CN113906606A - 电解液、电化学装置及电子装置 - Google Patents

电解液、电化学装置及电子装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种电解液、电化学装置以及电子装置。所述电解液包括式I‑A表示的化合物；其中，A1、A2、A3各自独立地选自式I‑B或式I‑C，A1、A2、A3中至少两个为式I‑C；在式I‑A中，n选自1到10的整数，m选自0或1；在式I‑B、式I‑C中，
Figure DDA0003383309660000011
表示两个相邻原子相连接的位点。所述电解液可以显著改善所述电化学装置的高温存储性能、循环性能和浮充性能。

Description

电解液、电化学装置及电子装置
技术领域
本申请涉及电化学领域，具体涉及一种电解液、电化学装置以及电子装置。
背景技术
电化学装置(例如锂离子电池)由于具有高能量密度、高功率密度和稳定的使用寿命等特性受到人们的广泛关注，并因此被广泛地运用。随着技术的快速发展、市场需求的多样性，以及在未来的几年中随着储能系统和电动汽车行业的兴起，人们对锂离子电池提出了更多要求，例如更薄、更轻、更多样化的外形、更高的安全性、更高的能量密度等。
发明内容
在一些实施例中，本申请提供了一种电解液，其包括式I-A表示的化合物；
Figure BDA0003383309650000011
其中，A1、A2、A3各自独立地选自式I-B或式I-C，A1、A2、A3中至少两个为式I-C；
Figure BDA0003383309650000012
其中，在式I-A中，n选自1到10的整数，m选自0或1；在式I-B、式I-C中，
Figure BDA0003383309650000013
表示两个相邻原子相连接的位点；R11、R13各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C10的亚烷基、经取代或未经取代的C2-C10的亚烯基、经取代或未经取代的C2-C10的亚炔基、经取代或未经取代的C3-C10的亚连烯基、经取代或未经取代的C6-C10的亚芳基、经取代或未经取代的C3-C10的亚脂环烃基；经取代时，取代基包括卤素；R12各自独立地选自卤素、经取代或未经取代的C1-C10的烷基、经取代或未经取代的C2-C10的烯基、经取代或未经取代的C2-C10的炔基、经取代或未经取代的C3-C10的连烯基、经取代或未经取代的C6-C10的芳基、经取代或未经取代的C3-C10的脂环烃基；经取代时，取代基包括卤素。
在一些实施例中，式I-A表示的化合物包括(I-1)至式(I-30)表示的化合物中的至少一种：
Figure BDA0003383309650000014
Figure BDA0003383309650000021
Figure BDA0003383309650000031
在一些实施例中，基于电解液的质量，式I-A表示的化合物的质量百分含量为0.01％至10％。
在一些实施例中，电解液还包括式II–A表示的化合物、式III-A表示的化合物、式IV-A表示的化合物、V-A表示的化合物、式V-B表示的化合物或多腈化合物中的至少一种；
Figure BDA0003383309650000032
其中，R21、R22各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C5的烷基、经取代或未经取代的C2-C5的烯基、经取代或未经取代的C2-C5的炔基，经取代时，取代基包括卤素；R21、R22可以键合而形成环状结构；
Figure BDA0003383309650000033
其中，A31、A32、A33、A34各自独立地选自卤素、式III-X、式III-Y、式III-Z中的一种，并且当式III-Y被选择时，A31、A32、A33、A34中有2个或4个选自式III-Y，以形成环状结构；
Figure BDA0003383309650000034
其中，R31、R33各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C6的烷基、取代或未经取代的C2-C6的烯基；R32各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C6的亚烷基、取代或未取代的C2-C6的亚烯基；经取代时，取代基包括卤素；
Figure BDA0003383309650000048
表示两个相邻原子相连接的位点；在式III-Y中，O原子与式III-A中的B原子相连，k为0或1；
Figure BDA0003383309650000041
其中，
Figure BDA0003383309650000042
表示单键或双键，x、y各自独立地表示0或1；当式IV-A中其中一个
Figure BDA0003383309650000043
表示单键时，则x、y中的一个为1，x、y中的另外一个为0；当式IV-A中两个
Figure BDA0003383309650000044
都表示单键时，则x、y都为1；当式IV-A中两个
Figure BDA0003383309650000045
都表示双键时，则x、y都为0；A42、A43、A45、A46各自独立地选自卤素、经取代或未经取代的C1-C6的烷基、式IV-B、式IV-C、式IV-D，并且当式IV-C被选择时，A42、A43、A45、A46中有2个或4个选自式IV-C，以形成环状结构；A41、A44各自独立地选自氧、卤素、经取代或未经取代的C1-C6的烷基、式IV-B、式IV-C、式IV-D，并且当式IV-C被选择时，A41、A44全部选自式IV-C，以形成环状结构；其中，经取代时，取代基包括卤素；A41、A42、A43、A44、A45、A46不全为氟；
Figure BDA0003383309650000046
在式IV-B、式IV-C、式IV-D中，R41、R43各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C6的烷基、经取代或未经取代的C2-C6的烯基；R42选自经取代或未经取代的C1-C6的亚烷基、经取代或未经取代的C2-C6的亚烯基；其中，经取代时，取代基包括卤素；在式IV-C中，O原子与式IV-A中的P原子相连，z表示0或1；
Figure BDA0003383309650000047
其中，R51、R52、R53、R54各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C5的烷基、经取代或未经取代的C2-C10的烯基、经取代或未经取代的C2-C10的炔基、经取代或未经取代的C3-C10的脂环基、经取代或未经取代的C6-C10的芳基、经取代或未经取代的C1-C6的脂杂环基、经取代或未经取代的C1-C6的芳杂环基、经取代或未经取代的C1-C6含杂原子官能团；其中，经取代时，取代基包括卤素，R51、R52之间可以键合而形成环状结构；R53、R54之间可以键合而形成环状结构；含杂原子官能团中的杂原子包括B、N、O、Si、P和S中的至少一种。
在一些实施例中，电解液满足以下条件的至少一者：a)基于电解液的质量，式II-A表示的化合物的质量百分含量为0.01％至10％；b)基于电解液的质量，式III-A表示的化合物的质量百分含量为0.1％至5％；c)基于电解液的质量，式IV-A表示的化合物的质量百分含量为0.1％至5％；d)基于电解液的质量，式V-A和式V-B表示的化合物的质量百分含量之和为0.01％至10％；e)基于电解液的质量，多腈化合物的质量百分含量为0.1％至10％。
在一些实施例中，式II-A表示的化合物包括式(II-1)至式(II-22)表示的化合物中的至少一种：
Figure BDA0003383309650000051
在一些实施例中，式III-A表示的化合物包括四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种。
在一些实施例中，式IV-A表示的化合物包括二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂中的至少一种。在一些实施例中，式V-A表示的化合物包括式(V-1)至式(V-16)表示的化合物中的至少一种：
Figure BDA0003383309650000052
式V-B表示的化合物包括式(V-17)至式(V-20)表示的如下化合物中的至少一种：
Figure BDA0003383309650000061
在一些实施例中，多腈化合物包括1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷、1,3,6-己烷三腈、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、己二腈中的至少一种。
在一些实施例中，本申请还提供了一种电化学装置，其包括正极片、负极片、隔离膜以及本申请的电解液。
在一些实施例中，本申请还提供了一种电子装置，其包括本申请的电化学装置。
本申请电解液可以显著改善使用其的电化学装置的高温存储性能、循环性能和浮充性能。
具体实施方式
应理解的是，所公开的实施例仅是本申请的示例，本申请可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本申请。
在本申请的说明中，除非另有明确的规定和限定，术语“添加剂A”、“添加剂B”、“添加剂C”、“添加剂D”、“添加剂E”、“添加剂F”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。在本申请的说明中，除非另有明确的规定和限定，术语“式I-A”、“式I-B”、“式I-1”、“式II-A”、“式II-B”、“式II-1”等中的字母和数字仅用于标记的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性、相互存在关系或是化学元素。
在本申请的说明中，除非另有说明，所有化合物的官能团可以是经取代的或未经取代的。
在本申请的说明中，除非另有说明，术语“杂原子”表示除C、H以外的原子。在一些实施例中，杂原子包括B、N、O、Si、P、S中的至少一种。在本申请的说明中，术语“含杂原子的官能团”是指包含至少一个杂原子的官能团。在本申请的说明中，术语“杂环基”是指包含至少一个杂原子的环基。在一些实施例中，杂环基包含脂杂环基和芳杂环基中的至少一种。
在本申请的说明中，术语“脂环烃基”表示具有脂肪族性质的环烃，分子中含有闭合的碳环。
在本申请的说明中，亚烷基为烷基失去一个氢原子形成的二价基团，亚烯基为烯基失去一个氢原子形成的二价基团，亚炔基为炔基失去一个氢原子形成的二价基团，亚烷氧基为烷氧基失去一个氢原子形成的二价基团，亚芳基为芳基失去一个氢原子形成的二价基团。在本申请的说明中，未明确说明的亚基结构均按照本段的说明去解读。
在本申请的说明中，连烯基表示两个双键共用一个碳的基团，连烯基的结构式为
Figure BDA0003383309650000062
在本申请的说明中，未明确说明的术语、结构式中的取代等，均应按照本领域普通技术人员的公知的、常规的、惯用的手段或方式去理解。
下面详细说明本申请的电解液、电化学装置及电子装置。
[电解液]
<添加剂A>
在一些实施例中，电解液中含有添加剂A，添加剂A为式(I-A)表示的化合物中的至少一种。
Figure BDA0003383309650000063
其中，A1、A2、A3各自独立地选自式I-B或式I-C，A1、A2、A3中至少两个为式I-C；
Figure BDA0003383309650000071
其中，在式(I-A)中，n选自1到10的整数，m选自0或1；在式(I-B)、式(I-C)中，
Figure BDA0003383309650000072
表示两个相邻原子相连接的位点；R11、R13各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C10的亚烷基、经取代或未经取代的C2-C10的亚烯基、经取代或未经取代的C2-C10的亚炔基、经取代或未经取代的C3-C10的亚连烯基、经取代或未经取代的C6-C10的亚芳基、经取代或未经取代的C3-C10的亚脂环烃基；经取代时，取代基包括卤素；R12各自独立地选自卤素、经取代或未经取代的C1-C10的烷基、经取代或未经取代的C2-C10的烯基、经取代或未经取代的C2-C10的炔基、经取代或未经取代的C3-C10的连烯基、经取代或未经取代的C6-C10的芳基、经取代或未经取代的C3-C10的脂环烃基；经取代时，取代基包括卤素。
在本申请的电解液中，添加剂A为膦氧多氰基官能团化合物，其结构中含有的氰基(-CN)官能团可以与电化学装置的正极活性材料中的过渡金属形成络合物，可以稳定正极活性材料表面的过渡金属，同时由于分子中带有膦氧官能团，可以提高该过渡金属形成络合物的抗氧化性，可以有效的抑制电解液持续分解，抑制高温产气。因此，该电解液可以显著改善电化学装置的高温存储性能、循环性能和浮充性能。
在一些实施例中，添加剂A包含(I-1)至式(I-30)表示的化合物中的至少一种；
Figure BDA0003383309650000073
Figure BDA0003383309650000081
Figure BDA0003383309650000091
在一些实施例中，基于电解液的质量，添加剂A在电解液中的质量百分含量为0.01％～10％。在一些实施例中，基于电解液的质量，添加剂A的质量百分含量可为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％。
<添加剂B>
在一些实施例中，电解液中可还包含添加剂B，添加剂B为式(II-A)表示的化合物中的至少一种；
Figure BDA0003383309650000092
其中，R21、R22各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C5的烷基、经取代或未经取代的C2-C5的烯基、经取代或未经取代的C2-C5的炔基，经取代时，取代基包括卤素；R21、R22可以键合而形成环状结构。
添加剂B为羧酸酐类化合物，当电解液中同时加入添加剂A和添加剂B时，能够进一步提高电化学装置的高温存储性能，可能的原因是羧酸酐可以在正负极活性物质表面成膜，也可以中和正极表面的活性物质的碱性，进一步抑制电解液分解，较少产气，从而提高高温存储性能。
在一些实施例中，添加剂B包含式(II-1)至(II-22)表示化合物中的至少一种；
Figure BDA0003383309650000093
Figure BDA0003383309650000101
在一些实施例中，基于电解液的质量，添加剂B在电解液中的质量百分含量为0.01％～10％。在一些实施例中，基于电解液的质量，添加剂B的质量百分含量可为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％。
<添加剂C>
在一些实施例中，电解液中还可包含添加剂C，添加剂C为式(III-A)表示的化合物中的至少一种；
Figure BDA0003383309650000102
其中，A31、A32、A33、A34各自独立地选自卤素、式(III-X)、(式III-Y)、(式III-Z)中的一种，并且当式(III-Y)被选择时，A31、A32、A33、A34中有2个或4个选自式(III-Y)，以形成环状结构；
Figure BDA0003383309650000103
其中，R31、R33各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C6的烷基、取代或未经取代的C2-C6的烯基；R32各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C6的亚烷基、取代或未取代的C2-C6的亚烯基；经取代时，取代基包括卤素；
Figure BDA0003383309650000104
表示两个相邻原子相连接的位点；在式(III-Y)中，O原子与式(III-A)中的B原子相连，k为0或1。
添加剂C为硼类锂盐化合物，当在电解液中同时加入添加剂A和添加剂C时，可以进一步提高电化学装置的高温存储性能，可能的原因是硼类锂盐化合物可以在正极活性物质表面形成稳定的界面膜，进一步较少正极与电解液接触，减少电解液分解，从而进一步改善高温存储性能。
在一些实施例中，添加剂C包含四氟硼酸锂(LiBF4)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)中的至少一种。
在一些实施例中，基于电解液的质量，添加剂C在电解液中的质量百分含量为0.1％～5％。在一些实施例中，基于电解液的质量，添加剂C在电解液中的质量百分含量可为0.2％、0.3％、0.5％、1％、2％、3％。
<添加剂D>
在一些实施例中，电解液中还可包含添加剂D，添加剂D为式(IV-A)表示的化合物中的至少一种；
Figure BDA0003383309650000105
其中，
Figure BDA0003383309650000106
表示单键或双键，x、y各自独立地表示0或1；当式(IV-A)中其中一个
Figure BDA0003383309650000107
表示单键时，则x、y中的一个为1，x、y中的另外一个为0；当式(IV-A)中两个
Figure BDA0003383309650000111
都表示单键时，则x、y都为1；当式(IV-A)中两个
Figure BDA0003383309650000112
都表示双键时，则x、y都为0；A42、A43、A45、A46各自独立地选自卤素、经取代或未经取代的C1-C6的烷基、式(IV-B)、式(IV-C)、式(IV-D)，并且当式(IV-C)被选择时，A42、A43、A45、A46中有2个或4个选自式(IV-C)，以形成环状结构；A41、A44各自独立地选自氧、卤素、经取代或未经取代的C1-C6的烷基、式(IV-B)、式(IV-C)、式(IV-D)，并且当式(IV-C)被选择时，A41、A44全部选自式(IV-C)，以形成环状结构；其中，经取代时，取代基包括卤素；A41、A42、A43、A44、A45、A46不全为氟；
Figure BDA0003383309650000113
在式(IV-B)、式(IV-C)、式(IV-D)中，R41、R43各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C6的烷基、经取代或未经取代的C2-C6的烯基；R42选自经取代或未经取代的C1-C6的亚烷基、经取代或未经取代的C2-C6的亚烯基；其中，经取代时，取代基包括卤素；在式(IV-C)中，O原子与式(IV-A)中的P原子相连，z表示0或1。
添加剂D为磷类锂盐化合物，当在电解液中同时加入添加剂A和添加剂D时，可以进一步提高电化学装置的高温存储性能，可能的原因是磷类锂盐化合物可以在正极活性物质表面形成界面膜，并且含磷类锂盐化合物的界面膜的抗氧化性较高，能够进一步抑制电解液的氧化分解，产气较少，从而进一步提高高温存储性能。
在一些实施例中，添加剂D包含二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟双草酸磷酸锂(LiDFOP)、四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)中的至少一种。
在一些实施例中，基于电解液的质量，所述第四添加剂在电解液中的质量百分含量为0.1％-5％。在一些实施例中，基于电解液的质量，添加剂D在电解液中的质量百分含量可为0.2％、0.3％、0.5％、1％、2％、3％。
<添加剂E>
在一些实施例中，电解液中还可包含添加剂E，添加剂E为式(V-A)或式(V-B)表示的化合物中的至少一种；
Figure BDA0003383309650000114
其中，R51、R52、R53、R54各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C5的烷基、经取代或未经取代的C2-C10的烯基、经取代或未经取代的C2-C10的炔基、经取代或未经取代的C3-C10的脂环基、经取代或未经取代的C6-C10的芳基、经取代或未经取代的C1-C6的脂杂环基、经取代或未经取代的C1-C6的芳杂环基、经取代或未经取代的C1-C6含杂原子官能团；其中，经取代时，取代基包括卤素，R51、R52之间可以键合而形成环状结构；R53、R54之间可以键合而形成环状结构；含杂原子的官能团中的杂原子包括B、N、O、Si、P和S中的至少一种。
添加剂E为含硫氧双键官能团化合物，一方面，含有硫氧双键的化合物的抗氧化能力较强，使得电解液在正极活性材料表面不易被氧化；另一方面，硫氧双键官能团化合物可以在负极活性物质表面成膜，进一步增强对活性材料的保护。
在一些实施例中，式(V-A)所示的化合物包含式(V-1)至式(V-16)表示的化合物中的至少一种；
Figure BDA0003383309650000121
在一些实施例中，式(V-B)所示的化合物包含式(V-17)至式(V-20)表示的化合物中的至少一种：
Figure BDA0003383309650000122
在一些实施例中，基于电解液的质量，添加剂E在电解液中的质量百分含量为0.01％～10％，优选为0.1％～8％。在一些实施例中，基于电解液的质量，添加剂E在电解液中的质量百分含量可为0.02％、0.05、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、6.0％、7.0％、9.0％。
<添加剂F>
在一些实施例中，电解液还可包含添加剂F。添加剂F为多腈化合物，在一些实施例中，多腈化合物包括1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷、1,3,6-己烷三腈、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、己二腈中的至少一种。
当电解液同时加入添加剂A和添加剂F时，可以进一步提高电化学装置的高温存储性能和循环性能。可能的原因是过多添加剂A的加入会导致电解液黏度过大而影响电化学装置的动力学性能，导致循环性能恶化，而通过加入添加剂F可以有效的避免电解液黏度过大，又能有效的增强正极活性物质的稳定性，进一步减少电解液分解，从而提高电化学装置的高温存储性能和循环性能。
在一些实施例中，基于电解液的质量，添加剂F在电解液中的质量百分含量为0.1％～10％，优选为0.5％～5％。在一些实施例中，基于电解液的质量，添加剂F在电解液中的质量百分含量可为0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、6.0％、7.0％、9.0％。
在一些实施例中，当电解液同时加入添加剂A和添加剂F时，添加剂A与添加剂F的质量分数的比值为0.01-1。
对于本申请上述的添加剂，当电解液中含有添加剂A时，还可加入和添加剂B、添加剂C、添加剂D、添加剂E、添加剂F中的至少一种，添加剂A和其他添加剂在电解液中的组合使用，可以进一步改善电化学装置的电化学性能。
<有机溶剂>
在一些实施例中，电解液还包含有机溶剂。有机溶剂是本领域技术公知的适用于电化学装置的有机溶剂，例如通常使用非水有机溶剂。在一些实施例中，非水有机溶剂包含碳酸酯类溶剂、羧酸酯类溶剂、醚类溶剂、砜类溶剂或其他非质子溶剂中的至少一种。
在一些实施例中，碳酸酯类溶剂包含碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二丙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯中的至少一种。
在一些实施例中，羧酸酯类溶剂包含甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸2,2-二氟乙酯、2,2-二氟乙酸乙酯、γ-丁内酯、戊内酯、丁内酯中的至少一种。
在一些实施例中，醚类溶剂包含乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二丁醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃中的至少一种。
在一些实施例中，砜类溶剂包含乙基乙烯基砜、甲基异丙基砜、异丙基仲丁基砜、环丁砜的至少一种。
在本申请中，电解液中的有机溶剂可以使用一种非水有机溶剂，也可以使用多种非水有机溶剂混合，当使用混合溶剂时，可以通过控制混合比获得不同性能的电化学装置。
<电解质盐>
在一些实施例中，电解液还包含电解质盐。电解质盐是本领域技术公知的适用于电化学装置的电解质盐。针对不同的电化学装置，可以选用合适的电解质盐。例如对于锂离子电池，电解质盐通常使用锂盐。
在一些实施例中，锂盐包含有机锂盐或无机锂盐中的至少一种。
在一些实施例中，用于本申请的锂盐中包含氟元素、磷元素中的至少一种。
在一些实施例中，本申请的锂盐包含六氟磷酸锂(LiPF6)双磺酰亚胺锂(LiN(CyF2y+1SO2)(CzF2z+1SO2)，其中y和z是自然数)中的至少一种。
在一些实施例中，基于电解液的总体积计，电解液中锂盐的浓度为约0.5-3mol/L，优选为约0.5-2mol/L，进一步优选为约0.8-1.5mol/L。
在本申请中，电解液的制备方法不受限制，可按照本领域技术人员公知的常规电解液的制备方法制备得到。
[电化学装置]
其次说明本申请的电化学装置。
本申请的电化学装置例如为一次电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或电容器。二次电池例如为锂二次电池，锂二次电池包含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，电化学装置包含正极片、负极片、隔离膜以及本申请前述的电解液。
在一些实施例中，本申请的电化学装置的充电截至电压不小于4.2V。
<正极片>
正极片是本领域技术公知的可被用于电化学装置的正极片。在一些实施例中，正极片包含正极集流体以及设置在正极集流体上的正极活性物质层。正极活性物质层包含正极活性物质、正极导电剂以及正极粘结剂。
正极活性物质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物质的能够可逆地嵌入、脱嵌活性离子的传统公知的物质。在一些实施例中，正极活性物质含有含锂以及从钴、锰和镍中选择的至少一种的复合氧化物。
在一些实施例中，正极活性材料包含：
LiaA1-bBbD2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5)、LiaE1-bBbO2-cDc(其中0.90≤a≤1.8，0<b≤0.5，0≤c≤0.05)、LiE2-bBb04-cDc(其中0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)、LiaNi1-b-cCobBcDα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α≤2)、LiaNi1-b-cCobBcO2-αFα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)、LiaNi1-b-cCobBcO2-αF2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)、LiaNi1-b-cMnbBcDα(其中0.90≤a≤1.8，0<b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)、LiaNi1-b-cMnbBcO2-αFα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)、LiaNi1-b- cMnbBcO2-αF2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)、LiaNibEcGdO2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0.001≤d≤0.1)、LiaNibCocMndGeO2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，0.001≤e≤0.1)、LiaNiGbO2(其中0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)、LiaCoGbO2(其中0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)、LiaMnGbO2(其中0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)、LiaMn2GbO4(其中0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)、QO2、QS2、LiQS2、V2O5、LiV2O5、LiIO2、LiNiVO4、Li3-fJ2(PO4)3(0≤f≤2)、Li3-fFe2(PO4)3(0≤f≤2)和LiFePO4中的至少一种。
在以上化学式中、A为Ni、Co、Mn或其组合；B为Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、稀土元素或其组合；D为O、F、S、P或其组合；E为Co、Mn或其组合；F为F、S、P或其组合；G为Al、Cr、Mn、Fe、Mg、La、Ce、Sr、V或其组合；Q为Ti、Mo、Mn或其组合；I为Cr、V、Fe、Sc、Y或其组合；J为V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu或其组合。
在一些实施例中，所述正极活性物质的Dv10不大于18μm；
在一些实施例中，所述正极活性物质的比表面积BET不大于0.5m2/g。
正极导电剂用于为正极提供导电性，可改善正极导电率。正极导电剂是本领域公知的可被用作正极活性物质层的导电材料。正极导电剂可以选自任何导电的材料，只要它不引起化学变化即可。在一些实施例中，正极导电剂包含碳基材料(例如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维)、金属基材料(例如包括铜、镍、铝、银等的金属粉或金属纤维)、导电聚合物(例如聚亚苯基衍生物)中的至少一种。
正极粘结剂是本领域公知的可被用作正极活性物质层的粘结剂。正极粘结剂可以改善正极活性物质颗粒彼此之间以及正极活性物质颗粒与正极集流体之间的粘结性能。在一些实施例中，正极粘结剂包含聚乙烯醇、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、尼龙中的至少一种。
在一些实施例中，正极活性物质层的压实密度小于4.5g/cm3。在一些实施例中，正极活性物质层的压实密度为4.0-4.3g/cm3。
正极集流体为金属，在一些实施例中，金属例如但不限于铝箔。
在一些实施例中，正极片的结构为本领域技术公知的可被用于电化学装置的正极片的结构。
在一些实施例中，正极片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片的制备方法。在一些实施例中，在正极浆料的制备中，通常加入正极活性物质、粘结剂，并根据需要加入导电材料和增稠剂后溶解或分散于溶剂中制成正极浆料。溶剂在干燥过程中挥发去除。溶剂是本领域公知的可被用作正极活性物质层的溶剂，溶剂例如但不限于N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
<负极片>
负极片是本领域技术公知的可被用于电化学装置的负极片。在一些实施例中，负极片包含负极集流体以及设置在负极集流体上的负极活性物质层。负极活性物质层包括负极活性物质、负极导电剂以及负极粘结剂。
负极活性物质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物质的能够嵌入、脱嵌活性离子的传统公知的物质或能够掺杂、脱掺杂活性离子的传统公知的物质。
在一些实施例中，负极活性物质包含锂金属、锂金属合金、能够掺杂/脱掺杂锂的材料、过渡金属氧化物、碳材料中的至少一种。
在一些实施例中，锂金属合金包含锂和从Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Si、Sb、Pb、In、Zn、Ba、Ra、Ge、Al或Sn中选择的至少一种金属。
在一些实施例中，能够掺杂/脱掺杂锂的材料包含Si、SiOx(0<x<2)、Si/C复合物、Si-Q合金(其中，Q不为Si并且是碱金属、碱土金属、第13族至第16族元素、过渡元素、稀土元素或它们的组合)、Sn、SnOz(0<z<2)、Sn/C复合物、Sn-R合金(其中，R不为Sn并且是碱金属、碱土金属、第13族至第16族元素、过渡元素、稀土元素或它们的组合)中的至少一种。
其中，Q和R的示例性元素可为Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、Rf、V、Nb、Ta、Db、Cr、Mo、W、Sg、Tc、Re、Bh、Fe、Pb、Ru、Os、Hs、Rh、Ir、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ga、Sn、In、Tl、Ge、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po中的至少一种。
在一些实施例中，SiOx(0<x<2)是多孔性硅类负极活性物质，多孔性SiOx粒子的平均粒径D50为1μm至20μm。在一些实施例中，当在表面进行测定时，SiOx粒子中的气孔的平均直径为30nm至500nm，SiOx粒子的比表面积为5m2/g至50m2/g。在一些实施例中，所述SiOx粒子硅类负极活性物质还可以含有Li2SiO3及Li4SiO4中的至少一种。
在一些实施例中，Si/C复合物中的碳不是以块状凝聚并分散在Si粒子的内部，而是以原子状态均匀地分散在Si粒子内。在一些实施例中，C和Si的摩尔比(即，C/Si)可以在大于0小于18的范围内。在一些实施例中，相对于Si/C复合物的整体重量，Si/C复合物中碳的含量可为1％-50％。在一些实施例中，Si/C复合物的粒径可为10nm-100μm。
碳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碳基负极活性物质的碳材料。在一些实施例中，碳材料包含结晶碳、非晶碳中的至少一种。在一些实施例中，结晶碳为天然石墨或人造石墨。在一些实施例中，结晶碳的形状为无定形、板形、小片形、球形或纤维形。在一些实施例中，结晶碳为低结晶碳和高结晶碳。在一些实施例中，低结晶碳包含软碳、硬碳中的至少一种。在一些实施例中，高结晶碳包含天然石墨、结晶石墨、热解碳、中间相沥青基碳纤维、中间相碳微珠、中间相沥青和高温锻烧炭中的至少一种。在一些实施例中，高温锻烧炭为石油或衍生自煤焦油沥青的焦炭。在一些实施例中，非晶碳包含软碳、硬碳、中间相沥青碳化产物、烧制焦炭中的至少一种。
负极导电剂用于为负极提供导电性，可改善负极导电率。负极导电剂是本领域公知的可被用作负极活性物质层的导电材料。负极导电剂可以选自任何导电的材料，只要它不引起化学变化即可。在一些实施例中，负极导电剂包含碳基材料(例如天然石墨、人造石墨、导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维)、金属基材料(例如包括铜、镍、铝、银等的金属粉或金属纤维)、导电聚合物(例如聚亚苯基衍生物)中的至少一种。
负极粘结剂是本领域公知的可被用作负极活性物质层的粘结剂。在一些实施例中，负极粘合剂包含二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-co-HFP)、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、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、尼龙中的至少一种。
负极集流体为金属。在一些实施例中，负极集流体例如但不限于铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜、包覆有导电金属的聚合物基板或它们的组合。
在一些实施例中，负极片的结构为本领域技术公知的可被用于电化学装置的负极片的结构。
在一些实施例中，负极片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片的制备方法。在一些实施例中，在负极浆料的制备中，通常加入负极活性物质、粘合剂，并根据需要加入导电材料和增稠剂后溶解或分散于溶剂中制成负极浆料。溶剂在干燥过程中挥发去除。溶剂是本领域公知的可被用作负极活性物质层的溶剂，溶剂例如但不限于水。增稠剂是本领域公知的可被用作负极活性物质层的增稠剂，增稠剂例如但不限于羧甲基纤维素钠。
<隔离膜>
隔离膜是本领域技术公知的可被用于电化学装置的隔离膜，例如但不限于聚烯烃类多孔膜。在一些实施例中，聚烯烃类多孔膜可选自聚乙烯(PE)、乙烯-丙烯共聚物、聚丙烯(PP)、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或几种组成的单层或多层膜。
在一些实施例中，聚烯烃类多孔膜上涂覆有涂层。在一些实施例中，涂层包含有机涂层和无机涂层。在一些实施例中，有机涂层包含聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠中的至少一种。在一些实施例中，无机涂层包含SiO2、Al2O3、CaO、TiO2、ZnO2、MgO、ZrO2以及SnO2中的至少一种。
本申请对隔离膜的形态和厚度没有特别的限制。隔离膜的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的隔离膜的制备方法。
<外包装壳体>
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并且对于所使用的电解液稳定的外包装壳体，例如但不限于金属类外包装壳体。
[电子装置]
最后说明本申请的电子装置。
本申请的电子装置是任何电子装置，例如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、锂离子电容器。注意的是，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。
在一些实施例中，电子装置包含本申请前述的电化学装置。
下面结合实施例，进一步阐述本申请。在本申请的下述具体实施例中，仅示出电池为锂离子电池的实施例，但本申请不限于此。在下述实施例、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。
实施例中所用到的具体化合物如下。
添加剂A：
Figure BDA0003383309650000161
添加剂B：
柠槺酸酐
Figure BDA0003383309650000162
2,3-二甲基马来酸酐
Figure BDA0003383309650000163
添加剂C：
四氟硼酸锂(LiBF4)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)。
添加剂D：
二氟磷酸锂(LiPO2F2)、四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)。
添加剂E：
2,4-丁磺内酯
Figure BDA0003383309650000164
1,3-丙烷磺内酯
Figure BDA0003383309650000171
硫酸乙烯酯
Figure BDA0003383309650000172
4-甲基硫酸乙烯酯
Figure BDA0003383309650000173
添加剂F：
1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷
Figure BDA0003383309650000174
1,3,6-己烷三腈
Figure BDA0003383309650000175
己二腈
Figure BDA0003383309650000176
1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷
Figure BDA0003383309650000177
实施例1-62和对比例1-6、实施例S1-S11和对比例Sˊ的锂离子电池均按照下述方法制备
(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(简写为EC)、碳酸丙烯酯(简写为PC)、碳酸二乙酯(简写为DEC)、丙酸乙酯(简写为EP)、丙酸丙酯(简写为PP)，按照1：1：1：1：1的质量比混合均匀成非水有机溶剂，再将充分干燥的锂盐LiPF6(1M)溶解于上述非水有机溶剂中，形成基础电解液。在基础电解液中加入一定质量的添加剂，配成实施例1-62以及对比例1-6、实施例S1-S11和对比例Sˊ中的电解液。
(2)正极片的制备
将正极活性物质LCO(分子式为LiCoO2)、导电碳黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(简写为PVDF)按重量比97.9：0.9：1.2在适量的N-甲基吡咯烷酮(简写为NMP)溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上，烘干、冷压，得到正极片。
(3)负极片的制备
将负极活性物质石墨、粘结剂丁苯橡胶(简写为SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(简写为CMC)按照重量比97.4：1.4：1.2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，得到负极片。
(4)隔离膜的制备
使用PE多孔聚合物薄膜作为隔离膜。
(5)锂离子电池的制备
将制得的正极片、隔离膜、负极片按次序层叠，使隔离膜处于正极片和负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到电极组件；将电极组件置于外包装箔中，留下注液口，从注液口灌注上述制备的电解液，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。
接下来说明实施例1-62和对比例1-6、实施例S1-S11和对比例Sˊ的锂离子电池的性能测试过程。
(1)4.45V下的高温存储性能测试
将电池在25℃下以0.5C恒流充电至4.45V，然后恒压充电至电流为0.05C，测试锂离子电池的厚度并记为d0；放置到85℃烘箱当中24h，监控此时厚度，记为d。锂离子电池高温存储24h后的厚度膨胀率(％)＝(d-d0)/d0×100％。厚度膨胀率超过50％，则停止测试。
(2)4.5V下的高温存储性能测试
将电池在25℃下以0.5C恒流充电至4.5V，然后恒压充电至电流为0.05C，测试锂离子电池的厚度并记为d0；放置到85℃烘箱当中24h，监控此时厚度，记为d。锂离子电池高温存储24h后的厚度膨胀率(％)＝(d-d0)/d0×100％。厚度膨胀率超过50％，则停止测试。
(3)循环性能测试
在25℃条件下，将电池以0.7C充电至4.45V，4.45V条件下恒压充电至0.05C。之后以1C的电流放电至3.0V，并以0.7C充电和1C放电的流程，循环进行800圈，记录当前的容量保持率。
(4)浮充性能测试
将电池在25℃下以0.5C放电至3.0V，再以0.5C充电至4.45V，4.45V下恒压充电至0.05C，测试锂离子电池的厚度并记为d0，放置到45℃烘箱当中，4.45V恒压充电42天，监控厚度变化，厚度记为d，锂离子电池浮充的厚度膨胀率(％)＝(d-d0)/d0×100％。
实施例1-62和对比例1-6、实施例S1-S11和对比例Sˊ中所用到的电解液中的添加剂的种类、含量以及锂离子电池的性能测试结果分别如表1-4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。
表1
Figure BDA0003383309650000181
Figure BDA0003383309650000191
注：表1中的空格部分表示未添加。
通过表1的实施例和对比例可以看出，作为添加剂A的化合物I-5不仅可以改善锂离子电池的4.45V高温存储性能，还可以改善其4.5V高温存储性能，同时对电池的循环性能也有明显的改善。对于不同的充电截止电压，改善效果不一样，随着含量增加，改善程度都是先增加而后减小，最后趋于平衡。同样为添加剂A的化合物I-11、I-12和I-30对锂电池在不同的充电截止电压下的高温存储性能以及循环性能也有不同程度的改善。而当在含有添加剂A的电解液中加入添加剂E时，锂电池在不同的充电截止电压下的高温存储性能和循环性能得到了进一步的改善。
虽然对比例1的添加剂中也同时含有氰基和膦氧基，但其高温存储性能和循环性能远不如含有添加剂A的实施例，可能的原因在于：添加剂A为膦氧多氰基官能团化合物，其结构中含有的氰基(-CN)官能团可以与正极活性材料中的过渡金属形成络合物，可以稳定正极活性材料表面的过渡金属，同时由于分子中带有膦氧官能团，可以随氰基同步附着在正极活性材料表面，提高该过渡金属形成络合物的抗氧化性，因而，可以有效的抑制电解液持续分解，抑制高温产气。
表2
Figure BDA0003383309650000192
Figure BDA0003383309650000201
注：表2中的空格部分表示未添加。
通过表2的实施例和对比例可以看出，在含有添加剂A的电解液中加入添加剂C时，锂离子电池在4.5V下的高温存储性能都得到进一步的改善。
表3
Figure BDA0003383309650000202
Figure BDA0003383309650000211
注：表3中的空格部分表示未添加。
通过表3的实施例和对比例可以看出，添加剂A和添加剂F的组合使用可以显著提高锂离子电池的浮充性能。
表4
Figure BDA0003383309650000212
注：表4中的空格部分表示未添加。
通过表4的实施例和对比例可以看出，添加剂C至添加剂F中的多种与添加剂A组合使用，能够进一步提高锂离子电池的高温存储性能。
实施例63-80以及对比例7-9的锂离子电池均按照下述方法制备
(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(简写为EC)、碳酸丙烯酯(简写为PC)、碳酸二乙酯(简写为DEC)，按照3：3：4的质量比混合均匀，再将充分干燥的锂盐LiPF6(1M)溶解于上述非水有机溶剂，形成基础电解液。在基础电解液中加入一定质量的添加剂，配成实施例63-80以及对比例7-9中的电解液。
(2)正极片的制备
将正极活性物质NCM811(分子式LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(简写为PVDF)按重量比96：2：2在适量的N-甲基吡咯烷酮(简写为NMP)溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上，烘干、冷压，得到正极片。
(3)负极片的制备
将负极活性物质石墨、粘结剂丁苯橡胶(简写为SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(简写为CMC)按照重量比97.4：1.4：1.2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，得到负极片。
(4)隔离膜的制备
使用PE多孔聚合物薄膜作为隔离膜。
(5)锂离子电池的制备
将制得的正极片、隔离膜、负极片按次序层叠，使隔离膜处于正极片和负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到电极组件；将电极组件置于外包装箔中，留下注液口，从注液口灌注上述制备的电解液，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。
接下来说明实施例63-80以及对比例7-9中的锂离子电池的85℃高温存储性能的测试过程。
将电池在25℃下以0.5C恒流充电至4.25V，然后恒压充电至电流为0.05C，测试锂离子电池的厚度并记为d0；放置到85℃烘箱当中24h，监控此时厚度，记为d，锂离子电池高温存储24h后的厚度膨胀率(％)＝(d-d0)/d0×100％，厚度膨胀率超过50％，则停止测试。
实施例63-80以及对比例7-9中所用到的电解液中的添加剂的种类、含量以及锂离子电池的性能测试结果如表5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。
表5
Figure BDA0003383309650000221
Figure BDA0003383309650000231
注：表5中的空格部分表示未添加。
通过表5的实施例和对比例可以看出，二氟磷酸锂(LiPO2F2)和四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)能够在阴极成膜，能够抑制电解液持续氧化分解，减少产气，故在含有添加剂A的电解液中加入添加剂D都能够进一步改善高温存储性能。
实施例81-96以及对比例10-12的锂离子电池均按照下述方法制备
(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(简写为EC)、碳酸丙烯酯(简写为PC)、碳酸二乙酯(简写为DEC)、丙酸乙酯(简写为EP)，按照1：2：6：1的质量比混合均匀，再将充分干燥的锂盐LiPF6(1M)溶解于上述非水有机溶剂，形成基础电解液。在基础电解液中加入一定质量的添加剂，配成实施例81-96以及对比例10-12中的电解液。
(2)正极片的制备
将正极活性物质LCO(分子式为LiCoO2)、导电碳黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(简写为PVDF)按重量比97.9：0.9：1.2在适量的N-甲基吡咯烷酮(简写为NMP)溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上，烘干、冷压，得到正极片。
(3)负极片的制备
将负极活性物质石墨、硅氧材料、增稠剂羧甲基纤维素钠(简写为CMC)、改性聚丙烯酸按照重量比87：10：0.6：2.4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，得到负极片。
(4)隔离膜的制备
使用PE多孔聚合物薄膜作为隔离膜。
(5)锂离子电池的制备
将制得的正极片、隔离膜、负极片按次序层叠，使隔离膜处于正极片和负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到电极组件；将电极组件置于外包装箔中，留下注液口，从注液口灌注上述制备的电解液，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。
接下来说明实施例81-96以及对比例10-12中的锂离子电池的60℃高温存储性能的测试过程。
将电池在25℃下以0.5C恒流充电至4.45V，然后恒压充电至电流为0.05C，测试锂离子电池的厚度并记为d0；放置到60℃烘箱当中12天，监控此时厚度，记为d，每隔4天测试一次厚度。锂离子电池60℃存储12天后的厚度膨胀率(％)＝(d-d0)/d0×100％，厚度膨胀率超过100％，则停止测试。
实施例81-96以及对比例10-12中所用到的电解液中的添加剂的种类、含量以及锂离子电池的性能测试结果如表5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。
表6
Figure BDA0003383309650000232
Figure BDA0003383309650000241
注：表6中的空格部分表示未添加。
通过表6的实施例和对比例可以看出，化合物II-8或化合物II-9与添加剂A组合作用时，能够改善锂离子电池的高温存储性能。可能的原因是化合物II-8或化合物II-9可以在硅负极成膜，而添加剂A是作为正极保护添加剂，因此添加剂A和添加剂B两者发生协同作用，改善锂离子电池的高温存储性能。
以上所述，仅是本申请的示例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均在本申请技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种电解液，其中，包括式I-A表示的化合物；
Figure FDA0003383309640000011
其中，A1、A2、A3各自独立地选自式I-B或式I-C，A1、A2、A3中至少两个为式I-C；
Figure FDA0003383309640000012
其中，在式I-A中，n选自1到10的整数，m选自0或1；
其中，在式I-B、式I-C中，
Figure FDA0003383309640000014
表示两个相邻原子相连接的位点；
其中，R11、R13各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C10的亚烷基、经取代或未经取代的C2-C10的亚烯基、经取代或未经取代的C2-C10的亚炔基、经取代或未经取代的C3-C10的亚连烯基、经取代或未经取代的C6-C10的亚芳基、经取代或未经取代的C3-C10的亚脂环烃基；经取代时，取代基包括卤素；
R12各自独立地选自卤素、经取代或未经取代的C1-C10的烷基、经取代或未经取代的C2-C10的烯基、经取代或未经取代的C2-C10的炔基、经取代或未经取代的C3-C10的连烯基、经取代或未经取代的C6-C10的芳基、经取代或未经取代的C3-C10的脂环烃基；经取代时，取代基包括卤素。
2.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述式I-A表示的化合物包括(I-1)至式(I-30)表示的化合物中的至少一种：
Figure FDA0003383309640000013
Figure FDA0003383309640000021
Figure FDA0003383309640000031
3.根据权利要求1所述的电解液，其中，基于所述电解液的质量，所述式I-A表示的化合物的质量百分含量为0.01％至10％。
4.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述电解液还包括式II–A表示的化合物、式III-A表示的化合物、式IV-A表示的化合物、V-A表示的化合物、式V-B表示的化合物或多腈化合物中的至少一种；
Figure FDA0003383309640000032
其中，R21、R22各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C5的烷基、经取代或未经取代的C2-C5的烯基、经取代或未经取代的C2-C5的炔基，经取代时，取代基包括卤素；R21、R22可以键合而形成环状结构；
Figure FDA0003383309640000033
其中，A31、A32、A33、A34各自独立地选自卤素、式III-X、式III-Y、式III-Z中的一种，并且当式III-Y被选择时，A31、A32、A33、A34中有2个或4个选自式III-Y，以形成环状结构；
Figure FDA0003383309640000034
其中，R31、R33各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C6的烷基、取代或未经取代的C2-C6的烯基；
R32各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C6的亚烷基、取代或未取代的C2-C6的亚烯基；
经取代时，取代基包括卤素；
Figure FDA0003383309640000041
表示两个相邻原子相连接的位点；
在式III-Y中，O原子与式III-A中的B原子相连，k为0或1；
Figure FDA0003383309640000042
其中，
Figure FDA0003383309640000043
表示单键或双键，x、y各自独立地表示0或1；
当式IV-A中其中一个
Figure FDA0003383309640000044
表示单键时，则x、y中的一个为1，x、y中的另外一个为0；
当式IV-A中两个
Figure FDA0003383309640000045
都表示单键时，则x、y都为1；
当式IV-A中两个
Figure FDA0003383309640000046
都表示双键时，则x、y都为0；
A42、A43、A45、A46各自独立地选自卤素、经取代或未经取代的C1-C6的烷基、式IV-B、式IV-C、式IV-D，并且当式IV-C被选择时，A42、A43、A45、A46中有2个或4个选自式IV-C，以形成环状结构；A41、A44各自独立地选自氧、卤素、经取代或未经取代的C1-C6的烷基、式IV-B、式IV-C、式IV-D，并且当式IV-C被选择时，A41、A44全部选自式IV-C，以形成环状结构；其中，经取代时，取代基包括卤素；
A41、A42、A43、A44、A45、A46不全为氟；
Figure FDA0003383309640000047
在式IV-B、式IV-C、式IV-D中，
R41、R43各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C6的烷基、经取代或未经取代的C2-C6的烯基；
R42选自经取代或未经取代的C1-C6的亚烷基、经取代或未经取代的C2-C6的亚烯基；
其中，经取代时，取代基包括卤素；
在式IV-C中，
O原子与式IV-A中的P原子相连，z表示0或1；
Figure FDA0003383309640000048
其中，R51、R52、R53、R54各自独立地选自经取代或未经取代的C1-C5的烷基、经取代或未经取代的C2-C10的烯基、经取代或未经取代的C2-C10的炔基、经取代或未经取代的C3-C10的脂环基、经取代或未经取代的C6-C10的芳基、经取代或未经取代的C1-C6的脂杂环基、经取代或未经取代的C1-C6的芳杂环基、经取代或未经取代的C1-C6含杂原子官能团；其中，经取代时，取代基包括卤素，R51、R52之间可以键合而形成环状结构；R53、R54之间可以键合而形成环状结构；含杂原子官能团中的杂原子包括B、N、O、Si、P和S中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的电解液，满足以下条件的至少一者：
a)基于所述电解液的质量，所述式II-A表示的化合物的质量百分含量为0.01％至10％；
b)基于所述电解液的质量，所述式III-A表示的化合物的质量百分含量为0.1％至5％；
c)基于所述电解液的质量，所述式IV-A表示的化合物的质量百分含量为0.1％至5％；
d)基于所述电解液的质量，所述式V-A和式V-B表示的化合物的质量百分含量之和为0.01％至10％；
e)基于所述电解液的质量，所述多腈化合物的质量百分含量为0.1％至10％。
6.根据权利要求4所述的电解液，其中，所述式II–A表示的化合物包括式(II-1)至式(II-22)表示的化合物中的至少一种：
Figure FDA0003383309640000051
7.根据权利要求4所述的电解液，其中，所述式III-A表示的化合物包括四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种。
8.根据权利要求4所述的电解液，其中，所述式IV-A表示的化合物包括二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
9.根据权利要求4所述的电解液，其中，
式V-A表示的化合物包括式(V-1)至式(V-16)表示的化合物中的至少一种：
Figure FDA0003383309640000061
式V-B表示的化合物包括式(V-17)至式(V-20)表示的如下化合物中的至少一种：
Figure FDA0003383309640000062
10.根据权利要求4所述的电解液，其中，所述多腈化合物包括1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷、1,3,6-己烷三腈、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、己二腈中的至少一种。
11.一种电化学装置，包括正极片、负极片、隔离膜以及根据权利要求1-10中任一项所述的电解液。
12.一种电子装置，包括根据权利要求11所述的电化学装置。
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