CN116632359A - 一种电解液、及包含其的电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电解液、及包含其的电池，所述电解液中包括：电解质盐、有机溶剂和添加剂；其中，所述有机溶剂中包括碳酸酯二聚物、羧酸酯类化合物和碳酸酯化合物，所述羧酸酯类化合物包括丙酸乙酯和丙酸丙酯。在本发明所述电解液中，碳酸酯二聚物具有比常规碳酸酯化合物更高的高温高压稳定性，因此本发明中通过向电解液中添加碳酸酯二聚物来提升电解液的高温高压性能，从而能够提高电池的高温高压性能。同时，本发明中所述电解液中还包括羧酸酯类化合物，碳酸酯二聚物具有较高的粘度，将其作为溶剂添加到电解液中时，如若有适量的低粘度的羧酸酯类化合物能够使得电解液整体粘度适当，兼顾电池的常温性能。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电解液、及包含其的电池。
背景技术
近十年来，锂离子电池技术日新月异，应用范围逐步扩大，作为能源存储器件被应用在便携式电子产品、大规模储能、电动汽车和工具等领域。研究开发更高能量密度的锂离子电池，一直是行业发展的重要方向，也是市场的主要需求。
为实现更高的电池能量密度，目前主要通过采用更高含量的硅负极或者采用更高的电池电压。而采用更高的电压会对锂离子电池的可逆性和安全性提出严峻的挑战。这是因为高电压下整个电池体系的副反应将明显加剧，正极表面将更容易发生电解质的分解，而且正极本身也更容易发生破坏，导致容量降低、过渡金属脱出等问题。这些副反应在高温高压下更加明显，从而难以满足商业化需求。
传统的碳酸酯溶剂越来越难以满足高电压电池的高温循环要求和高温存储要求，为了改善电池的高温高压性能，亟待开发更加有效的电解液添加剂和溶剂。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电解液、及包含其的电池，所述电解液的高温高压稳定性相较传统的碳酸酯溶剂大幅改善，从而能够显著改善电池的高温高压性能。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明中提供了一种电解液，所述电解液中包括：
电解质盐、有机溶剂和添加剂；
其中，所述有机溶剂中包括碳酸酯二聚物、羧酸酯类化合物和碳酸酯化合物，所述碳酸酯二聚物选自式(1)所示化合物中的至少一种：
式(1)中，R1、R2和R3分别独立地选自无取代或被至少一个Ra取代的C1-10烷基；所述Ra选自H、卤素、C1-10烷基；
所述羧酸酯类化合物包括丙酸乙酯和丙酸丙酯；
所述碳酸酯二聚物的添加量占所述有机溶剂总质量计为A，A为2～30wt％；所述丙酸乙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为B，B为2～30wt％；所述丙酸丙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为C，C为2～60wt％；所述碳酸酯化合物的添加量占所述有机溶剂总质量计为D，D为0～94wt％；
所述A、B、C满足以下关系式：
2B+C≥10+2A。
进一步地，所述碳酸酯二聚物的添加量占所述有机溶剂总质量计为A，A为3～25wt％；所述丙酸乙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为B，B为10～30wt％；所述丙酸丙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为C，C为10～30wt％。
进一步地，所述碳酸酯类化合物还包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯中的至少一种。
进一步地，所述式(1)所示化合物选自化合物A1～化合物A6中的至少一种：
进一步地，所述添加剂中包括氟代化合物，所述氟代化合物包括氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、氟代碳酸二甲酯、氟代碳酸二乙酯和氟代碳酸甲乙酯中的至少一种。
进一步地，所述添加剂中包括腈类化合物，所述腈类化合物包括己二腈、丁二腈和1,3,6-己烷三腈中的至少一种。
进一步地，所述添加剂中包括磺酸类化合物，所述磺酸类化合物包括1,3-丙烷磺内酯、1-丙烯-1,3-磺酸内酯、5-甲基恶噻戊环2,2-二氧化物、1,3-丙烯磺酸内酯、2,4-丁烷磺内酯和1,4-丁磺酸内酯中的至少一种。
进一步地，所述电解质盐包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。
第二方面，本发明中提供了一种电池，所述电池中包括：如上所述的电解液；含有正极活性物质的正极片；含有负极活性物质的负极片；隔离膜。
进一步地，所述负极活性物质包括碳基负极材料和/或硅基负极材料；其中，所述碳基负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳和软碳中的至少一种；所述硅基负极材料包括纳米硅、硅氧负极材料(SiOx，0<x<2)和硅碳负极材料(SiC)中的至少一种。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明中提供了一种电解液，所述电解液中包括：电解质盐、有机溶剂和添加剂；其中，所述有机溶剂中包括碳酸酯二聚物、羧酸酯类化合物和碳酸酯化合物，所述羧酸酯类化合物包括丙酸乙酯和丙酸丙酯；所述碳酸酯二聚物的添加量占所述有机溶剂总质量计为A，A为2～30wt％；所述丙酸乙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为B，B为2～30wt％；所述丙酸丙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为C，C为2～60wt％；所述碳酸酯化合物的添加量占所述有机溶剂总质量计为D，D为0～94wt％；所述A、B、C满足以下关系式：2B+C≥10+2A。
在本发明所述电解液中，碳酸酯二聚物具有比常规碳酸酯化合物更高的高温高压稳定性，因此本发明中通过向电解液中添加碳酸酯二聚物来提升电解液的高温高压性能，从而能够提高电池的高温高压性能。同时，本发明中所述电解液中还包括羧酸酯类化合物，碳酸酯二聚物具有较高的粘度，将其作为溶剂添加到电解液中时，如若有适量的低粘度的羧酸酯类化合物能够使得电解液整体粘度适当，兼顾电池的常温性能。进一步地，当羧酸酯类化合物选用丙酸乙酯和丙酸丙酯这两种的组合，同时所述碳酸酯二聚物的添加量、所述丙酸乙酯的添加量和所述丙酸丙酯的添加量在一个合适的区间，且彼此之间满足的一定的数量关系时，能够显著改善电池高温循环性能，同时兼顾电池的常温性能。
附图说明
图1为碳酸酯二聚物的化学结构式。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明中提供了一种电解液，所述电解液中包括：
电解质盐、有机溶剂和添加剂；
其中，所述有机溶剂中包括碳酸酯二聚物、羧酸酯类化合物和碳酸酯化合物，所述碳酸酯二聚物选自式(1)所示化合物中的至少一种：
式(1)中，R1、R2和R3分别独立地选自无取代或被至少一个Ra取代的C1-10烷基；所述Ra选自H、卤素、C1-10烷基；
所述羧酸酯类化合物包括丙酸乙酯和丙酸丙酯；所述碳酸酯二聚物的添加量占所述有机溶剂总质量计为A，A为2～30wt％；所述丙酸乙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为B，B为2～30wt％；所述丙酸丙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为C，C为2～60wt％；所述碳酸酯化合物的添加量占所述有机溶剂总质量计为D，D为0～94wt％；所述A、B、C满足以下关系式：2B+C≥10+2A。
本发明中提供了一种电解液，所述电解液中包括：电解质盐、有机溶剂和添加剂；其中，所述有机溶剂中包括碳酸酯二聚物、羧酸酯类化合物和碳酸酯化合物。在本发明所述电解液中，碳酸酯二聚物具有比常规碳酸酯化合物更高的高温高压稳定性，因此本发明中通过向电解液中添加碳酸酯二聚物来提升电解液的高温高压性能，从而能够提高电池的高温高压性能。同时，本发明中所述电解液中还包括羧酸酯类化合物，碳酸酯二聚物具有较高的粘度，将其作为溶剂添加到电解液中时，如若有适量的低粘度的羧酸酯类化合物能够使得电解液整体粘度适当，兼顾电池的常温性能。进一步地，发明人通过测试发现当羧酸酯类化合物选用丙酸乙酯和丙酸丙酯这两种的组合时，能够显著改善电池高温循环性能，同时兼顾电池的常温性能。
此外，发明人还发现所述碳酸酯二聚物的添加量、所述丙酸乙酯的添加量和所述丙酸丙酯的添加量需要在一个合适的区间，且彼此之间需要满足的一定的数量关系时，能够保持电解液的性能较优，具体地，所述碳酸酯二聚物的添加量占所述有机溶剂总质量计为A，A为2～30wt％；所述丙酸乙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为B，B为2～30wt％；所述丙酸丙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为C，C为2～60wt％；所述碳酸酯化合物的添加量占所述有机溶剂总质量计为D，D为0～94wt％；所述A、B、C满足以下关系式：2B+C≥10+2A。
优选地，本发明中所述电解液中的碳酸酯二聚物的添加量占所述有机溶剂总质量计为A，A为3～25wt％。示例性地，所述碳酸酯二聚物的添加量可以为3wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％和25wt％。
优选地，本发明中所述电解液中的丙酸乙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为B，B为10～30wt％。示例性地，所述丙酸乙酯的添加量可以为10wt％、15wt％、20wt％、25wt％和30wt％。
优选地，本发明中所述电解液中的丙酸丙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为C，C为10～30wt％。示例性地，所丙酸丙酯的添加量可以为10wt％、15wt％、20wt％、25wt％和30wt％。
根据本发明的一些实施例，所述碳酸酯类化合物包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯中的至少一种。示例性地，所述碳酸酯类化合物可以为碳酸乙烯酯，碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的组合物，或者碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二乙酯的组合物等。
根据本发明的一些实施例，所述式(1)所示化合物选自化合物A1～化合物A6中的至少一种：
根据本发明的一些实施例，所述添加剂中包括氟代化合物，所述氟代化合物包括氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、氟代碳酸二甲酯、氟代碳酸二乙酯和氟代碳酸甲乙酯中的至少一种。氟代化合物作为电解液添加剂时，可以抑制电解液分解，在负极形成结构紧密、性能更好的SEI膜，在降低电池阻抗的同时提高电解液低温性能，提升锂电池的比容量、循环稳定性与循环寿命。
根据本发明的一些实施例，所述添加剂中包括腈类化合物，所述腈类化合物包括己二腈、丁二腈和1,3,6-己烷三腈中的至少一种。腈类化合物中的碳氮三键的键能很高，因此腈类在正极上具有很好的稳定性且耐氧化性很强。同时，氰基又具有较强的配位能力，可以和电极表面的活性位点结合，起到掩蔽正极表面这些活性离子，减少电极对电解液的分解作用。在正极上，它自身很稳定，又能络合一些活跃的离子，因而腈类化合物能够增强电解液对正极氧化的抵抗能力，从而达到提升电池高电压下的循环寿命。
根据本发明的一些实施例，所述添加剂中包括磺酸类化合物，所述磺酸类化合物包括1,3-丙烷磺内酯、1-丙烯-1,3-磺酸内酯、5-甲基恶噻戊环2,2-二氧化物、1,3-丙烯磺酸内酯、2,4-丁烷磺内酯和1,4-丁磺酸内酯中的至少一种。所述磺酸类添加剂在电解液中能够帮助在负极成膜，从而能够较大程度影响负极表面的产气，在高温储存中电解液中残存磺酸类添加剂也能够较好地抑制气体的生成，起到降低电池循环和存储产气的效果。
综上，在本发明中所述的电解液中，所述碳酸酯二聚物和羧酸酯类化合物能够改善电池高温循环性能，同时兼顾电池的常温性能。氟代化合物、磺酸类添加剂和腈类化合物能够抑制电解液分解，在正负极表面形成稳定的界面保护。降低电池循环过程中电解液的消耗，提升电池高温高压下的循环寿命。碳酸酯二聚物、羧酸酯类化合物、碳酸酯化合物、氟代化合物、磺酸类添加剂和腈类化合物一同使用时，能够在提升电池性能方面起到补足短板、协同增效的作用。
根据本发明的一些实施例，所述电解质盐包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。
第二方面，本发明中提供了一种电池，所述电池中包括：如上所述的电解液；含有正极活性物质的正极片；含有负极活性物质的负极片；隔离膜。
进一步地，所述负极活性物质包括碳基负极材料和/或硅基负极材料；其中，所述碳基负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳和软碳中的至少一种；所述硅基负极材料包括纳米硅、硅氧负极材料(SiOx，0<x<2)和硅碳负极材料(SiC)中的至少一种。
作为优选，本发明中所述电池为锂离子电池，所述锂离子电池的正极充电截止电压≥4.48V。
根据本发明的另一些实施例，所述正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体一侧或两侧的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性物质、导电剂和粘结剂。
根据本发明的另一些实施例，所述正极活性物质选自LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4、LixNiyM1-yO2中的一种或几种，其中，0.9≤x≤1.2，0.5≤y<1，M选自Co、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、Fe、Cr、Mo、Cu、Ca中的一种或几种。
根据本发明的另一些实施例，所述正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：80-99.8wt％的正极活性物质、0.1-10wt％的导电剂、0.1-10wt％的粘结剂。优选地，所述正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：90-99.6wt％的正极活性物质、0.5-5wt％的导电剂、0.5-5wt％的粘结剂。
根据本发明的另一些实施例，所述负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体一侧或两侧表面的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质、导电剂和粘结剂。
根据本发明的另一些实施例，所述负极活性物质包括碳基负极材料和/或硅基负极材料；其中，所述碳基负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳和软碳中的至少一种；所述硅基负极材料包括纳米硅、硅氧负极材料(SiOx，0<x<2)和硅碳负极材料(SiC)中的至少一种。
进一步地，所述纳米硅和/或SiOx占硅碳负极材料总质量的1-55wt％，示例性地，可以为1wt％、2wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％。
根据本发明的另一些实施例，所述的负极活性物质的中值粒径D50为8-25μm，比表面积为0.7-5.0m2/g。
根据本发明的另一些实施例，所述的负极材料在涂布时，压实密度为1.60-1.85mg/cm3。
根据本发明的另一些实施例，所述负极活性物质中，碳基负极材料和硅基负极材料的质量比为(10:0)～(1:19)。
根据本发明的另一些实施例，所述负极活性物质层中各组分的质量百分含量为：负极活性物质80-99.8wt％，粘结剂0.1-10wt％、8导电剂0.1-10wt％。优选地，所述负极活性物质层中各组分的质量百分含量为：负极活性物质90-99.6wt％，粘结剂0.2-5wt％、导电剂0.2-5wt％。
根据本发明的另一些实施例，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚苯胺(PAN)、聚丙烯酸(PAA)、海藻酸钠、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC)、酚醛树脂或环氧树脂等高分子聚合物中的至少一种。
根据本发明的另一些实施例，所述导电剂选自碳纳米管(CNTs)、碳纤维(VGCF)、导电石墨(KS-6、SFG-6)、中间相碳微球(MCMB)、石墨烯、科琴黑、Super P、乙炔黑、导电炭黑或硬碳中的至少一种。
根据本发明的另一些实施例，所述隔膜为本领域已知的隔膜，例如为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜等。
第三方面，本发明中还提供了如上所述电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)准备正极片和负极片，所述正极片中含有正极活性物质，所述负极片中含有负极活性物质；
(2)将电解质盐、有机溶剂和添加剂混合，制备得到电解液；
(3)将正极片、隔膜、负极片通过卷绕得到未注液的裸电芯；将裸电芯置于外包装箔中，将步骤(2)的电解液注入到干燥后的裸电芯中，制备得到所述锂离子电池。
下面通过一些具体实施例对本发明中的电解液及包含其的电池作进一步说明。
下面通过一些具体实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例中所用的有机溶剂的中英文名称对照如表1所示：
表1
| PC | 碳酸丙烯酯 |
| DEC | 碳酸二乙酯 |
| EC | 碳酸乙烯酯 |
| PP | 丙酸丙酯 |
| EP | 丙酸乙酯 |
实施例1
1.1制备电解液：
本实施例中所使用的碳酸酯二聚物为化合物A1。
在充满氩气的手套箱中(H2O<0.1ppm，O2<0.1ppm)，将EC/PC/DEC/碳酸酯二聚物/EP/PP按照10:20：(70-A-B-C)：A:B:C的质量比混合均匀，具体的添加量如表1所示。然后往其中快速加入基于电解液总质量14wt％的充分干燥的六氟磷酸锂(LiPF6)，溶解后加入基于电解液总质量12wt％的氟代碳酸乙烯酯，2wt％的1,3-丙烷磺内酯，1.5wt％的己二腈，2％1,3,6-己烷三腈。搅拌均匀后，经过水分和游离酸检测合格后，得到所需的电解液。所述电解液中各原料的含量记载于表1。
1.2制备锂离子电池：
(1)正极片制备：
将正极活性材料钴酸锂(LiCoO2)、聚偏氟乙烯(PVDF)、SP(super P)和碳纳米管(CNT)按照96:2:1.5:0.5的质量比进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)，在真空搅拌机作用下搅拌，直至混合体系成均一流动性的正极活性浆料；将正极活性浆料均匀涂覆于铝箔的两个表面；将涂覆好的铝箔烘干，然后经过辊压、分切得到所需的正极片。
(2)负极片制备：
将负极活性材料人造石墨、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、丁苯橡胶、导电炭黑(SP)和单壁碳纳米管(SWCNTs)按照质量比96:1.5:1.5:0.95:0.05进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下获得负极活性浆料；将负极活性浆料均匀涂覆在铜箔的两个表面；将涂覆好的铜箔在室温下晾干，随后转移至80℃烘箱干燥10h，然后经过冷压、分切得到负极片。
(3)电解液的制备：如上文1.1所示。
(4)锂离子电池的制备
取8μm厚的聚乙烯隔膜，将制备好的正极片、隔膜、负极片通过卷绕得到未注液的裸电芯；将裸电芯置于外包装箔中，将、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、分选等工序，获得所需的锂离子电池。
实施例2
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例1相同，区别在于：碳酸酯二聚物化合物A1的添加量不同，PP的添加量不同，具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
实施例3
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例1相同，区别在于：碳酸酯二聚物化合物A1的添加量不同，DEC的添加量不同，PP的添加量不同，具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
实施例4
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例1相同，区别在于：碳酸酯二聚物化合物A1的添加量不同，DEC的添加量不同，EP的添加量不同，PP的添加量不同，具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
实施例5
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例1相同，区别在于：本实施例中使用的碳酸酯二聚物为化合物A3，化合物A3的添加量不同，PP的添加量不同，具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
实施例6
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例1相同，区别在于：本实施例中使用的碳酸酯二聚物为化合物A3，化合物A3的添加量不同，DEC的添加量不同，PP的添加量不同，具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
实施例7
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例3相同，区别在于：EP的添加量不同，PP的添加量不同，具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例3相同。
实施例8
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例3相同，区别在于：本实施例中使用的碳酸酯二聚物为化合物A1和A3，具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
实施例9
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例3相同，区别在于：本实施例中使用的碳酸酯二聚物为化合物A2和A4，具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
实施例10
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例3相同，区别在于：本实施例中使用的碳酸酯二聚物为化合物A5和A6，具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
对比例1
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例1相同，区别在于：对比例中未添加碳酸酯二聚物，DEC、EP和PP的具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
对比例2
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例1相同，区别在于：碳酸酯二聚物、DEC和PP的用量不同，具体用量如表1所示，且不满足2B+C≥10+2A的关系式。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
对比例3
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例1相同，区别在于：碳酸酯二聚物、DEC和PP的用量不同，具体用量如表1所示，且不满足2B+C≥10+2A的关系式。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
对比例4
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例3相同，区别在于：未添加PP，碳酸酯二聚物、DEC和EP的用量具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
对比例5
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例3相同，区别在于：未添加EP，碳酸酯二聚物、DEC和PP的用量具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
对比例6
1.1制备电解液：制备电解液的方法与实施例3相同，区别在于：将EP替换为羧酸酯-乙酸甲酯(EA)，碳酸酯二聚物、DEC和PP的用量具体用量如表1所示。
1.2制备锂离子电池：与实施例1相同。
表1
测试
对实施例和对比例获得的锂离子电池分别进行25℃和45℃循环性能测试，测试结果见表2。
1)25℃循环性能测试
将实施例和对比例获得的锂离子电池在25℃下按照1C的倍率在充放电截止电压范围内进行充放电循环，测试第1周的放电容量计为x mAh，第N周的放电容量计为y mAh；第N周的容量除以第1周的容量，得到第N周的循环容量保持率R＝y/x，记录循环容量保持率R为80％时对应的循环周数。
2)45℃循环性能测试
将实施例和对比例获得的锂离子电池在45℃下按照1C的倍率在充放电截止电压范围内进行充放电循环，测试第1周的放电容量计为x mAh，第N周的放电容量计为y mAh；第N周的容量除以第1周的容量，得到第N周的循环容量保持率R＝y/x，记录循环容量保持率R为80％时对应的循环周数。
表2
结合表2中的测试数据，对比实施例7和对比例4、5、6可以看出，只有同时添加碳酸酯二聚物、丙酸乙酯EP和丙酸丙酯PP才能保证电池同时实现好的高温循环性能和常温循环性能。对比任意实施例和对比例2、3可以看出，只有碳酸酯二聚物添加量A、丙酸乙酯EP的添加量B和丙酸丙酯PP的添加量C之间满足2B+C≥10+2A的关系时，才能保证电池同时实现好的高温循环性能和常温循环性能。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液中包括：
电解质盐、有机溶剂和添加剂；
其中，所述有机溶剂中包括碳酸酯二聚物、羧酸酯类化合物和碳酸酯化合物，所述碳酸酯二聚物选自式(1)所示化合物中的至少一种：
式(1)中，R1、R2和R3分别独立地选自无取代或被至少一个Ra取代的C1-10烷基；所述Ra选自H、卤素、C1-10烷基；
所述羧酸酯类化合物包括丙酸乙酯和丙酸丙酯；
所述碳酸酯二聚物的添加量占所述有机溶剂总质量计为A，A为2～30wt％；所述丙酸乙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为B，B为2～30wt％；所述丙酸丙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为C，C为2～60wt％；所述碳酸酯化合物的添加量占所述有机溶剂总质量计为D，D为0～94wt％；
所述A、B、C满足以下关系式：
2B+C≥10+2A。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述碳酸酯二聚物的添加量占所述有机溶剂总质量计为A，A为3～25wt％；
所述丙酸乙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为B，B为10～30wt％；所述丙酸丙酯的添加量占所述有机溶剂总质量计为C，C为10～30wt％。
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述碳酸酯类化合物包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述式(1)所示化合物选自化合物A1～化合物A6中的至少一种：
5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂中包括氟代化合物，所述氟代化合物包括氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、氟代碳酸二甲酯、氟代碳酸二乙酯和氟代碳酸甲乙酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂中包括腈类化合物，所述腈类化合物包括己二腈、丁二腈和1,3,6-己烷三腈中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂中包括磺酸类化合物，所述磺酸类化合物包括1,3-丙烷磺内酯、1-丙烯-1,3-磺酸内酯、5-甲基恶噻戊环2,2-二氧化物、1,3-丙烯磺酸内酯、2,4-丁烷磺内酯和1,4-丁磺酸内酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解质盐包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。
9.一种电池，其特征在于，所述电池中包括：
权利要求1～8中任一项所述的电解液；
含有正极活性物质的正极片；
含有负极活性物质的负极片；
隔离膜。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述负极活性物质包括碳基负极材料和/或硅基负极材料；
其中，所述碳基负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳和软碳中的至少一种；
所述硅基负极材料包括纳米硅、硅氧负极材料(SiOx，0<x<2)和硅碳负极材料(SiC)中的至少一种。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117477039A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-30 | 宁德新能源科技有限公司 | 二次电池和包括该二次电池的电子设备 |
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