CN115732757A - 一种锂二次电池电解液、锂二次电池以及用电设备 - Google Patents

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CN115732757A CN202211528693.2A CN202211528693A CN115732757A CN 115732757 A CN115732757 A CN 115732757A CN 202211528693 A CN202211528693 A CN 202211528693A CN 115732757 A CN115732757 A CN 115732757A
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玉朝琛
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Abstract

本申请提供一种锂二次电池电解液、锂二次电池以及用电设备，属于锂二次电池制造领域。锂二次电池电解液中的添加剂包括结构式如式I和/或式II所示的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃以及六亚甲基二异氰酸酯，该电解液能够在一定程度上解决电解液导致电池在高温、高压下存在的循环寿命不足以及存储性能欠佳等问题。

Description

一种锂二次电池电解液、锂二次电池以及用电设备
技术领域
本申请涉及锂二次电池制造领域，具体而言，涉及一种锂二次电池电解液、锂二次电池以及用电设备。
背景技术
现有技术中，电解液作为电池的重要组成部分，其性能的好坏决定了电池性能的高低，现有组分的电解液虽然在低温下具有较好的综合电学性能，但是，使用现有电解液组分的电池在高温、高压下却存在循环寿命不足以及存储性能欠佳等问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种锂二次电池电解液、锂二次电池以及用电设备，能够在一定程度上解决电解液导致电池在高温、高压下存在的循环寿命不足以及存储性能欠佳等问题。
本申请的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种锂二次电池电解液，锂二次电池电解液中的添加剂包括：结构式如式I和/或式II所示的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃，以及六亚甲基二异氰酸酯；
式I如下所示：
Figure BDA0003973839780000021
式II如下所示：
Figure BDA0003973839780000022
上述技术方案中，一方面：六亚甲基二异氰酸酯化合物能够在电池负极形成固态电解液界面膜(即SEI膜)，从而能有效地减少锂离子的嵌入和脱出对负极结构造成的破坏，并且还能减少负极和其他材料之间发生反应，从而改善电池在高温、高压下的循环寿命；同时，异氰酸酯基团可与电解液中微量的水反应，从而提高非水电解液的稳定性、并且还能减少电解液组分在高温、高压下过度分解产气，从而能够提高电池在高温、高压下的存储性能。另一方面：上述结构的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃本身具有较高的耐氧化性，并且，该化合物具备的氰基基团具有较强的络合能力，在高温、高温下极易与正极表面活性位点结合，从而有效阻止电解液组分在高温、高压下进行过度的氧化分解；同时，氰基基团能有效络合正极中溶出的金属离子，阻止其向负极表面迁移，进而保护负极形成的SEI膜；此外，烷氧基团中的氧原子易与锂离子结合，从而能够提高锂离子在正极表面的富集程度，进而有效降低电池阻抗。通过上述两者组分的协同作用，能够同时对电池的正负极实现有效保护，从而能够显著提高电池在高温、高压条件下的稳定性，进而显著提升电池的存储和循环性能。
在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液中的添加剂的质量百分比为0.11～7％；
可选地，锂二次电池电解液中，四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃的质量百分比为0.1～5％，六亚甲基二异氰酸酯的质量百分比为0.01～2％。
上述技术方案中，将添加剂的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的添加剂，从而使得使用该电解液的电池在高温、高温下具有较好的存储以及循环性能。
进一步地，将电解液中的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃，从而能够避免其用量过高(用量过高会导致电解液无法形成均一溶液)，形成溶液均一的电解液，同时，还能有效避免其用量过低(用量过低无法有效保护正极)，从而有效地保护电池正极，进而能够较好地提升电池性能；将电解液中的六亚甲基二异氰酸酯的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的六亚甲基二异氰酸酯，从而能够避免其用量过高，在负极表面形成过厚的SEI膜，导致电池阻抗增加，进而能够有效避免电池的存储和循环性能受到影响，同时，还能有效避免其用量过低(用量过低无法有效保护负极)，从而有效地保护电池负极。
在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液中的有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、碳酸甲丙酯、卤代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚和2,2-二氟乙基乙酸酯中的至少两种。
本申请实施例提供的添加剂适用于上述多种有机溶剂体系，能够提供更多的可实施方案，从而便于对本申请实施例提供的添加剂进行推广和应用。
在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液中的锂盐包括LiPF6、LiAsF6、LiClO4、LiBF4、LiB(C2O4)2、LiBF2C2O4、LiN(SO2F)2、LiN(SO2CF3)2、LiPO2F2、LiPF2(C2O4)2和LiPF4C2O4中的至少一种。
本申请实施例提供的添加剂适用于上述多种锂盐体系，能够提供更多的可实施方案，从而便于对本申请实施例提供的添加剂进行推广和应用。
在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液中的锂盐的质量百分比为8～20％。
上述技术方案中，将锂二次电池电解液中锂盐的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的锂盐，从而能够保证电池具有较好的综合电学性能。
在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液中还包括辅助添加剂，辅助添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯和甲烷二磺酸亚甲酯中的至少一种。
上述技术方案中，锂二次电池电解液增加辅助添加剂，能够赋予电解液更多的功能(比如更耐高压)，从而能够使得电池具有更优异的综合电学性能。
在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液中的辅助添加剂的质量百分比为0.1～10％。
上述技术方案中，将锂二次电池电解液中辅助添加剂的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的辅助添加剂，从而能够较好地提升电解液的附加功能。
第二方面，本申请实施例提供一种锂二次电池，包括壳体、电极组件以及如第一方面实施例提供的锂二次电池电解液。电极组件容纳于壳体内；锂二次电池电解液容纳于壳体内。
上述技术方案中，锂二次电池包括如第一方面实施例提供的锂二次电池电解液，使得其在高温、高压下具有较好的存储以及循环性能。
在一些可选的实施方案中，电极组件中，正极活性材料包括LiNixCoyMnzO2，其中，x+y+z＝1。
上述技术方案中，将正极活性材料限定为上述体系，是由于该体系的正极活性材料兼具多种金属材料的优异性能，相较于单一体系的正极活性材料，具有更为优异的电学性能。
第三方面，本申请实施例提供一种用电设备，用电设备包括如第二方面实施例提供的锂二次电池。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，本申请中的“和/或”，如“特征1和/或特征2”，均是指可以单独地为“特征1”、单独地为“特征2”、“特征1”加“特征2”，该三种情况。
另外，在本申请的描述中，除非另有说明，“一种或多种”中的“多种”的含义是指两种及两种以上；“数值a～数值b”的范围包括两端值“a”和“b”，“数值a～数值b+计量单位”中的“计量单位”代表“数值a”和“数值b”二者的“计量单位”。
下面对本申请实施例的一种锂二次电池电解液、锂二次电池以及用电设备进行具体说明。
第一方面，本申请实施例提供一种锂二次电池电解液，锂二次电池电解液中的添加剂包括：结构式如式I和/或式II所示的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃，以及六亚甲基二异氰酸酯；
式I如下所示：
Figure BDA0003973839780000061
式II如下所示：
Figure BDA0003973839780000071
需要说明的是，本申请实施例提供的电解液，除了添加剂以外，可以按照常规的组成进行配制。作为示例，电解液中除了添加剂以外，例如但不限于还包括有机溶剂、锂盐以及一些辅助添加剂等。
本申请中，一方面：六亚甲基二异氰酸酯化合物能够在电池负极形成固态电解液界面膜(即SEI膜)，从而能有效地减少锂离子的嵌入和脱出对负极结构造成的破坏，并且还能减少负极和其他材料之间发生反应，从而改善电池在高温、高压下的循环寿命；同时，异氰酸酯基团可与电解液中微量的水反应，从而提高非水电解液的稳定性、并且还能减少电解液组分在高温、高压下过度分解产气，从而能够提高电池在高温、高压下的存储性能。另一方面：上述结构的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃本身具有较高的耐氧化性，并且，该化合物具备的氰基基团具有较强的络合能力，在高温、高温下极易与正极表面活性位点结合，从而有效阻止电解液组分在高温、高压下进行过度的氧化分解；同时，氰基基团能有效络合正极中溶出的金属离子，阻止其向负极表面迁移，进而保护负极形成的SEI膜；此外，烷氧基团中的氧原子易与锂离子结合，从而能够提高锂离子在正极表面的富集程度，进而有效降低电池阻抗。通过上述两者组分的协同作用，能够同时对电池的正负极实现有效保护，从而能够显著提高电池在高温、高压条件下的稳定性，进而显著提升电池的存储和循环性能。
可以理解的是，电解液的电学性能与添加剂的用量相关，考虑到电解液的电学性能，可以对电解液中添加剂的用量进行限定。
作为一种示例，锂二次电池电解液中的添加剂的质量百分比为0.11～7％，例如但不限于质量百分比为0.11％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％和7％中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。
可选地，锂二次电池电解液中，四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃的质量百分比为0.1～5％，例如但不限于质量百分比为0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％和5％中的任意一者点值或任意二者之间的范围值；六亚甲基二异氰酸酯的质量百分比为0.01～2％，例如但不限于质量百分比为0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1％、1.5％和2％中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。
该实施方式中，将添加剂的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的添加剂，从而使得使用该电解液的电池在高温、高温下具有较好的存储以及循环性能。
进一步地，将电解液中的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃，从而能够避免其用量过高(用量过高会导致电解液无法形成均一溶液)，形成溶液均一的电解液，同时，还能有效避免其用量过低(用量过低无法有效保护正极)，从而有效地保护电池正极，进而能够较好地提升电池性能；将电解液中的六亚甲基二异氰酸酯的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的六亚甲基二异氰酸酯，从而能够避免其用量过高，在负极表面形成过厚的SEI膜，导致电池阻抗增加，进而能够有效避免电池的存储和循环性能受到影响，同时，还能有效避免其用量过低(用量过低无法有效保护负极)，从而有效地保护电池负极。
需要注意的是，电解液中的有机溶剂的类型不做限定，可以根据实际需要进行调整。
作为一种示例，锂二次电池电解液中的有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、碳酸甲丙酯、卤代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚和2,2-二氟乙基乙酸酯中的至少两种。
该实施方式中，本申请实施例提供的添加剂适用于上述多种有机溶剂体系，能够提供更多的可实施方案，从而便于对本申请实施例提供的添加剂进行推广和应用。
需要注意的是，电解液中的锂盐的类型不做限定，可以根据实际需要进行调整。
作为一种示例，锂二次电池电解液中的锂盐包括LiPF6、LiAsF6、LiClO4、LiBF4、LiB(C2O4)2、LiBF2C2O4、LiN(SO2F)2、LiN(SO2CF3)2、LiPO2F2、LiPF2(C2O4)2和LiPF4C2O4中的至少一种。
该实施方式中，本申请实施例提供的添加剂适用于上述多种锂盐体系，能够提供更多的可实施方案，从而便于对本申请实施例提供的添加剂进行推广和应用。
可以理解的是，电解液的电学性能与锂盐的用量相关，考虑到电解液的电学性能，可以对电解液中锂盐的用量进行限定。
作为一种示例，锂二次电池电解液中的锂盐的质量百分比为8～20％，例如但不限于质量百分比为8％、10％、12％、14％、16％、18％和20％中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。
该实施方式中，将锂二次电池电解液中锂盐的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的锂盐，从而能够保证电池具有较好的综合电学性能。
需要注意的是，为了赋予电解液更多的功能，可以对电解液组分进行优化。
作为一种示例，锂二次电池电解液中还包括辅助添加剂，辅助添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯和甲烷二磺酸亚甲酯中的至少一种。
该实施方式中，锂二次电池电解液增加辅助添加剂，能够赋予电解液更多的功能(比如更耐高压)，从而能够使得电池具有更优异的综合电学性能。
作为一种示例，锂二次电池电解液中的辅助添加剂的质量百分比为0.1～10％，例如但不限于质量百分比为0.1％、2％、4％、6％、8％和10％中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。
该实施方式中，将锂二次电池电解液中辅助添加剂的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的辅助添加剂，从而能够较好地提升电解液的附加功能。
第二方面，本申请实施例提供一种锂二次电池，包括壳体、电极组件以及如第一方面实施例提供的锂二次电池电解液。电极组件容纳于壳体内；锂二次电池电解液容纳于壳体内。
本申请中，锂二次电池包括如第一方面实施例提供的锂二次电池电解液，使得其在高温、高压下具有较好的存储以及循环性能。
需要说明的是，电极组件又称电芯，包括依次设置的正极极片、隔离膜和负极极片。
需要注意的是，电极组件中的正极活性材料的种类不做限定，可以根据实际需要进行调整。
作为一种示例，电极组件中，正极活性材料包括LiNixCoyMnzO2，其中，x+y+z＝1。
该实施方式中，将正极活性材料限定为上述体系，是由于该体系的正极活性材料兼具多种金属材料的优异性能，相较于单一体系的正极活性材料，具有更为优异的电学性能。
需要说明的是，对于锂二次电池中未做特别说明的结构，均可以按照本领域常规选择进行设置。
第三方面，本申请实施例提供一种用电设备，用电设备包括如第二方面实施例提供的锂二次电池。
需要注意的是，用电设备的类型不做限定，例如为手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具、储能装置和电动工具等。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，包括以下步骤：
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)和丙酸丙酯(PP)按质量比15:20:15:50进行混合，得到混合有机溶剂；然后，向混合有机溶剂中加入六氟磷酸锂(LiPF6)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)以及式I化合物(BTTN)；其中，混合有机溶剂、LiPF6、FEC、PS、HDI以及BTTN的质量百分比为78：12.5：5：2：0.5：2。
实施例2
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：将2％的BTTN更换为2％的式II化合物(CTTN)。
实施例3
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：将2％的BTTN更换为1％的BTTN和1％的CTTN。
实施例4
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：将2％的BTTN更换为1％的BTTN和1％的1,2,3-三(2-氰氧基)丙烷。
实施例5
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：将2％的BTTN更换为1％的BTTN和1％的1,1,2,2,2-五(2-氰氧基)乙烷。
实施例6
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：将0.5％的HDI更换为0.25％的HDI和0.25％的1,3-二(异氰酸根合甲基)环己烷。
实施例7
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：BTTN的质量百分比为5％，HDI的质量百分比为2％，二者的质量百分比变化通过有机溶剂的质量百分比来调整。
实施例8
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：BTTN的质量百分比为0.1％，HDI的质量百分比为0.01％，二者的质量百分比变化通过有机溶剂的质量百分比来调整。
实施例9
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：BTTN的质量百分比为6％，其质量百分比变化通过有机溶剂的质量百分比来调整。
实施例10
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：BTTN的质量百分比为0.05％，其质量百分比变化通过有机溶剂的质量百分比来调整。
实施例11
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：HDI的质量百分比为3％，其质量百分比变化通过有机溶剂的质量百分比来调整。
实施例12
本申请实施例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：HDI的质量百分比为0.005％，其质量百分比变化通过有机溶剂的质量百分比来调整。
对比例1
本申请对比例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：电解液中不含BTTN和HDI，二者的质量百分比变化通过有机溶剂的质量百分比来调整。
对比例2
本申请对比例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：电解液中不含BTTN，其质量百分比变化通过有机溶剂的质量百分比来调整。
对比例3
本申请对比例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：电解液中不含HDI，其质量百分比变化通过有机溶剂的质量百分比来调整。
对比例4
本申请对比例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：电解液中不含HDI，2％的BTTN替换为2％的CTTN，其质量百分比变化通过有机溶剂的质量百分比来调整。
对比例5
本申请对比例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：0.5％的HDI替换为0.5％的异氰酸基甲基环己烷。
对比例6
本申请对比例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：0.5％的HDI替换为0.5％的1,3-二(异氰酸根合甲基)环己烷。
对比例7
本申请对比例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：2％的BTTN替换为2％的1,2,3-三(2-氰氧基)丙烷。
对比例8
本申请对比例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：2％的BTTN替换为2％的1,1,2,2,2-五(2-氰氧基)乙烷。
对比例9
本申请对比例提供一种电池电解液的制备方法，其与实施例1的区别仅在于：2％的BTTN替换为2％的四(2-氰乙基)甲烷。
为了便于理解各个电池电解液的组分以及配比，通过下表1进行集中整理。
需要说明的是，有机溶剂的用量为除去下表1中所记载的含量之外的余量。
表1实施例和对比例的电池电解液组分表
Figure BDA0003973839780000151
Figure BDA0003973839780000161
试验例1电学性能测试测试方法：
将实施例1～12和对比例1～9制备得到的电解液分别组装成锂二次电池并对应编号，然后，分别对锂二次电池的45℃循环200周容量保持率以及85℃下存储6h的容量保持率、容量恢复率和厚度膨胀率进行测试。
其中，
锂二次电池的组装按照如下方法进行：
S1按96.8：2.0：1.2的质量比混合LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(正极活性材料)、导电碳黑(导电剂)和聚偏二氟乙烯(粘结剂)，分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中，得到正极浆料；然后，将正极浆料均匀涂布在铝箔的两面上；然后，依次经过烘干、压延和真空干燥，用超声波焊机焊上铝制引出线后得到厚度在125μm的正极片。
S2按95：1.5：1.5：2的质量比混合石墨(负极活性材料)、导电碳黑(导电剂)、丁苯橡胶和羧甲基纤维素(粘结剂)，分散在去离子水中，得到负极浆料；然后，将负极浆料涂布在铜箔的两面上；然后，依次经过烘干、压延和真空干燥，用超声波焊机焊上镍制引出线后得到厚度在125μm的负极片。
S3将制备得到的正极片、隔膜(PE涂陶瓷隔膜、厚度20μm)和负极片按顺序叠好经卷绕制备得到裸电芯，然后，将裸电芯和壳体以及实施例1～12和对比例1～9制备得到的电池电解液组注入到干燥后的电池中，经过封装、静置、化成、整形和容量测试，组成得到锂二次电池。
锂二次电池对应的电学参数的测试以及相应的计算公式如下：
电池的45℃循环200周容量保持率测试：将锂离子电池置于45℃恒温箱中静置4h，然后在0.5C电流下对锂离子电池进行200次充放电循环，测试电压窗口为3.0～4.50V，记录第200次循环的放电保持容量。
电池85℃下存储6h的厚度膨胀率、容量保持率以及容量恢复率测试：测试并记录电池的初始厚度和1C放电初始容量，然后，将电池在1C电流下恒流恒压充电至4.5V，置于85℃防爆烘箱中，存储6h后在烘箱中测试电池热测厚度，之后将电池取出并冷却至室温，然后，使用1C电流测试其放电至3.0V的放电保持容量和恢复容量。
需要说明的是，对于测试过程中未涉及的工艺参数以及步骤均可按照本领域常规要求进行设置。
计算公式如下：
200次循环容量保持率(％)＝(第200次放电保持容量/第1次循环放电容量)×100％；
容量恢复率(％)＝恢复容量/初始容量×100％；
存储容量保持率(％)＝保持容量/初始容量×100％；
厚度膨胀率(％)＝(热测厚度-初始厚度)/初始厚度×100％。
表2电学性能测试结果
Figure BDA0003973839780000181
Figure BDA0003973839780000191
参阅表2，由实施例1～3以及对比例1～4的测试结果可知，HDI、BTTN和CTTN单独使用均可改善电池的高温存储性能和高温循环寿命，HDI与BTTN/CTTN同时使用对电池在高温、高压下的存储性能和循环寿命的提升更为显著，表现出良好的协同效果。
由实施例1～3以及实施例4～6的测试结果可知，BTTN/CTTN与HDI同时使用，相较于将BTTN/CTTN或HDI部分替换为其他相似类型的化合物，能够较为全面的提升电池在高温、高压下的存储循环性能。
由实施例1～3以及实施例9～12的测试结果可知，当BTTN和HDI的用量都在优选范围内时，相较于BTTN或HDI的用量低于优选范围时，能够较为全面的提升电池在高温、高压下的存储循环性能；当BTTN和HDI的用量都在优选范围内时，相较于BTTN或HDI的用量高于优选范围内时，能够较为全面的提升电池在高温、高压下的存储循环性能。
由实施例1～3与对比例5～9可知，当BTTN和HDI配合使用时，相较于将BTTN或HDI全部替换为其他相似类型的化合物，能够较为全面的提升电池在高温、高压下的存储循环性能。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (10)

1.一种锂二次电池电解液，其特征在于，所述锂二次电池电解液中的添加剂包括：结构式如式I和/或式II所示的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃，以及六亚甲基二异氰酸酯；
所述式I如下所示：
Figure FDA0003973839770000011
所述式II如下所示：
Figure FDA0003973839770000012
2.根据权利要求1所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述锂二次电池电解液中的所述添加剂的质量百分比为0.11～7％；
可选地，所述锂二次电池电解液中，所述四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃的质量百分比为0.1～5％，所述六亚甲基二异氰酸酯的质量百分比为0.01～2％。
3.根据权利要求1或2所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述锂二次电池电解液中的有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、碳酸甲丙酯、卤代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚和2,2-二氟乙基乙酸酯中的至少两种。
4.根据权利要求1或2所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述锂二次电池电解液中的锂盐包括LiPF6、LiAsF6、LiClO4、LiBF4、LiB(C2O4)2、LiBF2C2O4、LiN(SO2F)2、LiN(SO2CF3)2、LiPO2F2、LiPF2(C2O4)2和LiPF4C2O4中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述锂二次电池电解液中的所述锂盐的质量百分比为8～20％。
6.根据权利要求1或2所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述锂二次电池电解液中还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯和甲烷二磺酸亚甲酯中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述锂二次电池电解液中的所述辅助添加剂的质量百分比为0.1～10％。
8.一种锂二次电池，其特征在于，包括；
壳体；
电极组件，所述电极组件容纳于所述壳体内；以及
如权利要求1～7中任一项所述的锂二次电池电解液，所述锂二次电池电解液容纳于所述壳体内。
9.根据权利要求8所述的锂二次电池，其特征在于，所述电极组件中，正极活性材料包括LiNixCoyMnzO2，其中，x+y+z＝1。
10.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求8或9所述的锂二次电池。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014041820A (ja) * 2012-07-27 2014-03-06 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池
KR20140065108A (ko) * 2012-11-21 2014-05-29 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2014194930A (ja) * 2013-02-27 2014-10-09 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池
CN105074993A (zh) * 2013-12-09 2015-11-18 Sk新技术株式会社 用于锂二次电池的电解液及包含其的锂二次电池
CN107181001A (zh) * 2017-06-22 2017-09-19 上海大学 锂离子二次电池电解液添加剂、电解液及其应用
JP2018120854A (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 三菱ケミカル株式会社 非水系電解液及びそれを用いた蓄電デバイス
CN108428940A (zh) * 2017-02-14 2018-08-21 Sk新技术株式会社 用于锂二次电池的电解液和包括其的锂二次电池
CN112768772A (zh) * 2021-02-22 2021-05-07 广州天赐高新材料股份有限公司 一种含四氰基的腈醚类电解液添加剂和电解液及锂离子电池
CN113161601A (zh) * 2021-02-22 2021-07-23 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和包含该电化学装置的电子装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014041820A (ja) * 2012-07-27 2014-03-06 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池
KR20140065108A (ko) * 2012-11-21 2014-05-29 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2014194930A (ja) * 2013-02-27 2014-10-09 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池
CN105074993A (zh) * 2013-12-09 2015-11-18 Sk新技术株式会社 用于锂二次电池的电解液及包含其的锂二次电池
JP2018120854A (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 三菱ケミカル株式会社 非水系電解液及びそれを用いた蓄電デバイス
CN108428940A (zh) * 2017-02-14 2018-08-21 Sk新技术株式会社 用于锂二次电池的电解液和包括其的锂二次电池
CN107181001A (zh) * 2017-06-22 2017-09-19 上海大学 锂离子二次电池电解液添加剂、电解液及其应用
CN112768772A (zh) * 2021-02-22 2021-05-07 广州天赐高新材料股份有限公司 一种含四氰基的腈醚类电解液添加剂和电解液及锂离子电池
CN113161601A (zh) * 2021-02-22 2021-07-23 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和包含该电化学装置的电子装置

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