CN110911745A - 电解液及电化学装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种电解液及电化学装置。所述电解液包括含氟磷酸酯和羧酸酯，其中所述含氟磷酸酯与所述羧酸酯的重量比为0.001‑0.5。所述电化学装置包含所述电解液，可降低电解液的可燃性、改善电化学装置的安全和循环性能。

Description

电解液及电化学装置
技术领域
本申请涉及储能技术领域，尤其涉及电解液及电化学装置。
背景技术
锂离子电池因其具有环境友好、工作电压高、比容量大和循环寿命长等优点而得到广泛应用，成为当今世界最具发展潜力的新型绿色化学电源。随着锂电行业的迅猛发展，人们对锂离子电池提出了更高的要求：更加轻薄、更小和更高能量密度。然而，随着锂离子电池能量密度的进一步提高，锂离子电池的安全问题逐渐凸显。
发明内容
本申请提供一种电解液及电化学装置以试图在至少某种程度上解决至少一个存在于相关领域中的问题。
根据本申请的实施例，本申请提供了一种电解液，其包括含氟磷酸酯和羧酸酯，其中所述含氟磷酸酯如式1所示：
Figure BDA0002295954980000011
其中，R1、R2和R3各自独立地选自氢、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C1-C10卤代烷基、C1-C10卤代烷氧基、C1-C10磷酸酯基或C1-C10单个或多个碳酸酯基；其中，R1、R2和R3中的至少一个含有氟原子；其中所述含氟磷酸酯与所述羧酸酯的重量比为0.001-0.5。
根据本申请的实施例，在所述电解液中，所述含氟磷酸酯包含
Figure BDA0002295954980000012
Figure BDA0002295954980000021
中的至少一种。
根据本申请的实施例，在所述电解液中，所述羧酸酯包含丙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯和丁酸丁酯中的至少一种。
根据本申请的实施例，在所述电解液中，基于所述电解液的总重量，所述羧酸酯的重量百分比为不大于80％。
根据本申请的实施例，在所述电解液中，基于所述羧酸酯的总重量，所述丙酸乙酯的重量含量为10％-90％。
根据本申请的实施例，在所述电解液中，基于所述电解液的总重量，所述含氟磷酸酯的重量百分比为0.01％-10％。
根据本申请的实施例，在所述电解液中，基于所述电解液的总重量，所述含氟磷酸酯的重量百分比为0.5％-7％。
根据本申请的实施例，所述电解液还包括硼化合物或磷腈化合物中的至少一种，所述硼化合物包含二(1,1-三氟甲基草酸)硼酸锂、二(1-三氟甲基草酸)硼酸锂、二氟(1,1-三氟甲基)草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二(1,1-三氟甲基丙二酸)硼酸锂、氟代丙二酸二氟硼酸锂或二(氟代丙二酸)硼酸锂中的至少一种；所述磷腈化合物包含
Figure BDA0002295954980000031
Figure BDA0002295954980000032
中的至少一种。
根据本申请的实施例，在所述电解液中，基于所述电解液的总重量，所述硼化合物的重量百分比为0.01％-5％。
根据本申请的实施例，在所述电解液中，基于所述电解液的总重量，所述磷腈化合物的重量百分比为0.1％-10％。
根据本申请的实施例，在所述电解液中，基于所述电解液的总重量，所述硼化合物和所述磷腈化合物的总重量百分比为0.1％-10％。
根据本申请的实施例，本申请还提供了一种电化学装置，其包括：正极，所述正极包含正极活性材料层，所述正极活性材料层包含正极活性材料；负极，所述负极包含负极活性材料层，所述负极活性材料层包含负极活性材料；和上述任意一种电解液。
根据本申请的实施例，所述电化学装置满足2.7≤(D90-D10)/D50+Cw/D50+D×14R/10000≤8.0；其中D10(μm)为正极活性材料累计体积百分数达到10％时对应的粒径的值，D90(μm)为正极活性材料累计体积百分数达到90％时对应的粒径的值，D50(μm)为正极活性材料累计体积百分数达到50％时对应的粒径的值；其中Cw(mg/cm2)为单位面积的正极活性材料层的重量的值；其中D(g/cm3)为正极压实密度的值；其中R(g/cm3)为电解液密度的值。
根据本申请的实施例，在所述电化学装置中，所述(D90-D10)/D50的范围为0.3-6.0。
根据本申请的实施例，在所述电化学装置中，所述电解液密度的值R的范围为0.7-1.5。
根据本申请的实施例，在所述电化学装置中，所述正极包含粘合剂，所述粘合剂包括聚偏二氟乙烯，所述聚偏二氟乙烯的分子量分布Mw/Mn大于1.8。
根据本申请的实施例，在所述电化学装置中，所述正极活性材料包含锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴锰复合氧化物或锂镍钴铝复合氧化物中的至少一种。
根据本申请的实施例，在所述电化学装置中，所述正极活性材料中，所述锂钴氧化物与所述锂镍钴铝复合氧化物的质量比为9:1-1:9。
根据本申请的实施例，在所述电化学装置中，所述正极活性材料中，所述锂钴氧化物与所述锂镍钴铝复合氧化物的质量比为3:7-7:3。
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。
具体实施方式
本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。
如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”及“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％)，那么可认为所述两个数值“大体上”相同。
另外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。
在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”、“中的至少一个”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个组分或多个组分。项目B可包含单个组分或多个组分。项目C可包含单个组分或多个组分。
术语“烷基”预期是具有1至20个碳原子的直链饱和烃结构。“烷基”还预期是具有3至20个碳原子的支链或环状烃结构。例如，烷基可为1～5个碳原子的烷基、1～10个碳原子的烷基、5～20个碳原子的烷基或10～20个碳原子的烷基。当指定具有具体碳数的烷基时，预期涵盖具有该碳数的所有几何异构体；因此，例如，“丁基”意思是包括正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基和环丁基；“丙基”包括正丙基、异丙基和环丙基。烷基实例包括，但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环戊基、甲基环戊基、乙基环戊基、正己基、异己基、环己基、正庚基、辛基、环丙基、环丁基、降冰片基等。另外，烷基可以是任选地被取代的。术语“含氟烷基”指由一个或多个氟原子取代的烷基。术语“卤代烷基”指由一个或多个卤素原子取代的烷基，所述卤素原子可为F、Cl、Br或I。
术语“烷氧基”指L-O-基团，其中L为烷基。本文中烷氧基可为1至20个碳原子的烷氧基，还可以为1-8个碳原子的烷氧基、1-5个碳原子的烷氧基、5～10个碳原子的烷氧基或5-20个碳原子的烷氧基。术语“含氟烷氧基”指由一个或多个氟原子取代的烷氧基。术语“卤代烷氧基”指由一个或多个卤素原子取代的烷氧基，所述卤素原子可为F、Cl、Br或I。
术语“碳酸酯基”指-R1-COO-R2，其中R1可以是1-5个碳原子的亚烷基，R2可以是氢或者1-5个碳原子的烷基，例如，-CH2-COO-C2H5、-C2H4-COO-C2H5、-C2H4-COO-CH3等。术语“多个碳酸酯基”指包括至少两个碳酸酯基的基团，例如，-C2H4-COO-C2H4-COO-CH3、-C2H4-COO-C2H4-COO-C2H5等。
术语“磷酸酯基”指的是烷基取代的磷酸酯基，例如-C2H4-PO4-(CH3)2、-C2H4-PO4-(CF3)2、-C2H4-PO4-(CH2CF3)2等。
术语“烯基”是指可为直链或具支链且具有至少一个且通常1个、2个或3个碳碳双键的单价不饱和烃基团。除非另有定义，否则所述烯基通常含有2-20个碳原子，例如可以为6-20个碳原子的烯基、2-10个碳原子的烯基或2-6个碳原子的烯基。代表性烯基包括(例如)乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正-丁-2-烯基、丁-3-烯基、正-己-3-烯基等。另外，烯基可以是任选地被取代的。
术语“芳基”涵盖单环系统和多环系统。多环可以具有其中两个碳为两个邻接环(所述环是“稠合的”)共用的两个或更多个环，其中所述环中的至少一者是芳香族的，例如其它环可以是环烷基、环烯基、芳基、杂环和/或杂芳基。例如，芳基可为C6-C20芳基或C6-C10芳基。代表性芳基包括(例如)苯基、甲基苯基、丙基苯基、异丙基苯基、苯甲基和萘-1-基、萘-2-基等等。另外，芳基可以是任选地被取代的。术语“卤代芳基”指由一个或多个卤素原子取代的芳基，其中卤素原子可以为F、Cl、Br或I。
术语“芳氧基”指L-O-基团，其中L为芳基。本文中的芳氧基可为6至20个碳原子的芳氧基，还可以为6～10个碳原子的芳氧基、6～12个碳原子的芳氧基或6～15个碳原子的芳氧基。术语“卤代芳氧基”指由一个或多个卤素原子取代的芳氧基，其中卤素原子可以为F、Cl、Br或I。
一、电解液
本申请提供了一种电解液，其包括含氟磷酸酯和羧酸酯，其中所述含氟磷酸酯与所述羧酸酯的重量比为约0.001-约0.5。在一些实施例中，所述含氟磷酸酯与所述羧酸酯的重量比为约0.005、约0.025、约0.05、约0.125、约0.15、约0.25、约0.35、约0.005-约0.5、约0.005-约0.1、约0.01-约0.1、约0.01-约0.5、约0.05-约0.125、约0.05-约0.25、约0.1-约0.5等。
含氟磷酸酯
在一些实施例中，电解液中的所述含氟磷酸酯如式1所示：
Figure BDA0002295954980000071
在式1中，R1、R2和R3各自独立地选自氢、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C1-C10卤代烷基、C1-C10卤代烷氧基、C1-C10磷酸酯基或C1-C10单个或多个碳酸酯基；其中，R1、R2和R3中的至少一个含有氟原子。
在一些实施例中，R1、R2和R3各自独立地选自C1-C10含氟烷基或C1-C10含氟烷氧基。
在一些实施例中，所述含氟磷酸酯包含
Figure BDA0002295954980000072
Figure BDA0002295954980000081
中的至少一种。
在一些实施例中，以电解液的总重量计，电解液中的含氟磷酸酯的重量百分比可以为约0.01％-约10％。在一些实施例中，以电解液的总重量计，电解液中的含氟磷酸酯的重量百分比可以为约0.5％-约1％、约0.5％-约5％、约0.5％-约4％、约0.5％-约7％、约1％-约3％、约1％-约5％、约1％-约7％、约3％-约7％、约1％-约10％、约3％-约5％、约3％-约10％、约5％-约10％等。
羧酸酯
在一些实施例中，电解液中的羧酸酯可以包含丙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯和丁酸丁酯中的至少一种。
在一些实施例中，基于电解液的总重量，羧酸酯的重量百分比小于等于约80％。在此范围内，电化学装置具有较好的动力学性能、改善析锂且可以减少含氟磷酸酯对电化学装置的动力学性能的损耗。在一些实施例中，基于电解液的总重量，羧酸酯的重量百分比小于等于约70％、小于等于约50％、小于等于约40％、小于等于约30％、小于等于约20％、小于等于约10％、约10％-约50％、约10％-约30％、约20％-约40％、约30％-约50％、约30％-约60％、约50％-约80％等。
在一些实施例中，所述羧酸酯包含丙酸乙酯，并且基于电解液中的羧酸酯的总重量，丙酸乙酯的重量含量为约10％-约90％。当电解液中的丙酸乙酯的重量含量为约10％-约90％时，可以保证电解液中含氟磷酸酯和羧酸酯结合使用的电化学装置具有良好的动力学性能。在一些实施例中，基于电解液中的羧酸酯的总重量，丙酸乙酯的重量含量可以为约10％-约30％、约10％-约50％、约30％-约60％、约30％-约50％、约40％-约60％、约50％-约75％、约50％-约90％等。
硼化合物
在一些实施例中，除了含氟磷酸酯和羧酸酯，本申请的电解液还可以包括硼化合物。硼化合物可以抑制含氟磷酸酯的副反应发生，进而提高电化学装置的电化学稳定性。
在一些实施例中，所述硼化合物可以包含
Figure BDA0002295954980000091
Figure BDA0002295954980000092
中的至少一种。
在一些实施例中，基于所述电解液的总重量，电解液中的所述硼化合物的重量百分比为约0.01％-约5％。在一些实施例中，以所述电解液的总重量计，硼化合物的重量百分比为约0.01％-约0.1％、约0.01％-约1％、约0.1％-约1％、约0.1％-约0.3％、约0.3％-约0.5％、约0.1％-约5％、约1％-约5％等。
磷腈化合物
在一些实施例中，除了含氟磷酸酯和羧酸酯，本申请的电解液还可以包括磷腈化合物。将含氟磷酸酯、羧酸酯和磷腈化合物结合使用可以进一步改善阻燃效果，且可以减少含氟磷酸酯的用量。
在一些实施例中，所述磷腈化合物如下式2所示：
Figure BDA0002295954980000101
在式2中，R4、R5、R6、R7、R8和R9各自独立地选自卤素原子、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20卤代烷基、C1-C20卤代烷氧基，C2-C20烯基，C6-C20芳基、C6-C20芳氧基、C6-C20卤代芳基或C6-C20卤代芳氧基。卤素原子可为F、Cl、Br或I。
在一些实施例中，磷腈化合物可以选自
Figure BDA0002295954980000102
Figure BDA0002295954980000111
中的至少一种。
在一些实施例中，基于电解液的总重量，电解液中的磷腈化合物的重量百分比为约0.1％-约10％。在一些实施例中，基于电解液的总重量，电解液中的磷腈化合物的重量百分比可以为约0.1％-约1％、约0.1％-约5％、约1％-约5％、约1％-约3％、约3％-约5％、约1％-约10％、约5％-约10％等。
在一些实施例中，基于电解液的总重量，电解液中含氟磷酸酯和磷腈化合物的总重量百分比为约0.1％-约10％。
在一些实施例中，基于所述电解液的总重量，所述硼化合物和所述磷腈化合物的总重量百分比为约0.1％-约10％。
在一些实施例中，本申请的电解液还包括锂盐，所述锂盐可以选自六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiN(CF3SO2)2和双(氟磺酰)亚胺锂Li(N(SO2F)2)中的至少一种。锂盐浓度可以在约0.3mol/L-约2.5mol/L，例如，约0.3mol/L-约0.8mol/L、约0.5mol/L-约1.5mol/L、约0.8mol/L-约1.3mol/L、约1.0mol/L-约2mol/L等。
在一些实施例中，本申请的电解液还包括有机溶剂，所述有机溶剂可以选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯合和γ-丁内酯中的至少一种。
根据本申请的实施例，本申请提供了一种可以包括含氟磷酸酯和羧酸酯的电解液。含氟磷酸酯和羧酸酯共同作用可以减少电化学装置产气，从而可以改善电化学装置的高温存储性能及安全性能，且保证电化学装置较好的动力学性能。
根据本申请的实施例，本申请还提供了一种可以包括含氟磷酸酯、羧酸酯和磷腈化合物的电解液。三者共同作用，可以在电化学装置发生内部短路大量释放热量引发正、负极热失控时，有效地提高了电解液的安全。
根据本申请的实施例，本申请还提供了一种可以包括含氟磷酸酯、羧酸酯和硼化合物的电解液。三者共同作用，可以减少含氟磷酸酯对正、负极界面的破坏，改善电化学装置的循环性能。
根据本申请的实施例，本申请还提供了一种可以包括含氟磷酸酯、羧酸酯、硼化合物和磷腈化合物的电解液，这四者共同作用，可以提高电化学装置的循环性能。
二、电化学装置
本申请的电化学装置可以包括发生电化学反应的任何装置，它的具体实例包括所有种类的一次电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或电容器。特别地，该电化学装置是锂二次电池，包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池。在一些实施例中，本申请的电化学装置包括具有能够吸留、放出金属离子的正极活性物质的正极；具有能够吸留、放出金属离子的负极活性物质的负极；置于正极和负极之间的隔离膜；以及本申请的电解液。
电解液
本申请的电化学装置中使用的电解液为本申请的上述任何电解液。此外，本申请的电化学装置中使用的电解液还可包含不脱离本申请的主旨的范围内的其它电解液。
正极
本申请的电化学装置中使用的正极包括正极集流体和涂覆在正极集流体的至少一个面上的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料。
本申请的发明人发现，当正极的颗粒搭配、对电解液的吸附能力以及正极表面所形成的正极电解液界面(CEI)层的成份满足特定关系时，可以在兼顾阻燃性能的同时，改善电池的动力学及安全性能。良好的颗粒搭配可以保证电解液的浸润。正极活性材料颗粒较大，电解液的浸润性较差，电池动力学较低，同时在CEI层没有足够的P或者F自由基捕获正极释放的O等自由基；而正极活性材料颗粒度，则会影响正极浆料涂布优率，同时小颗粒增加，使正极活性材料颗粒上的电解液副反应增多，对高温性能不利。
在一些实施例中，电化学装置满足2.7≤W≤8.0，其中W为电化学装置参数，W＝(D90-D10)/D50+Cw/D50+D×14R/10000。D10(μm)为正极活性材料累计体积百分数达到10％时对应的粒径的值；D90(μm)为正极活性材料累计体积百分数达到90％时对应的粒径的值；D50(μm)为正极活性材料累计体积百分数达到50％时对应的粒径的值。D10(μm)、D90(μm)和D50(μm)的数值均由激光粒度仪测得。Cw(mg/cm2)为单位面积的正极活性材料层的重量的值，采用电子天平称重测得。D(g/cm3)为正极压实密度的值，即单位面积正极活性物质层的重量除以正极活性材料层的厚度。R(g/cm3)为电解液的密度的值，该值可由液体密度计测试得到。
在一些实施例中，W的范围可以为约2.7-约3.55，约2.7-约3.81、约3.0-约4.0、约3.0-约5.0、约2.7-约5.0、约3.0-约6.0等。
在一些实施例中，D10(μm)的范围可以为约2.0(μm)-约8.0(μm)，例如，约2.0(μm)-约5.0(μm)、约5.0(μm)-约8.0(μm)、约3.2(μm)-约6.5(μm)等。
在一些实施例中，D50的范围可以为约5.0(μm)-约18.0(μm)，例如，约5.0(μm)-约10.0(μm)、约10.0(μm)-约15.0(μm)、约10.0(μm)-约18.0(μm)、约8.7(μm)-约15.5(μm)等。
在一些实施例中，D90(μm)的范围可以为约18.0(μm)-约35.0(μm)，例如，约18.0(μm)-约20.0(μm)、约20.0(μm)-约30.0(μm)、约20.0(μm)-约35.0(μm)、约22.7(μm)-约30.5(μm)等。
在一些实施例中，(D90-D10)/D50的范围可以为约0.3-约6.0，例如，约0.3-约1.0、约0.3-约3.0、约1.0-约3.0、约1.0-约6.0、约0.8-约4.3等。
在一些实施例中，D(g/cm3)的范围可以为约3.8(g/cm3)-约4.3(g/cm3)，例如，约4.0(g/cm3)-约4.3(g/cm3)、约4.05(g/cm3)-约4.25(g/cm3)等。
在一些实施例中，R(g/cm3)的范围可以为约0.7(g/cm3)-约1.5(g/cm3)，例如，约1.0(g/cm3)-约1.2(g/cm3)。
正极还可以包括粘合剂，为实现正极高压实密度，所述粘合剂包括分子量大、分子量分布宽的聚偏二氟乙烯。在一些实施例中，聚偏二氟乙烯的重均分子量Mw大于70W。在一些实施例中，聚偏二氟乙烯的分子量分布Mw/Mn大于1.8，Mw和Mn均由凝胶渗透色谱仪测得。分子量分布宽可增加一定量的小分子聚偏二氟乙烯，削弱分子间的范德华力，同时起到增塑的作用，因此可获得高压实度的正极活性材料。
在一些实施例中，正极活性材料包括锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴锰复合氧化物或锂金属磷酸盐中的至少一种。
在一些实施例中，锂镍氧化物由通式LiNi1-yMyO2表示，其中，M包括Co、Al、Cu、Fe、Mg、B、Cr、Zn、Mn或Ga的至少一种，且0.01≤y≤0.7。
在一些实施例中，锂镍钴锰复合氧化物由Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)AdO(2-e)Ce表示，其中-0.5≤z≤0.5，0.1≤b≤0.8，0.1≤c≤0.8，0≤d≤0.2，0≤e≤0.2且b+c+d<1，A选自Al、Mg、Cr、Ti、Si或Y中的至少一种，C选自F、P或Cl中的至少一种。
在一些实施例中，锂金属磷酸盐由Li1+xM”1-yM’yPO4-zXz表示，其中M”选自Fe、Mn、Co或Ni，M’选自Al、Mg或Ti，X选自F、S或N，-0.5≤x≤+0.5，0≤y≤0.5，且0≤z≤0.1中的至少一种。
在一些实施例中，锂钴氧化物与锂镍钴铝复合氧化物的质量比为9:1-1:9。
在一些实施例中，锂钴氧化物与锂镍钴铝复合氧化物的质量比为2:8-8:2。
在一些实施例中，锂钴氧化物与锂镍钴铝复合氧化物的质量比为3:7-7:3。
负极
本申请的电化学装置中使用的负极包括负极活性材料层，负极活性材料层包含负极活性材料，负极活性材料的具体种类均不受到具体的限制，可根据需求进行选择。具体地，所述负极活性材料可以选自锂金属、结构化的锂金属、天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(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合金中的至少一种。
在一些实施例中，电化学装置为锂离子二次电池。为了防止在充电中间锂金属无意地析出在负极上，能够插入和提取锂离子的负极材料的电化学当量优选大于正极的电化学当量。因此，需要相应地调节正极活性材料和负极活性材料的量，以获得高的能量密度。在一些实施例中，负极容量与正极容量之比可以为约1.01-约1.2。
隔离膜
在一些实施例中，本申请的电化学装置在正极与负极之间设有隔膜以防止短路。本申请的电化学装置中使用的隔膜的材料和形状没有特别限制，其可为任何现有技术中公开的技术。在一些实施例中，隔膜包括由对本申请的电解液稳定的材料形成的聚合物或无机物等。
例如隔膜可包括基材层和表面处理层。基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜，基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的至少一种。具体的，可选用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯多孔复合膜。
基材层的至少一个表面上设置有表面处理层，表面处理层可以是聚合物层或无机物层，也可以是混合聚合物与无机物所形成的层。
无机物层包括无机颗粒和粘结剂，无机颗粒选自氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钡中的一种或几种的组合。粘结剂选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的一种或几种的组合。聚合物层中包含聚合物，聚合物的材料包括聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚偏氟乙烯或聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种。
在一些实施例中，本申请提供了一种锂离子电池，其包括上述正极、负极、隔离膜和电解液，所述电解液为本申请前述任一种电解液。
在一些实施例中，本申请还提供了一种锂离子电池，其包括正极、负极、置于正极和负极之间的隔离膜、电解液以及包装箔；所述正极包括正极集流体及涂布在正极集流体上的正极膜层；所述负极包括负极集流体及涂布在负极集流体上的负极膜层；所述电解液为本申请前述任一种电解液。
三、实施例
以下说明根据本申请的锂离子电池的实施例和对比例进行性能评估。
锂离子电池的制备
(1)电解液的制备：在含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中，将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯按重量比1:1:1均匀混合，加入六氟磷酸锂搅拌均匀，形成基础电解液，其中六氟磷酸锂的浓度为1.15mol/L。在基础电解液中加入如下各表中所示的不同含量的物质得到不同实施例和对比例的电解液。如下描述的电解液中各物质的含量均是基于电解液的总重量计算得到。
(2)正极的制备：将钴酸锂、碳纳米管、聚偏二氟乙烯(其重均分子量Mw为85W，分子量分布Mw/Mn为2.0)按照重量比95:2:3进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮，在真空搅拌机作用下搅拌均匀，得到正极浆料。将正极浆料均匀涂覆于正极集流体铝箔上，在85℃下烘干后经过冷压、裁片、分切，然后在85℃的真空条件下干燥4h，得到正极。
(3)负极的制备：将石墨、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠按照重量比95:2:3在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料；将此浆料涂覆于负极集流体Cu箔上，烘干、冷压，得到负极。
(4)隔离膜：隔离膜选用聚乙烯膜。
(5)锂离子电池的制备：将正极、隔离膜、负极按顺序叠好，使隔离膜处于正极和负极之间以起到隔离的作用，然后卷绕，置于外包装箔中，将上述制备好的电解液注入到干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，即完成锂离子电池的制备。
测试方法
按照上述方法制备以下各实施例和对比例的电解液及锂离子电池，并对锂离子电池分别进行下面的测试。
(1)电解液自熄时间(SET)测试：
将1mm厚的陶瓷纤维纸裁成圆片状置于恒温干燥箱中烘干；将烘干的陶瓷纤维纸用铜丝钩住，称取一定质量(m)的电解液滴在圆片状的陶瓷纤维纸上；将含有电解液的陶瓷纤维纸用脉冲点火器点燃，记录火源离开后至纤维纸熄灭的时间为t；电解液阻燃性能用自熄时间SET值按如下公式计算：SET＝t/m。
(2)高温存储测试：
在25℃下，将锂离子电池静置30分钟；然后以0.5C倍率恒流充电至4.45V，再在4.45V下恒压充电至0.05C，静置5分钟，测试锂离子电池的厚度并记为h0；然后将锂离子电池放入85℃的恒温箱储存24天，测试锂离子电池的厚度并记为h1，并通过下式计算锂离子电池的厚度膨胀率：厚度膨胀率(％)＝(h1-h0)/h0×100％。
(3)室温容量保持率测试：
在25℃下，将锂离子电池以0.7C恒流充电至4.45V，然后恒压充电至电流为0.05C，再用1C恒流放电至3.0V，此时为首次循环。按照上述条件使锂离子电池进行多次循环。以首次放电的容量为100％，反复进行充放电循环，至放电容量衰减至80％时，停止测试，记录循环圈数，作为评价锂离子电池循环性能的指标。
(4)高温容量保持率测试：
在45℃下，将锂离子电池以0.7C恒流充电至4.45V，然后恒压充电至电流为0.05C，再用1C恒流放电至3.0V，此时为首次循环。按照上述条件使锂离子电池进行多次循环。以首次放电的容量为100％，反复进行充放电循环，至放电容量衰减至80％时，停止测试，记录循环圈数，作为评价锂离子电池循环性能的指标。
(5)穿钉测试：
锂离子电池预处理：在室温下，将锂离子电池以0.5C放电至3.0V，静置5分钟，以0.5C恒流充电至电压为4.45V，然后以4.45V恒压充电至电流为0.05C，记录测试前开路电压(OCV)和阻抗(IMP)，检查外观并拍照。
穿钉测试：使用直径2.5mm的钉子，以穿刺速度100mm/s，将锂离子电池的中心处刺穿后保留30min。测试过程监控OCV及锂离子电池表面温度，测试进行5分钟或锂离子电池表面温度降到50℃以后停止测试。结束测试后，记录测试后OCV、IMP、检查外观并拍照。以锂离子电池是否燃烧或者爆炸作为安全性能的指标，各组评测的样本量统一定为10颗，记录通过测试的锂离子电池数。
测试结果
表1示出了电解液中的含氟磷酸酯和羧酸酯的用量对锂离子电池性能的影响。
表1
Figure BDA0002295954980000171
Figure BDA0002295954980000181
通过对比实施例S1-1至S1-10与对比例D1-4至D1-7，可以看出，随着含氟磷酸酯与羧酸酯结合使用，且二者的重量比为0.001-0.5时，锂离子电池的室温循环性能得到了明显提升。这可能是由于羧酸酯与含氟磷酸酯结合可以提升锂离子电池的动力学性能，羧酸酯在一定程度上弥补了含氟磷酸酯对锂离子电池动力学性能的恶化，抑制负极析锂；同时减小锂离子电池体系的极化，可在一定程度上降低电解液的消耗速度，进而保证电池良好的室温循环性能。
对比实施例S1-11和S1-12与对比例D1-9和D1-11可发现，诸如式1-4、式1-6的其他种类的含氟磷酸酯也可以改善锂离子电池的循环性能。
表2示出了在电解液包括含氟磷酸酯和羧酸酯的基础上，在电解液中加入硼化合物对锂离子电池性能的影响。
表2
Figure BDA0002295954980000182
如表2所示，通过对比实施例S2-1和S2-2与实施例S1-10可以得知，硼化合物式3-1的加入可进一步改善锂离子电池的25℃及45℃循环性能。这可能是因为硼化合物可抑制含氟磷酸酯对正、负极界面的破坏。加入硼化合物可以在保证高温存储、滥用测试等安全性能的同时，提升锂离子电池的室温循环及高温循环性能。
从实施例S2-3和S2-4的测试结果也可以看出，有着与式3-1类似结构的其他硼化合物(例如，式3-2和式3-6)也具有相似的作用，因此包括含氟磷酸酯、羧酸酯和硼化合物的电解液展示了优异的安全性能以及平衡的电化学性能。
表3展示了在电解液包括含氟磷酸酯和羧酸酯磷的基础上，在电解液中加入腈化合物对锂离子电池性能的影响。
表3
Figure BDA0002295954980000191
对比实施例S3-1至S3-7与实施例S1-10可以看出，加入磷腈化合物式2-1可以降低电解液的可燃性，同时锂离子电池的穿钉通过率得到了一定的改善。
对比实施例S3-4与S3-3可以得知，在实施例S3-3的基础上，减少含氟磷酸酯式1-1的用量，电解液的SET依然为0，同时锂离子电池的循环性能得到了进一步提升。这表明相比于含氟磷酸酯，磷腈化合物在电解液的阻燃方面表现更为突出，对电性能的恶化也较小，具有极大的实用性。另外，磷腈化合物式2-1的氧化电位较低，可以加强正极的保护，减少式1-1对正极的破坏，因此可以进一步提高锂离子电池的电性能。
表4和表5示出了在电解液包括含氟磷酸酯和羧酸酯磷的基础上，在电解液中加入硼化合物和磷腈化合物对锂离子电池性能的影响。表6示出了实施例S4-1至S4-13的正极的颗粒粒径(D10、D50和D90)、单位面积的涂布重量Cw、压实密度D、电解液密度R。
表4
Figure BDA0002295954980000201
表5
Figure BDA0002295954980000202
Figure BDA0002295954980000211
表6
样品名 D10(μm) D50(μm) D90(μm) Cw(mg/cm<sup>2</sup>) D(g/cm<sup>3</sup>) R(g/cm<sup>3</sup>)
S1-5 4.4 14.6 28.8 22.08 4.10 1.1
S4-1 4.4 14.6 28.8 22.08 4.10 1.1
S4-2 4.4 14.6 28.8 22.08 4.10 1.1
S4-3 4.4 14.6 28.8 22.08 4.10 1.1
S4-4 4.4 14.6 28.8 22.08 4.10 1.1
S4-5 4.4 14.6 28.8 22.08 4.10 1.1
S4-6 4.4 14.6 28.8 22.08 4.10 1.1
S4-7 4.4 14.6 28.8 22.08 4.10 1.1
S4-8 4.0 14.0 23.74 22.08 4.10 1.1
S4-9 3.8 12.2 27.5 22.08 4.10 1.1
S4-10 3.0 10.0 30.0 22.08 4.10 1.1
S4-11 3.0 8.0 30.0 22.08 4.10 1.1
S4-12 6 12 13 22.08 4.10 1.1
如表4和表5所示，同时加入含氟磷酸酯(例如，式1-1)和磷腈化合物(例如，式2-1)两类阻燃剂可以使得电解液的可燃性降为0，这表明电解液不可燃，显著地改善锂离子电池的安全性能。另外，锂离子电池的穿钉通过率也得到明显的提升。通过加入硼化合物及调整电解液中羧酸酯的含量，可以使得锂离子电池的安全性能和电化学性能均得到改善。
表4中的实施例S4-8至S4-12示出了参数W对锂离子电池性能的影响。通过对比实施例S4-8与S4-6可以得知，锂离子电池的参数W不同(此处主要调整正极活性材料的颗粒度大小及分布)，所测得的电化学性能也有明显差异。相较于实施例S4-6，实施例S4-8的正极中的小颗粒更多、参数W值减小，致使其锂离子电池的85℃高温存储厚度膨胀率相应增大，这主要是因为小颗粒的增多会致使正极与电解液的接触面积增大，高温下的副反应相应增多。
表7示出了本申请的电解液在不同正极材料中的应用情况。
表7
样品名 正极材料 含氟磷酸酯 羧酸酯 85℃存储厚度膨胀率
D1-2 LiCoO<sub>2</sub> 0 10％EP+10％PP 34％
S5-2 LiCoO<sub>2</sub> 1％式1-1 10％EP+10％PP 23％
S5-3 NCM523 0 10％EP+10％PP 39％
S5-4 NCM523 1％式1-1 10％EP+10％PP 22％
S5-5 NCM622 1％式1-1 10％EP+10％PP 25％
S5-6 70％NCM523+30％LiCoO<sub>2</sub> 0 10％EP+10％PP 34％
S5-7 70％NCM523+30％LiCoO<sub>2</sub> 1％式1-1 10％EP+10％PP 19％
S5-8 70％NCM622+30％LiCoO<sub>2</sub> 1％式1-1 10％EP+10％PP 23％
从表7可以看出，除了钴酸锂体系外，在三元体系或者三元与钴酸锂复合体系中，包括含氟磷酸酯和羧酸酯的电解液依然具有改善的高温存储性能。这可能是因为含氟磷酸酯可以对正极材料中的活性氧起固定作用，进而减少正极材料与电解液的反应，以达到改善高温存储胀气的目的。
整个说明书中对“一些实施例”、“部分实施例”、“一个实施例”、“另一举例”、“举例”、“具体举例”或“部分举例”的引用，其所代表的意思是在本申请中的至少一个实施例或举例包含了该实施例或举例中所描述的特定特征、结构、材料或特性。因此，在整个说明书中的各处所出现的描述，例如：“在一些实施例中”、“在实施例中”、“在一个实施例中”、“在另一个举例中”，“在一个举例中”、“在特定举例中”或“举例“，其不必然是引用本申请中的相同的实施例或示例。此外，本文中的特定特征、结构、材料或特性可以以任何合适的方式在一个或多个实施例或举例中结合。
尽管已经演示和描述了说明性实施例，本领域技术人员应该理解上述实施例不能被解释为对本申请的限制，并且可以在不脱离本申请的精神、原理及范围的情况下对实施例进行改变，替代和修改。

Claims (11)

1.一种电解液，其包括含氟磷酸酯和羧酸酯，其中所述含氟磷酸酯如式1所示：
Figure FDA0002295954970000011
其中，R1、R2和R3各自独立地选自氢、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C1-C10卤代烷基、C1-C10卤代烷氧基、C1-C10磷酸酯基或C1-C10单个或多个碳酸酯基；其中，R1、R2和R3中的至少一个含有氟原子；
其中所述含氟磷酸酯与所述羧酸酯的重量比为0.001-0.5。
2.根据权利要求1所述的电解液，其中所述含氟磷酸酯包含
Figure FDA0002295954970000012
Figure FDA0002295954970000021
中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的电解液，其中所述羧酸酯包含丙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯和丁酸丁酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述羧酸酯包含丙酸乙酯，基于所述羧酸酯的总重量，所述丙酸乙酯的重量百分比为10％-90％。
5.根据权利要求1所述的电解液，其中基于所述电解液的总重量，所述含氟磷酸酯的重量百分比为0.01％-10％。
6.根据权利要求1所述的电解液，其还包括硼化合物或磷腈化合物中的至少一种，所述硼化合物包含二(1,1-三氟甲基草酸)硼酸锂、二(1-三氟甲基草酸)硼酸锂、二氟(1,1-三氟甲基)草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二(1,1-三氟甲基丙二酸)硼酸锂、氟代丙二酸二氟硼酸锂或二(氟代丙二酸)硼酸锂中的至少一种；所述磷腈化合物包含
Figure FDA0002295954970000022
Figure FDA0002295954970000031
Figure FDA0002295954970000032
中的至少一种。
7.一种电化学装置，其包括：正极，所述正极包含正极活性材料层，所述正极活性材料层包含正极活性材料；负极，所述负极包含负极活性材料层，所述负极活性材料层包含负极活性材料；和根据权利要求1-6中任意一项所述的电解液。
8.根据权利要求7所述的电化学装置，其中所述电化学装置满足2.7≤(D90-D10)/D50+Cw/D50+D×14R/10000≤8.0；
其中D10为正极活性材料累计体积百分数达到10％时对应的粒径的值，D90为正极活性材料累计体积百分数达到90％时对应的粒径的值，D50为正极活性材料累计体积百分数达到50％时对应的粒径的值；其中D10、D90和D50的单位均为μm；其中Cw为单位面积的正极活性材料层的重量的值，其单位为mg/cm2；其中D为正极压实密度的值，其单位为g/cm3；其中R为电解液的密度的值，其单位为g/cm3。
9.根据权利要求8所述的电化学装置，其中所述(D90-D10)/D50的范围为0.3-6.0。
10.根据权利要求8所述的电化学装置，其中所述电解液密度的值R的范围为0.7-1.5。
11.根据权利要求7所述的电化学装置，其中所述正极包含粘合剂，所述粘合剂包括聚偏二氟乙烯，所述聚偏二氟乙烯的分子量分布Mw/Mn大于1.8。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112038698A (zh) * 2020-09-15 2020-12-04 厦门首能科技有限公司 一种耐高压锂离子电池及其电解液
CN112687955A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 宁德新能源科技有限公司 电解液、电化学装置和电子装置
CN113471538A (zh) * 2021-08-18 2021-10-01 中节能万润股份有限公司 一种锂离子电池非水系电解液添加剂及其应用
CN114122519A (zh) * 2021-11-23 2022-03-01 东莞新能源科技有限公司 一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置
WO2022174550A1 (zh) * 2021-02-20 2022-08-25 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及包括其的电子装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101057355A (zh) * 2004-10-05 2007-10-17 株式会社普利司通 非水电解质和包括该非水电解质的非水电解质电池
US20130266847A1 (en) * 2010-12-07 2013-10-10 Nec Energy Devices, Ltd. Lithium secondary battery
CN104704657A (zh) * 2012-06-01 2015-06-10 纳幕尔杜邦公司 锂离子电池
CN109390629A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电解液以及电池

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6054023B2 (ja) * 1978-08-07 1985-11-28 サッポロビール株式会社 高酸度果汁含有透明炭酸飲料
US20060236528A1 (en) * 2005-04-25 2006-10-26 Ferro Corporation Non-aqueous electrolytic solution
JP5120596B2 (ja) 2006-11-22 2013-01-16 ソニー株式会社 非水電解液、電気化学デバイスおよび非水二次電池
EP2160787B1 (en) 2007-06-07 2014-04-30 LG Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte solution for lithium-ion secondary battery and lithium-ion secondary battery including the same
CN102037600A (zh) 2008-05-19 2011-04-27 日本电气株式会社 二次电池
KR101201805B1 (ko) 2010-11-03 2012-11-15 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이온 전지
GB201121170D0 (en) * 2011-12-09 2012-01-18 Univ Leeds Galvanic cells and components therefore
KR20140066050A (ko) * 2012-11-22 2014-05-30 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2014165037A (ja) 2013-02-26 2014-09-08 Murata Mfg Co Ltd 非水電解質二次電池用電極材料とそれを用いた非水電解質二次電池
KR102402928B1 (ko) * 2014-04-17 2022-05-26 고션 인코포레이티드 다이카복시산의 에스터를 함유하는 전해질 조성물
JP6728802B2 (ja) * 2015-03-16 2020-07-22 三菱ケミカル株式会社 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池
CN106207262A (zh) 2015-05-25 2016-12-07 松下知识产权经营株式会社 电解液、及电池
US10547083B2 (en) 2015-06-22 2020-01-28 Wildcat Discovery Technologies, Inc. Electrolyte formulations for lithium ion batteries
CN108123175B (zh) 2016-11-29 2020-05-22 微宏动力系统（湖州）有限公司 一种酰胺化合物的合成方法、酰胺化合物及非水电解液
CN107359367A (zh) * 2017-05-18 2017-11-17 无锡九宇宝新能源科技有限公司 一种耐高电压阻燃型锂离子电池电解液及其制备方法
CN109411814B (zh) * 2017-08-18 2021-07-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电解液以及电池
CN110444815A (zh) * 2019-08-12 2019-11-12 河南华瑞高新材料有限公司 一种基于高镍三元锂离子电池的高安全性电解液

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101057355A (zh) * 2004-10-05 2007-10-17 株式会社普利司通 非水电解质和包括该非水电解质的非水电解质电池
US20130266847A1 (en) * 2010-12-07 2013-10-10 Nec Energy Devices, Ltd. Lithium secondary battery
CN104704657A (zh) * 2012-06-01 2015-06-10 纳幕尔杜邦公司 锂离子电池
CN109390629A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电解液以及电池

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112038698A (zh) * 2020-09-15 2020-12-04 厦门首能科技有限公司 一种耐高压锂离子电池及其电解液
CN112687955A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 宁德新能源科技有限公司 电解液、电化学装置和电子装置
CN112687955B (zh) * 2020-12-25 2022-04-01 宁德新能源科技有限公司 电解液、电化学装置和电子装置
WO2022174550A1 (zh) * 2021-02-20 2022-08-25 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及包括其的电子装置
CN113471538A (zh) * 2021-08-18 2021-10-01 中节能万润股份有限公司 一种锂离子电池非水系电解液添加剂及其应用
CN114122519A (zh) * 2021-11-23 2022-03-01 东莞新能源科技有限公司 一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置

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