子电池的高温循环性能测试
在45℃下，将锂离子电池先以1C恒流充电至电压为4.4V，进一步以4.4V恒压充电至电流为0.05C，然后以1C恒流放电至电压为3.0V，此为一个充放电循环过程，此次的放电容量为首次循环的放电容量。将锂离子电池按照上述方法进行300次循环充电/放电测试，检测得到第300次循环的放电容量。
锂离子电池45℃循环300次后的容量保持率(％)＝(锂离子电池第300次循环的放电容量/锂离子电池首次循环的放电容量)×100％。
表2实施例1～11和对比例1～7的性能测试结果
从表2的相关数据分析可知，锂离子电池在磺酸酯环状季铵盐以及二氧杂环化合物的共同作用下可具有较好的高温存储性能和高温循环性能。
在对比例1～3中分析可知，对比例1中没有加入磺酸酯环状季铵盐和二氧杂环化合物，锂离子电池的高温存储性能和高温循环性能均较差；当电解液中仅含有磺酸酯环状季铵盐(对比例2)时，锂离子电池的高温循环性能和高温存储性能均可以一定程度上得到改善，其中，锂离子电池的高温循环性能的改善较为明显，而高温存储性能的改善则相对不明显；当电解液中仅含有二氧杂环化合物(对比例3)时，锂离子电池的高温存储性能可以得到显著改善，同时锂离子电池的高温循环性能得到轻微改善。
在实施例1～11和对比例4～7中分析可知，电解液中同时加入磺酸酯环状季铵盐以及二氧杂环化合物，锂离子电池同时具有较好的高温存储性能和高温循环性能。这是由于磺酸酯环状季铵盐以及二氧杂环化合物可以使正、负极表面均形成一层致密、均匀且稳定的钝化膜，尤其是在负极表面能够形成低阻抗且致密的固态电解质界面膜，减少正、负极与电解液的接触，从而避免电解液在正、负极表面发生持续氧化和还原反应，进而减弱了电解液的分解和锂离子电池的内阻上升，使锂离子电池同时兼备良好的高温存储性能和高温循环性能。可以理解的是，磺酸酯环状季铵盐以及二氧杂环化合物的具体种类及用量变化必然直接影响电解液的性能，从而影响对锂离子电池性能的改善效果。
在对比例4中，磺酸酯环状季铵盐的含量不足，对锂离子电池的高温循环性能的改善不明显。在实施例1～4和实施例6中，随着磺酸酯环状季铵盐含量的增加，在锂离子电池高温存储厚度膨胀率较低且相对维持稳定的情况下，锂离子电池的高温循环容量保持率可以得到改善。当磺酸酯环状季铵盐的含量过高时，例如在对比例5中，会明显恶化锂离子电池的高温循环性能。
在对比例6中，二氧杂环化合物的含量不足，对锂离子电池的高温存储性能改善相对较弱。在实施例5～8中，随着二氧杂环化合物含量增加，在锂离子电池的高温循环容量保持率基本保持稳定的情况下，锂离子电池的高温存储厚度膨胀率得到显著改善。但是当氧杂环化合物的含量过高时，例如在对比例7中，会明显恶化锂离子电池的高温循环性能。
因此磺酸酯环状季铵盐和二氧杂环化合物的含量过少或过多均不利于从总体上改善锂离子电池的性能，但对于一些要求相对较低或者较次的使用需求中，锂离子电池同样具有较好的高温存储性能和高温循环性能。
根据上述说明书的揭示，本申请所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本申请并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本申请的一些修改和变更也应当落入本申请的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电解液，包括：
电解质盐；以及
添加剂；
其特征在于，
所述添加剂包括磺酸酯环状季铵盐以及二氧杂环化合物。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述磺酸酯环状季铵盐选自式1所示的化合物中的一种或几种；
在式1中，R11选自-CN、取代或未取代的C1～12的烷基、取代或未取代的C2～12的烯基、取代或未取代的C2～12的炔基、取代或未取代的C1～12的烷氧基、取代或未取代的C1～12的酰氧基中的一种；
R12选自取代或未取代的C1～12的亚烷基、取代或未取代的C2～12的亚烯基、取代或未取代的C2～12的亚炔基、取代或未取代的C1～12的亚烷酰基中的一种；
R13选自取代或未取代的C1～12的烷基、取代或未取代的C2～12的烯基、取代或未取代的C2～12的炔基、取代或未取代的C1～12的烷氧基、取代或未取代的C1～12的酰氧基、取代或未取代的C6～22的芳基、取代或未取代的C5～22的芳杂基中的一种；
R14选自取代或未取代的C1～3的亚烷基；
取代基选自-CN、卤素原子中的一种或几种；
表示阴离子，选自F-、NO3 -、SO4 2-、PF6 -、PF4 -、AsF6 -、(FSO2)2N-、 中的一种。
3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述磺酸酯环状季铵盐的阳离子基团选自
中的一种。
4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述磺酸酯环状季铵盐选自下述化合物中的一种或几种：
5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述二氧杂环化合物选自式2、式3所示的化合物中的一种或几种；
在式2中，a为1～3内的整数，R21、R22、R23、R24各自独立地选自H、卤素原子、氰基、羧基、磺酸基、C1～20的烷基或卤代烷基、C2～20的不饱和烃基或卤代不饱和烃基中的一种；
在式3中，b为1～3内的整数，R31、R32、R33、R34、R35各自独立地选自H、卤素原子、氰基、羧基、磺酸基、C1～20的烷基或卤代烷基、C2～20的不饱和烃基或卤代不饱和烃基中的一种。
6.根据权利要求5所述的电解液，其特征在于，所述二氧杂环化合物选自下述化合物中的一种或几种；
7.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述磺酸酯环状季铵盐的含量为所述电解液总质量的0.05％～10％，优选地，所述磺酸酯环状季铵盐的含量为所述电解液总质量的0.1％～5％。
8.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述二氧杂环化合物的含量为所述电解液总质量的0.05％～10％，优选地，所述二氧杂环化合物的含量为所述电解液总质量的0.5％～5％。
9.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液为液态电解液、固态聚合物电解液或凝胶聚合物电解液。
10.一种电化学储能装置，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的电解液。
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