CN112349961A

CN112349961A - 电解液及包含其的电化学装置和电子设备

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Publication number: CN112349961A
Application number: CN202011258069.6A
Authority: CN
Inventors: 熊亚丽; 郑建明; 王荣; 丁小建
Original assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Current assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2021-02-09
Anticipated expiration: 2040-11-12
Also published as: CN112349961B

Abstract

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种电解液及包含其的电化学装置和电子设备。该电解液包括第一添加剂，第一添加剂包括如下式I所示的化合物：

其中，R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C2～C12烯基、取代或未取代的C2～C12炔基、取代或未取代的C6～C26芳基、取代或未取代的C6～C26杂环基、取代或未取代的C1～C12腈基；A₁、A₂各自独立地选自亚烷基、亚烯基或羰基；R选自取代或未取代的C1～C5亚烷基、取代或未取代的C1～C5碳酸酯基。本申请能够使得包含该电解液的电化学装置在高电压条件下具有良好的高温循环性能和高温存储性能。

Description

电解液及包含其的电化学装置和电子设备

技术领域

本申请涉及储能技术领域，具体涉及一种电解液及包含其的电化学装置和电子设备，特别是锂离子电池。

背景技术

电化学装置(例如，锂离子电池)是上个世纪九十年代发展起来的新一代绿色环保电池，其具有电压高、比能量大、循环寿命长、环境友好、安全及无记忆效应等优点，被广泛应用于穿戴设备、手机、电脑、无人机、电动工具、电动车等领域。随着科学技术的发展和锂离子电池的不断拓展，人们对锂离子电池的性能要求也越来越高。

具有高能量密度、低成本、安全性是锂离子电池行业研究的主要方向之一。锂离子电池的能量由锂电池容量和充电截止电压决定，因此为了提高锂电池的能量密度，需要提高充电截止电压或者采用新型的高能量密度锂电池材料体系。基于大多数新型高能量密度锂电池材料目前仍然处于基础研究阶段。因此，提高充电截止电压已经成为目前研发的热点。锂离子电池的电压越高，电池的能量密度也越高，但同时，正负极片与电解液的反应活性也会大大增加，造成电池性能加速衰减，循环寿命显著降低等问题。尤其是，当电池在高温条件下使用时，电解液与阴极、阳极表面反应活性在高温作用下进一步加剧，电解液的氧化还原反应加剧，伴随大量副反应的发生，产生气体，导致电池膨胀。这不仅容易导致电池的损坏，同时也加大了电池的安全风险。

有鉴于此，确有必要提供一种改进的、在高电压条件下具有良好的高温存储性能、循环性能的电解液以及使用其的电化学装置和电子设备。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电解液及包含其的电化学装置和电子设备，该电解液能够缓解电解液分解、胀气的问题，使得包含该电解液的电化学装置在高电压条件下具有良好的高温循环性能和高温存储性能，能够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。

根据本申请的第一方面，提供一种电解液，所述电解液包括第一添加剂，所述第一添加剂包括如下式I所示的化合物：

其中，R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C2～C12烯基、取代或未取代的C2～C12炔基、取代或未取代的C6～C26芳基、取代或未取代的C6～C26杂环基、取代或未取代的C1～C12腈基；A₁、A₂各自独立地选自取代或未取代的C1～C5亚烷基、取代或未取代的C1～C5亚烯基或取代或未取代的C1～C5羰基；R选自取代或未取代的C1～C5亚烷基、取代或未取代的C1～C5碳酸酯基；R′选自氢、取代或未取代的C1～C5烷基、取代或未取代的C1～C5酯基；经取代时，取代基选自卤素、烷基或卤代烷基。

根据本申请的一些实施例，在式I中，R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～C5烷基、取代或未取代的C6～C8芳基、取代或未取代的C6～C8含氮杂环基团、取代或未取代的碳原子数为C1～C5腈基；其中，经取代时，取代基选自卤素。

根据本申请的一些实施例，在式I中，A₁、A₂各自独立地选自亚甲基或羰基。

根据本申请的一些实施例，在式I中，A₁和A₂为相同的基团。优选的，根据本申请的一些实施例，A₁和A₂均为亚甲基，或者A₁和A₂均为羰基。或者，根据本申请的另一些实施例，A₁和A₂中的一者为亚甲基，另一者为羰基。

根据本申请的一些实施例，在式I中，R选自亚甲基、取代或未取代的C1～C5碳酸酯基；R′选自氢、取代或未取代的C1～C5烷基、取代或未取代的C1～C5酯基；其中，经取代时，取代基选自卤素。

根据本申请的一些实施例，式I所示的化合物包含以下化合物中的至少一种：

根据本申请的一些实施例，基于所述电解液的质量，式I所示的化合物的质量百分含量为0.01％～5％。

根据本申请的一些实施例，所述电解液包括第二添加剂，所述第二添加剂包括环状硫酸酯和/或环状磺酸酯。

根据本申请的一些实施例，所述第二添加剂选自如下式Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物中的至少一种：

在式Ⅱ-A中，R₂₁、R₂₂各自独立地选自氧原子、取代或未取代的C1～C5亚烷基，取代基选自C1～C5亚烷氧基、C1～C5亚磺酰磺酸酯基；或者，R₂₂独立地选自单键或烷基；M选自单键或四价C1～C5烷基；R₂₃、R₂₄各自独立地选自氢、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C2～C12环状磺酸酯基团、取代或未取代的C2～C12环状硫酸酯基团；

在式Ⅱ-B中，W为

L各自独立地选自单键或取代或未取代的C1～C3亚烷基；经取代时，取代基选自卤素。

根据本申请的一些实施例，式Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物包含以下化合物中的至少一种：

根据本申请的一些实施例，基于所述电解液的质量，式Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物的质量百分含量为0.01％～10％。

根据本申请的一些实施例，所述电解液包括第三添加剂，所述第三添加剂包含环状氟代碳酸酯化合物，所述环状氟代碳酸酯化合物包括如下式Ⅲ所示的化合物：

其中，R₃₁、R₃₂、R₃₃、R₃₄各自独立地选自氢(H)、氟(F)、C1～C10的含氟烷基、C1～C10的含氟烷氧基，且R₃₁、R₃₂、R₃₃和R₃₄不同时选自氢。

优选的，根据本申请的一些实施例，R₃₁、R₃₂、R₃₃、R₃₄各自独立地选自H、F、C1～C5的含氟烷基、C1～C5的含氟烷氧基，且R₃₁、R₃₂、R₃₃和R₃₄不同时选自氢。

根据本申请的一些实施例，式Ⅲ所示的化合物包含以下化合物中的至少一种：

根据本申请的一些实施例，基于所述电解液的质量，式Ⅲ所示的化合物的质量百分含量为1.0％～15％。

根据本申请的一些实施例，所述电解液包括第四添加剂，所述第四添加剂包含四硼酸金属盐化合物，所述四硼酸金属盐化合物包括如下式Ⅳ所示的化合物：

其中，M选自碱金属。

根据本申请的一些实施例，所述碱金属包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铯(Cs)。

根据本申请的一些实施例，式Ⅳ所示的化合物包含以下化合物中的至少一种：

根据本申请的一些实施例，基于所述电解液的质量，式Ⅳ所示的化合物的质量百分含量为0.01％～1％。

根据本申请的一些实施例，所述电解液包括非水溶剂，所述非水溶剂包括链状碳酸酯和链状羧酸酯；

所述链状碳酸酯的含量为所述电解液的质量的20％～70％；

所述链状羧酸酯的含量为所述电解液的质量的10％～30％；

所述链状碳酸酯的含量与所述链状羧酸酯的含量的比值≥1(即，所述碳酸酯的含量/所述羧酸酯的含量≥1)。

根据本申请的一些实施例，所述电解液包括含氰基化合物，所述含氰基化合物选自丁二腈、戊二腈、己二腈、1,5-二氰基戊烷、1,6-二氰基己烷、四甲基丁二腈、2-甲基戊二腈、2,4-二甲基戊二腈、2,2,4,4-四甲基戊二腈、1,4-二氰基戊烷、1,4-二氰基戊烷、1,2-二氰基苯、1,3-二氰基苯、1,4-二氰基苯、乙二醇双(丙腈)醚、3,5-二氧杂-庚二腈、1,4-二(氰基乙氧基)丁烷、二乙二醇二(2-氰基乙基)醚、三乙二醇二(2-氰基乙基)醚、四乙二醇二(2-氰基乙基)醚、1,3-二(2-氰基乙氧基)丙烷、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、1,5-二(2-氰基乙氧基)戊烷、乙二醇二(4-氰基丁基)醚、1,4-二氰基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-乙基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二乙基-2-丁烯、1,6-二氰基-3-己烯、1,6-二氰基-2-甲基-3-己烯、1,3,5-戊三甲腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己三甲腈、1,2,6-己三甲腈、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷、1,2,4-三(2-氰基乙氧基)丁烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亚甲基)乙烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亚甲基)丙烷、3-甲基-1,3,5-三(氰基乙氧基)戊烷、1,2,7-三(氰基乙氧基)庚烷、1,2,6-三(氰基乙氧基)己烷或1,2,5-三(氰基乙氧基)戊烷中的一种或几种；

基于所述电解液的质量，所述含氰基化合物的质量百分含量为0.1％～15％。

根据本申请的一些实施例，所述电解液包括锂盐，所述锂盐选自无机锂盐和有机锂盐中的一种或几种。优选的，根据本申请的一些实施例，所述锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)中的一种或几种。更优选的，根据本申请的一些实施例，所述锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF₆)。

根据本申请的一些实施例，所述锂盐的浓度为0.8M～2.5M。优选的，根据本申请的一些实施例，所述锂盐的浓度为1M～1.25M。

根据本申请的第二方面，提供一种电化学装置，包括：正极；负极；隔离膜，设置于所述正极和所述负极之间；以及，前述的电解液。

根据本申请的一些实施例，所述正极极片的膜片电阻满足以下关系式：0.5Ω≤膜片电阻≤5Ω。

根据本申请的第三方面，提供一种电子设备，包括前述的电化学装置。

本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：

本申请提供的电解液包括具有如式I所示的化合物的添加剂，该式I所示的化合物为包含砜基和炔丙基的含N杂环化合物，能够使电解液中盐的阴离子趋于稳定化，能够在电化学装置的正、负极表面形成保护膜，能够减少或抑制高温存储、循环过程中电解液与正负极之间副反应的发生，减少阴极材料与电解液接触引起的化学产气。从而，该电解液通过式I所示的化合物的引入，能够达到改善高温循环和高温存储性能的目的。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。

除非另外明确指明，本文使用的下述术语具有下文指出的含义。

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、B，那么短语“A、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、C，那么短语“A、B、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可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。

在本申请的说明中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“式I”、“式Ⅱ”、“式Ⅲ”、“式Ⅳ”、“式I-1”等仅用于说明的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性以及相互存在关系。

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。此外，如本文中所使用“约”用以描述及说明小的变化。

本文中，除非另有说明，所有化合物的官能团可以是取代的或未取代的。

在具体实施方式及权利要求书中，关于碳原子数(也称碳数)的表述即大写字母“C”后面的数字，例如“C1～C12”、“C6～C26”等中，“C”后面的数字1、12、6或26表示具体官能团中的碳数。即，官能团分别可包括1～12个碳原子和6～26个碳原子。

在本文中，术语“卤素”涵盖氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)；优选的，卤素选自F或Cl。

[电解液]

在一些实施例中，电解液包括第一添加剂，第一添加剂包括如下式I所示的化合物：

其中，R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C2～C12烯基、取代或未取代的C2～C12炔基、取代或未取代的C6～C26芳基、取代或未取代的C6～C26杂环基、取代或未取代的C1～C12腈基；

A₁、A₂各自独立地选自取代或未取代的C1～C5亚烷基、取代或未取代的C1～C5亚烯基或取代或未取代的C1～C5羰基；

R选自取代或未取代的C1～C5亚烷基、取代或未取代的C1～C5碳酸酯基；

R′选自氢、取代或未取代的C1～C5烷基、取代或未取代的C1～C5酯基。

当上述取代基经取代时，可以是经一个或多个卤素、烷基或卤代烷基中的至少一者取代；优选的，经取代时，取代基选自卤素。

在高电压体系下，电解液与阴极、阳极表面反应活性在高温下会进一步加剧，因而需要解决电解液在高温、高电压条件下的分解、电池胀气问题。现有的一些高电压体系中的电解液中有些添加剂虽然能解决电解液分解、胀气的问题，但是现有的这些添加剂生成的正负极保护膜可能由于阻抗过大而导致电池性能受到影响，特别是高温循环中阻抗增加过快，对电池循环性能非常不利。因此。需要进一步研究或开发能够有效的兼顾高电压体系下的高温存储性能、循环性能或安全性能的电解液。

本申请中在电解液中加入如式I所示的化合物的添加剂，该式I所示的化合物是包含砜基和炔丙基的含N杂环类化合物，可以改善高温循环和高温存储性能。经测试观察，该该化合物中的N的非共用电子对可以使电解液中盐的阴离子趋于稳定化，且该化合物中的具有三键的炔丙基具有吸附金属离子的性能，因此可以与电解液中的金属杂质结合形成复合物，并且，炔丙基可以在负极表面上被还原形成稳定的离子导电膜；同时该式I所示的化合物的氧化电位较低，可以优先在阴极表面形成固体电解质相界面膜(即，CEI膜)，对阴极加以保护，减少阴极材料与电解液接触引起的化学产气，起到改善循环和存储的目的。从而，该电解液通过式I所示的化合物的引入，改善了电化学装置的高温循环性能和高温存储性能。

在一些实施例中，在式I中，R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～C5烷基、取代或未取代的C6～C8芳基、取代或未取代的C6～C8含氮杂环基团、取代或未取代的碳原子数为C1～C5腈基；在一些实施例中，用于取代碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为6～8的芳基、碳原子数为6～8的含氮杂环基团、碳原子数为1～5的腈基的取代基选自卤素。在一些实施例中，卤素选自F或Cl，优选的，在一些实施例中，卤素选自F。

在一些实施例中，在式I中，A₁、A₂各自独立地选自亚甲基或羰基。

在一些实施例中，在式I中，A₁和A₂为相同的基团。优选的，在一些实施例中，A₁和A₂均为亚甲基，或者A₁和A₂均为羰基。或者，在另一些实施例中，A₁和A₂中的一者为亚甲基，另一者为羰基。

在一些实施例中，在式I中，R选自亚烷基、取代或未取代的C1～C5碳酸酯基；其中，亚烷基优选为亚甲基；R′选自氢、取代或未取代的C1～C5烷基、取代或未取代的C1～C5酯基；在一些实施例中，用于取代碳原子数为1～5的碳酸酯基、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为1～5的酯基的取代基选自卤素。在一些实施例中，卤素选自F或Cl，优选的，在一些实施例中，卤素选自F。

在一些实施例中，式I所示的化合物包含以下化合物中的至少一种：

在一些实施例中，基于电解液的质量，式I所示的化合物的质量百分含量为0.01％～5％。示例性的，式I所示的化合物的质量百分含量为的下限可以为0.01％、0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1％，式I所示的化合物的质量百分含量为的上限可以为5％、4％、3％、2％、1.5％，式I所示的化合物的质量百分含量的范围可由上限或下限的任意数值组成。

当式I所示的化合物的含量在上述范围内时，所形成的界面保护膜更充分，对电化学装置性能的改善效果更明显，能够更好的避免由于成膜阻抗对电化学装置性能造成的可能的影响。具体地，当式I所示的化合物的含量低于0.01％时，所形成的保护膜不充分，对电芯性能影响不大；当式I所示的化合物的含量高于5％时，形成的膜阻抗大，会影响电芯性能。

在一些实施例中，电解液还包括第二添加剂，也就是，在一些实施例中，电解液包括第一添加剂和第二添加剂，其中，第一添加剂包含如上所述的式I所示的化合物，第二添加剂包括环状硫酸酯、环状磺酸酯中的一种或几种。

在一些实施例中，第二添加剂选自如下式Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物中的一种或几种：

在式Ⅱ-B中，W为

上述式I所示的化合物与Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物共同作用能够更容易地在正负极成膜，可以进一步改善高温循环性能和高温存储性能。

具体地，在式I所示的化合物的基础上加入环状磺酸酯类化合物或环状硫酸酯类化合物，能够在正极和负极表面形成完整的、有效的、机械稳定性优异的界面保护膜，进一步提升界面膜的热稳定性和机械稳定性，可以显著抑制正负极界面副反应，增强对电极活性材料的保护，改善循环性能和高温存储性能。

在一些实施例中，Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物包含以下化合物中的至少一种：

在一些实施例中，基于电解液的质量，Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物的质量百分含量为0.01％～10％。示例性的，Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物的质量百分含量为的下限可以为0.01％、0.1％、0.5％、0.1％、0.2％、3％、4％，Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物的质量百分含量为的上限可以为10％、9％、8％、7％、6％、5％，Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物的质量百分含量的范围可由上限或下限的任意数值组成。当式Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物的含量在上述范围内时，在正、负极表面所形成的界面保护膜更充分，对电化学装置性能的改善效果更明显，尤其是对电化学装置的高温存储性能和高温循环性能改善的效果更明显。

在一些实施例中，电解液还包括第三添加剂。也就是，在一些实施例中，电解液包括第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂；或者，在一些实施例中，电解液包括第一添加剂和第三添加剂。其中，第一添加剂包含如上所述的式I所示的化合物，第二添加剂包括如上式Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物，第三添加剂包含环状氟代碳酸酯化合物，该环状氟代碳酸酯化合物包括如下式Ⅲ所示的化合物：

其中，R₃₁、R₃₂、R₃₃、R₃₄各自独立地选自氢(H)、氟(F)、C1～C10的含氟烷基、C1～C10的含氟烷氧基，且R₃₁、R₃₂、R₃₃和R₃₄不能够同时为氢。

在一些实施例中，R₃₁、R₃₂、R₃₃、R₃₄各自独立地选自H、F、C1～C5的含氟烷基、C1～C5的含氟烷氧基，且R₃₁、R₃₂、R₃₃和R₃₄不能够同时选自氢。

在式I所示的化合物的基础上加入式Ⅲ所示的化合物，能够更容易地在正负极成膜，可以在正极和负极表面形成机械稳定性优异的界面保护膜，可以有效抑制正负极界面副反应，可以进一步改善高温循环性能和高温存储性能。

在一些实施例中，式Ⅲ所示的化合物包含以下化合物中的至少一种：

在一些实施例中，基于电解液的质量，式Ⅲ所示的化合物的质量百分含量为1.0％～15％。示例性的，式Ⅲ所示的化合物的质量百分含量为的下限可以为1％、2％、4％、5％、6％、8％，式Ⅲ所示的化合物的质量百分含量为的上限可以为15％、14％、13％、12％、11％、10％，式Ⅲ所示的化合物的质量百分含量的范围可由上限或下限的任意数值组成。当式Ⅲ所示的化合物的含量在上述范围内时，在正、负极表面所形成的界面保护膜更充分，对电化学装置的高温存储性能和高温循环性能改善的效果更明显。

在一些实施例中，电解液还包括第四添加剂。也就是，在一些实施例中，电解液包括第一添加剂、第二添加剂、第三添加剂和第四添加剂；或者，在一些实施例中，电解液包括第一添加剂和第四添加剂；或者，在一些实施例中，电解液包括第一添加剂、第二添加剂和第四添加剂；或者，在一些实施例中，电解液包括第一添加剂、第三添加剂和第四添加剂。其中，第一添加剂包含如上所述的式I所示的化合物，第二添加剂包括如上式Ⅱ-A或式Ⅱ-B所示的化合物，第三添加剂包含如上所述的式Ⅲ所示的化合物，第四添加剂包含四硼酸金属盐化合物，该四硼酸金属盐化合物包括如下式Ⅳ所示的化合物：

其中，M选自碱金属。

在式I所示的化合物的基础上加入式Ⅳ所示的化合物，能够更容易地在正负极成膜，可以在正极和负极表面形成机械稳定性优异的界面保护膜，可以有效抑制正负极界面副反应，可以进一步改善高温循环性能和高温存储性能。

在一些实施例中，式Ⅳ所示的化合物包含以下化合物中的至少一种：

在一些实施例中，基于电解液的质量，式Ⅳ所示的化合物的质量百分含量为0.01％～1％。示例性的，式Ⅳ所示的化合物的质量百分含量为的下限可以为0.01％、0.05％、0.1％、0.2％，式Ⅳ所示的化合物的质量百分含量为的上限可以为1％、0.8％、0.6％、0.5％、0.4％，式Ⅳ所示的化合物的质量百分含量的范围可由上限或下限的任意数值组成。

在一些实施例中，电解液包括非水溶剂，该非水溶剂可以是本领域技术公知的适用于电化学装置的通常使用的非水有机溶剂。在一些实施例中，非水溶剂包括碳酸酯和羧酸酯中的一种或几种。优选的，在一些实施例中，非水溶剂包括碳酸酯和羧酸酯，其中碳酸酯选自链状碳酸酯或环状碳酸酯，羧酸酯选自链状羧酸酯。在一些实施例中，链状碳酸酯可以选自碳酸二甲酯及其卤代衍生物、碳酸二乙酯(DEC)及其卤代衍生物、碳酸二丙酯及其卤代衍生物、碳酸甲乙酯及其卤代衍生物等中的一种或几种；或者，所述碳酸酯选自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)及其卤代衍生物、碳酸亚丁酯及其卤代衍生物、γ-丁内酯及其卤代衍生物、碳酸亚戊酯及其卤代衍生物中的一种或几种。在一些实施例中，所述链状羧酸酯选自丁酸乙酯、丁酸甲酯、丙酸丙酯(PP)、丙酸乙酯、丙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯中的至少一种。

在一些实施例中，非水溶剂包含碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC)、丙酸丙酯(PP)、丙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸乙酯、γ-丁内酯中的至少一种。

在一些实施例中，非水溶剂包括碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、丙酸丙酯(PP)、丙酸乙酯中的至少一种。

在一些实施例中，非水溶剂包括碳酸二乙酯(DEC)和丙酸丙酯(PP)。

在一些实施例中，链状碳酸酯在电解液中的质量百分含量为20％～70％；链状羧酸酯在电解液中的质量百分含量为10％～30％。优选的，在一些实施例中，碳酸酯的含量与羧酸酯的含量的比值≥1(即，线性碳酸酯的含量/线性羧酸酯的含量≥1)，碳酸酯的含量需要大于或等于羧酸酯的含量。

在所述电解液中，基于常规的常规碳酸酯、羧酸酯溶剂的抗氧化性强弱，基于在共溶剂的选择方面优选使碳酸酯的含量大于或等于羧酸酯的含量，可以提升溶剂的耐氧化性，高电压下电解液消耗降低，副反应减少，进而改善循环性能和高温存储性能。

在一些实施例中，电解液还包括含氰基化合物，含氰基化合物选自丁二腈、戊二腈、己二腈、1,5-二氰基戊烷、1,6-二氰基己烷、四甲基丁二腈、2-甲基戊二腈、2,4-二甲基戊二腈、2,2,4,4-四甲基戊二腈、1,4-二氰基戊烷、1,4-二氰基戊烷、1,2-二氰基苯、1,3-二氰基苯、1,4-二氰基苯、乙二醇双(丙腈)醚、3,5-二氧杂-庚二腈、1,4-二(氰基乙氧基)丁烷、二乙二醇二(2-氰基乙基)醚、三乙二醇二(2-氰基乙基)醚、四乙二醇二(2-氰基乙基)醚、1,3-二(2-氰基乙氧基)丙烷、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、1,5-二(2-氰基乙氧基)戊烷、乙二醇二(4-氰基丁基)醚、1,4-二氰基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-乙基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二乙基-2-丁烯、1,6-二氰基-3-己烯、1,6-二氰基-2-甲基-3-己烯、1,3,5-戊三甲腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己三甲腈、1,2,6-己三甲腈、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷、1,2,4-三(2-氰基乙氧基)丁烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亚甲基)乙烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亚甲基)丙烷、3-甲基-1,3,5-三(氰基乙氧基)戊烷、1,2,7-三(氰基乙氧基)庚烷、1,2,6-三(氰基乙氧基)己烷或1,2,5-三(氰基乙氧基)戊烷中的一种或几种。

在一些实施例中，基于电解液的质量，含氰基化合物的质量百分含量为0.1％～15％。

在一些实施例中，电解液包括锂盐，所述锂盐可以是本领域技术公知的可被用于电化学装置中的锂盐。在一些实施例中，锂盐选自无机锂盐和有机锂盐中的一种或几种。优选的，根据本申请的一些实施例，锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)中的一种或几种。更优选的，根据本申请的一些实施例，锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF₆)。

在一些实施例中，锂盐的浓度约为0.8M～约2.5M。优选的，根据本申请的一些实施例，锂盐的浓度为约1M～约1.25M。

本申请的电解液可采用任何已知方法制备。在一些实施例中，本申请的电解液可通过混合各组分制备。

[电化学装置]

本申请的电化学装置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，锂二次电池包括但不限于锂金属二次电池、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含正极、负极、隔离膜，及本申请前述的电解液。

正极

正极是本领域技术公知的可被应用于电化学装置的正极。在一些实施例中，正极包括集流体和位于该集流体上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包含正极活性材料。

在一些实施例中，正极活性材料包含硫化物、磷酸盐化合物和锂过渡金属复合氧化物中的至少一种，但不限于此，正极活性材料可选用本领域技术公知的各种可被用作电化学装置的正极活性材料的能够嵌入、脱嵌活性离子的传统公知的材料。

本申请实施例中，正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。示例性的，在一些实施例中，所述正极活性材料选自以下中的至少一种：钴酸锂(LiCoO₂)、锂镍锰钴三元材料、锰酸锂(LiMn₂O₄)、镍锰酸锂、磷酸铁锂(LiFePO₄)。

在一些实施例中，正极集流体为金属，金属例如包括但不限于铝箔。

在一些实施例中，正极活性材料层还包括粘合剂。粘合剂可提高正极活性材料颗粒彼此间的结合，并且可提高正极活性材料与正极集流体的结合。在一些实施例中，所述粘合剂包括，但不限于，聚乙烯醇、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1,1-二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂和尼龙等。

在一些实施例中，正极活性材料层还包括导电材料，从而赋予电极导电性。该导电材料可以包括任何导电材料，只要它不引起化学变化。导电材料的非限制性示例包括基于碳的材料(例如，天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等)、基于金属的材料(例如，金属粉、金属纤维等，包括例如铜、镍、铝、银等)、导电聚合物(例如，聚亚苯基衍生物)和它们的混合物。

在一些实施例中，正极的结构为本领域技术公知的可被用于电化学装置的正极极片结构。

在一些实施例中，正极的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的正极的制备方法。

负极

负极是本领域技术公知的可被应用于电化学装置的负极。在一些实施例中，负极包括负极集流体和位于该负极集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包含负极活性材料。

在一些实施例中，负极活性材料包含碳质材料、硅碳材料、合金材料、含锂金属复合氧化物材料中的至少一种，但不限于此，负极活性材料可选用本领域技术公知的各种可被用作电化学装置的负极活性材料的能够电化学性地嵌入、脱嵌活性离子的传统公知的材料。

本申请实施例中，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。示例性的，在一些实施例中，负极活性材料选自天然石墨、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。碳材料的非限制性示例包括结晶碳、非晶碳和它们的混合物。结晶碳可以是无定形的或片形的、小片形的、球形的或纤维状的天然石墨或人造石墨。非晶碳可以是软碳、硬碳、中间相沥青碳化物、煅烧焦等。

在一些实施例中，负极集流体为金属，例如但不限于铜箔。

在一些实施例中，负极活性材料层还包含粘合剂，并且可选地包括导电材料。粘合剂提高负极活性材料颗粒彼此间的结合和负极活性材料与集流体的结合。在一些实施例中，粘合剂包括，但不限于：聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1，1-二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙等。

在一些实施例中，导电材料包括，但不限于：基于碳的材料、基于金属的材料、导电聚合物或它们的混合物。在一些实施例中，基于碳的材料选自天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维或其任意组合。在一些实施例中，基于金属的材料选自金属粉、金属纤维、铜、镍、铝、银。在一些实施例中，导电聚合物为聚亚苯基衍生物。

在一些实施例中，负极的结构为本领域技术公知的可被用于电化学装置的负极极片结构。

在一些实施例中，负极的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的负极的制备方法。示例性的，负极可以通过如下方法获得：在溶剂中将活性材料、导电材料和粘合剂混合，以制备活性材料组合物，并将该活性材料组合物涂覆在集流体上。在一些实施例中，溶剂可以包括水等，但不限于此。

在一些实施例中，阴极极片的膜片电阻满足以下关系式：0.5Ω≤膜片电阻≤5Ω。

隔离膜

为了防止短路，本申请的电化学装置在正极与负极之间通常设置有隔离膜。这种情况下，本申请的电解液通常渗入该隔离膜而使用。

本申请的电化学装置中对隔离膜的材料及形状没有特别限制，只要不显著损害本申请的效果即可，其可以为任何现有技术中公开的技术。在一些实施例中，隔离膜可为由对本申请的电解液稳定的材料所形成的树脂、玻璃纤维、无机物等。

在一些实施例中，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、聚乙烯烷氧、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，聚合物的材料选自聚酰胺、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、聚乙烯烷氧、聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种。

本申请对隔离膜的孔隙率没有特别的限制。在一些实施例中，隔离膜的孔隙率的下限为20％、35％、45％，隔离膜的孔隙率的上限为90％、85％、75％，，隔离膜的孔隙率的范围可由上限或下限的任意数值组成。当隔离膜的孔隙率位于上述范围内时，能够更好地确保隔离膜的绝缘性和机械强度，并能够更好地抑制膜电阻，使电化学装置具有良好的倍率特性。

在一些实施例中，隔离膜的形态可为薄膜形态，其实例包括，但不限于，无纺布、织布、微多孔性膜等。在薄膜形态中，隔离膜的孔径为0.01μm至1μm，厚度为5μm至50μm。除了上述独立的薄膜状隔离膜以外，还可以使用下述隔离膜：通过使用树脂类的粘合剂在正极和/或负极的表面形成含有上述无机物颗粒的复合多孔层而形成的隔离膜，例如，将氟树脂作为粘合剂使90％粒径小于1μm的氧化铝颗粒在正极的两面形成多孔层而形成的隔离膜。

隔离膜的厚度是任意的。在一些实施例中，隔离膜的厚度为大于1μm、大于5μm或大于8μm。在一些实施例中，隔离膜的厚度为小于50μm、小于40μm或小于30μm。在一些实施例中，隔离膜的厚度在上述任意两个数值所组成的范围内。当隔离膜的厚度在上述范围内时，则可以确保绝缘性和机械强度，并可以确保电化学装置的倍率特性和能量密度。

隔离膜的平均孔径也是任意的。在一些实施例中，隔离膜的平均孔径为小于0.5μm或小于0.2μm。在一些实施例中，隔离膜的平均孔径为大于0.05μm。在一些实施例中，隔离膜的平均孔径在上述任意两个数值所组成的范围内。若隔离膜的平均孔径超过上述范围，则容易发生短路。当隔离膜的平均孔径在上述范围内时，在防止短路的同时可抑制了膜电阻，使电化学装置具有良好的倍率特性。

电极组件

电极组件是电化学装置的一组件，其可以是由上述正极和负极隔着上述隔离膜层积而成的层积结构、以及上述正极和负极隔着上述隔离膜以漩涡状卷绕而成的结构中的任一种。在一些实施例中，电极组的质量在电池内容积中所占的比例(电极组占有率)为大于40％或大于50％。在一些实施例中，电极组占有率为小于90％或小于80％。在一些实施例中，电极组占有率在上述任意两个数值所组成的范围内。当电极组占有率在上述范围内时，可以确保电化学装置的容量，同时可以抑制与内部压力上升相伴的反复充放电性能及高温保存等特性的降低，进而可以防止气体释放阀的工作。在电化学装置中，电极组件的数量不受限制，例如可以为一个或多个。在一些实施例中，多个电极组件并排并电连接在一起。

在一实施例中，电化学装置还包括集电结构。集电结构是本领域技术公知的可被用于电化学装置的集电结构。在一些实施例中，集电结构为降低配线部分及接合部分的电阻的结构。当电极组为上述层积结构时，适合使用将各电极层的金属芯部分捆成束而焊接至端子上所形成的结构。电极面积增大时，内部电阻增大，因而在电极内设置2个以上的端子而降低电阻也是适合使用的。当电极组为上述卷绕结构时，通过在正极和负极分别设置2个以上的引线结构，并在端子上捆成束，从而可以降低内部电阻。

在一些实施例中，电化学装置还包含外包装壳体，外包装壳体是本领域技术公知的可被用于电化学装置的外包装壳体。在一些实施例中，外包装壳体为硬壳壳体或柔性壳体。硬壳的材质诸如为金属。柔性壳体诸如为塑料，例如聚丙烯PP或聚丁二酸丁二醇酯PBS等。

[应用]

本申请提供了一种电子设备，其包括根据本申请的电化学装置。

本申请的电化学装置的用途没有特别限定，其可用于现有技术中已知的任何电子设备。在一些实施例中，本申请的电化学装置可用于，但不限于，笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等。另外，本申请的电化学装置除了适用于上述例举的电子装置外，还适用于储能电站、海运运载工具、空运运载工具。空运运载装置包含在大气层内的空运运载装置和大气层外的空运运载装置。

下面以锂离子电池为例并且结合具体的实施例对本申请进一步具体地进行说明，本领域的技术人员将理解，本申请中描述的制备方法仅是实例，其他任何合适的制备方法均在本申请的范围内。

在以下实施例、对比例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得或合成获得。

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。

各实施例和各对比例中的锂离子电池按照下述方法制备。

一、锂离子电池的制备

1、电解液的制备

在干燥(例如含水量＜10ppm)氩气气氛手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)碳酸二乙酯(DEC)，按照3：3：4的质量比混合均匀，再将充分干燥的锂盐LiPF₆(浓度为1M)溶解于上述非水溶剂中，然后加入一定质量百分比的添加剂(如下表1-4所示)，以研究添加剂对锂离子电池性能的影响。

2、正极的制备

将正极材料钴酸锂(LiCoO₂)、导电碳黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)，按照质量比为97.1：1.3：1.6在适量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将该正极料涂覆于正极集流体铝箔上，烘干、冷压，得到正极片，正极压实密度为4.15g/cm³。

3、负极的制备

将负极活性材料石墨、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)，按照质量比97.7：1.3：1.0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。将该负极浆料涂覆于负极集流体铜箔上，烘干、冷压，得到负极片，负极压实密度为1.75g/cm³。

4、隔离膜的制备

以聚乙烯(PE)多孔聚合物薄膜作为隔离膜。

5、锂离子电池的制备

将得到的正极片、隔离膜、负极片按顺序叠好，使隔离膜处于正极片和负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电池；将裸电池置于外包装箔中，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，制得锂离子电池。

各实施例和对比例的各项性能参数的测定方法如下。

二、测试方法

1、85℃存储电芯膨胀率

将电池在25℃下以0.5C放电至3.0V，在以0.5C充电至4.5V，4.5V下恒压充电至0.05C，用千分尺测试并记录电池的厚度记为H11，放置到85℃烘箱当中，4.5V恒压12小时，12小时结束后用千分尺测试并记录电池的厚度，记为H12。

厚度膨胀率＝(H12-H11)/H11*100％。

2、锂离子电池高温循环测试

将锂离子电池置于45℃恒温箱中，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温。将达到恒温的锂离子电池电池在45℃下以0.2C恒流充电至4.5V，4.5V下恒压充电至0.05C，静置5分钟，再以0.2C恒流放电至3.0V，静置5min；然后再以1.3C恒流充电至4.15V，然后以4.15V恒压充电至电流为1C；再以1C恒流充电至4.25V，然后以4.25V恒压充电至电流为0.8；再以0.8C恒流充电至4.5V，然后以4.5V恒压充电至电流为0.05C；放置5分钟；接着以1C恒流放电至电压为3.0V，静置3分钟；此为一个充放电循环。如此充电/放电，计算电池循环300次后的容量保持率。

通过下式计算锂离子电池的循环后容量保持率：

锂离子电池N次循环后的容量保持率(％)＝第N次循环的放电容量/第1次循环放电容量×100％

3、锂离子电池直流阻抗DCR(0℃)测试

将锂离子电池在0℃高低温箱中静置1小时，使锂离子电池达到恒温；以0.5C恒流充电至4.2V，再以0.3C恒流充电至4.5V，4.5V恒压充电至电流为0.02C，静置30分钟；再以0.1C恒流放电至3.4V，静置30分钟，此步容量作为基准。0℃条件下以0.5C恒流充电至4.2V，再以0.3C恒流充电至4.5V，4.5V恒压充电至电流为0.02C，静置30分钟；以0.1C恒流放电60min(用上一步得到的实际容量计算)，记录此时的电压为V1；再以1C恒流放电1s(容量以电芯标注容量计算)，记录此时的电压为V2，计算电芯20％SOC状态对应直流阻抗。

20％SOC直流阻抗＝(V1-V2)/1C

三、测试结果

实施例1～17中以及对比例1～4中，所用到的添加剂的种类及含量如表1所示。其中，各添加剂的含量为基于电解液的质量计算得到的质量百分数(下同)。

其中，对比例1中未添加任何添加剂。对比例2添加的添加剂是甲基环丁砜，对比例3添加的添加剂是丙炔酸乙酯，对比例4添加的是甲基环丁砜和丙炔酸乙酯。

表1实施例1～17以及对比例1～4的参数

表2列出了实施例1～17以及对比例1～4中锂离子电池的高温循环性能、存储性能、直流阻抗DCR测试结果。

表2实施例1～17以及对比例1～4中锂离子电池的测试结果

结合上述表1以及表2的测试结果分析可知，添加了包含砜基和炔丙基的含N杂环化合物的式I所示化合物，应用于锂离子电池后，能够有效改善锂离子电池的高温循环和高温存储性能，并能降低锂离子电池的直流阻抗DCR。

具体地，根据实施例1～5和对比例1～4的比较结果可知，式Ⅰ化合物的引入，可以改善高温循环和高温存储性能，这是由于化合物I中的N的非共用电子对可以使电解液中盐的阴离子趋于稳定化，且特别的式Ⅰ化合物中包括的具有三键的炔丙基具有吸附金属离子的性能，因此可以与电解液中的金属杂质结合形成复合物；加之，炔丙基可在负极表面上被还原形成稳定的离子导电膜；同时，对比对比例4和实施例1～5可知，两种官能团的叠加使用并不能起到相同的改善效果，这是因为式I化合物的分解和作用机理，不单单是两种官能团的叠加，式Ⅰ化合物的氧化电位较低，可以优先在阴极表面形成固体电解质相界面膜，对阴极加以保护，减少阴极材料与电解液接触引起的化学产气，起到改善高温循环性能和存储性能的效果。

根据实施例6～17和实施例例1～5的比较结果可知，通过式Ⅰ所示化合物与式Ⅱ所示化合物(式Ⅱ-A或Ⅱ-B所示化合物)结合使用，可以进一步改善高温循环和高温存储性能。这是因为环状硫酸酯或环状磺酸酯类化合物在正负极均能形成机械稳定性优异的界面膜，该界面膜可显著抑制正负极界面副反应，改善循环性能；两者相互结合，可以进一步提升界面膜的热稳定性和机械稳定性，改善循环性能和高温存储性能。

实施例18～27中以及对比例5～6中，所用到的添加剂的种类及含量如表3所示。其中，对比例5中仅添加了式Ⅲ所示的化合物。对比例6中仅添加了式Ⅱ和式Ⅲ所示的化合物。

表3实施例18～27以及对比例5～6的参数

表4列出了实施例18～27以及对比例5～6中锂离子电池的高温循环性能、存储性能测试结果。

表4实施例18～27以及对比例5～6中锂离子电池的测试结果

结合上述表3以及表4的测试结果分析可知，根据实施例18～27和对比例5～6的比较结果，式Ⅲ所示的环状氟代碳酸酯与式Ⅰ、式Ⅱ所示化合物协同可以形成界面复合界面膜，进一步改善高温循环性能。这是因为环状氟代碳酸酯化合物在正负极均能形成机械稳定性优异的界面膜，该界面膜可显著抑制正负极界面副反应，改善循环性能。

实施例28～34中以及对比例7～8中，所用到的添加剂的种类及含量如表5所示。其中，对比例7中仅添加了式Ⅱ和式Ⅳ所示的化合物。对比例8中仅添加了式Ⅱ、式Ⅲ和式Ⅲ所示的化合物。

表5实施例28～34以及对比例7～8的参数

表6列出了实施例28～34以及对比例7～8中锂离子电池的高温循环性能、存储性能、直流阻抗DCR测试结果。

表6实施例28～34以及对比例7～8中锂离子电池的测试结果

结合上述表5以及表6的测试结果分析可知，根据实施例28～34和对比例7～8的比较结果，含式Ⅳ所示的四氟硼酸盐化合物与式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ所示化合物的电解液的DCR和高温存储性能得到明显改善，这是因为四氟硼酸盐化合物在负极可形成致密稳定的界面膜，形成的界面膜具有较高的离子传导率和较强的电子绝缘，显著改善界面阻抗，降低DCR；其余上述结构添加剂协同作用，形成有机-无机界面膜，降低了界面膜的阻抗同时改善了界面膜机械强度，表现出较高的热稳定性和化学稳定性。

根据实施例28～32的结果可知，含四氟硼酸盐化合物含量为0.3％时电性能最优，含量为0.1％时电性能较优，含量为0.5％或0.7％时电性能一般，但是当含量超过1％时电性能发生恶化；这是因为当含四氟硼酸盐化合物添加剂含量过低时，难以充分在极片表面形成密薄均匀的保护膜，从而无法有效抑制金属离子催化电解液的氧化分解反应；当含四氟硼酸盐化合物添加剂含量过高时，形成的保护膜过厚，导致阻抗增加，恶化电性能。

实施例35～39中以及对比例9～10中，所用到的添加剂的种类及含量、以及非水溶剂的种类和含量如表7所示。

表7实施例35～39以及对比例9-10的参数

表8列出了实施例35～39以及对比例9～10中锂离子电池的高温循环性能、存储性能测试结果。

表8实施例35～39以及对比例9～10中锂离子电池的测试结果

结合上述表7以及表8的测试结果分析可知，根据对比例9～10所示，线性碳酸酯的含量小于线性羧酸酸酯时，锂离子电池的容量保持率低。对比实施例35～39和对比例9～10可知，当线性碳酸酯的含量大于或等于线性羧酸酯时，锂离子电池具有优异的循环和存储性能；这是因为线性碳酸酯的耐氧化优于线性羧酸酯，提升溶剂的耐氧化性，高电压下电解液消耗降低，副反应减少，改善循环和高温存储性能。

整个说明书中对“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。