CN116666758A - 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、溶剂、氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂；其中所述氟代乙烯基醚类化合物中的氟官能团在醚键邻位，容易参与界面反应形成LiF，过程中形成的不饱和键会进一步发生聚合反应形成有机界面膜，从而最终形成有机无机杂化的界面保护膜。进一步地，电解液中的磺酸类添加剂在电解液中能够帮助在负极成膜，即能够协同电解液中的氟代乙烯基醚类化合物在负极表面形成更加坚固的界面保护膜，且能够较大程度抑制负极表面的产气。本发明中的电解液可明显改善电池阻抗，还能起到改善电池低温性能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及电解液技术领域，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、大规模储能和电动汽车等领域。研究开发更高能量密度的锂离子电池，一直是行业的重要方向，也是当前锂离子行业的主要需求。
为实现更高的电池能量密度，可选的手段包括：采用更高压实的正负极极片，或更高涂覆量的正负极极片。但是在更高压实和更高面密度的情况下，对电池动力学要求会明显增加，而电池的高阻抗将导致电池动力学不足，低温放电性能也会明显恶化。动力学不足将导致电池各项性能恶化，无法满足商业化的需求。
目前电解液中往往加入很多添加剂，从而形成更好的正负极界面，拓宽电解液的耐氧化和还原能力。电解质界面膜的阻抗对电池的阻抗及其低温性能有重要的影响，通过优化添加剂有望改善电池阻抗及其低温性能。因此，为了改善电池的阻抗和低温放电性能，亟待开发一种有效的电解液添加剂。
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，所述电解液能够解决高密度电池容易阻抗过大、低温性能明显变差等问题。
为解决背景技术中提出的技术问题，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、溶剂、氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂；
其中，所述氟代乙烯基醚类化合物的结构式如式(1)所示：
式(1)中，R1选自H、被至少一个Ra取代的C1-3烷基；Ra选自卤素、C1烷基中的至少一种。
进一步地，所述氟代乙烯基醚类化合物的加入量为所述电解液总质量的0.1wt％～10.0wt％。
进一步地，所述氟代乙烯基醚类化合物包括结构式1-1～结构式1-6中的至少一种：
进一步地，所述溶剂包括：碳酸酯和/或羧酸酯；所述碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种；所述羧酸酯包括乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯和正丁酸乙酯中的至少一种。
进一步地，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。
进一步地，所述磺酸类添加剂包括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、1,4-丁磺酸内酯中的至少一种。
进一步地，所述磺酸类添加剂占所述电解液总质量的0.01～10wt％。
进一步地，所述电解液还包括：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，所述腈类化合物占所述电解液总质量的0.01～8wt％。
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。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
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、溶剂和氟代乙烯基醚类化合物；其中，所述氟代乙烯基醚类化合物的结构式如式(1)所示：
式(1)中，R1选自H、被至少一个Ra取代的C1-3烷基；Ra选自卤素、C1烷基中的至少一种。
本发明中提供了一种电解液，所述电解液中包括电解质盐、溶剂、氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂，其中所述氟代乙烯基醚类化合物中的氟官能团在醚键邻位，容易参与界面反应形成LiF，脱去HF之后会形成碳碳双键，两个脱F后的化合物之间通过不饱和键会进一步发生聚合反应形成有机界面膜，从而最终形成有机-无机杂化的界面保护膜，该界面保护膜具有致密、电导率高等特点。进一步地，电解液中的磺酸类添加剂在电解液中能够帮助在负极成膜，即能够协同电解液中的氟代乙烯基醚类化合物在负极表面形成更加坚固的界面保护膜，且能够较大程度抑制负极表面的产气。发明人通过测试发现，本发明通过在电解液中同时添加如式(1)所示的氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂时可明显改善电池阻抗，还能起到改善电池低温性能的效果。进一步地，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，从而起到降低电池循环和存储产气的效果。
此外，本发明的电解液中还可以包括腈类化合物，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。
综上，本发明中的氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂联用时，可在负极表面形成坚固的界面保护膜，能够较大程度抑制负极表面的产气，从而可明显改善电池阻抗，同时还能改善电池低温性能。腈类化合物在电池的正极上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。氟代乙烯基醚类化合物、磺酸类添加剂和腈类化合物一同使用时，提升电池性能方面起到补足短板、协同增效的作用。
附图说明
图1为氟代乙烯基醚类化合物的结构式。
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。
以下结合具体的实施例对本发明中的电解液、以及包含电解液的电池进一步解释说明。
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、溶剂、氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂；其中，所述氟代乙烯基醚类化合物的结构式如式(1)所示：
式(1)中，R1选自H、被至少一个Ra取代的C1-3烷基；Ra选自卤素、C1烷基中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述R1选自H、被至少一个Ra取代的-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH3；Ra选自-F和-CH3中的至少一种。
本发明中提供了一种电解液，所述电解液中包括电解质盐、溶剂和氟代乙烯基醚类化合物，其中所述氟代乙烯基醚类化合物中的氟官能团在醚键邻位，容易参与界面反应形成LiF，脱去HF之后会形成碳碳双键，两个脱F后的化合物之间通过不饱和键会进一步发生聚合反应形成有机界面膜，从而最终形成有机-无机杂化的界面保护膜，该界面保护膜具有致密、电导率高等特点。进一步地，电解液中的磺酸类添加剂在电解液中能够帮助在负极成膜，即能够协同电解液中的氟代乙烯基醚类化合物在负极表面形成更加坚固的界面保护膜，且能够较大程度抑制负极表面的产气。发明人通过测试发现，本发明通过在电解液中同时添加如式(1)所示的氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂时可明显改善电池阻抗，还能起到改善电池低温性能的效果。进一步地，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，从而起到降低电池循环和存储产气的效果。
根据本发明的一些实施例，所述氟代乙烯基醚类化合物的加入量为所述电解液总质量的0.1wt％～10.0wt％。示例性地，所示氟代乙烯基醚类化合物的加入量可以为0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％，或者为前述任意两两数值组成的范围值及其范围值内的任一点值。本发明中所述氟代乙烯基醚类化合物的添加量需要控制在一个合适的范围内，因为所述氟代乙烯基醚类化合物的添加量过低时无法充分形成界面保护膜，同时所述氟代乙烯基醚类化合物的添加量过高时会影响到电解液本身的电导率，从而不能起到降低阻抗的效果。优选地，所述氟代乙烯基醚类化合物的添加量为所述电解液总质量的0.1wt％～2.0wt％。
根据本发明的一些实施例，所述氟代乙烯基醚类化合物包括结构式1-1～结构式1-6中的至少一种：
根据本发明的一些实施例，所述氟代乙烯基醚类化合物可以是通过商业途径购买获得的，也可以是采用本领域已知的方法制备得到的。
根据本发明的一些实施例，所述溶剂包括：碳酸酯和/或羧酸酯；所述碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种；所述羧酸酯包括乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯和正丁酸乙酯中的至少一种。优选地，所述溶剂中还包括氟代的碳酸酯和/或氟代的羧酸酯。
根据本发明的一些实施例，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。
在本发明提供的电解液中，所述电解质盐的添加量为所述电解液总质量的10.0wt％～20.0wt％。示例性地，所述电解质盐的加入量可以为10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％，或者为前述任意两两数值组成的范围值及其范围值内的任一点值。
根据本发明的一些实施例，所述磺酸类添加剂包括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、1,4-丁磺酸内酯中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述磺酸类添加剂占所述电解液总质量的0.01～10wt％。
本发明中所述磺酸类添加剂具体可以选用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、1,4-丁磺酸内酯中的至少一种，所述磺酸类添加剂占所述电解液总质量的0.01～10wt％。示例性地，所述磺酸类添加剂的加入量可以为0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％，或者为前述任意两两数值组成的范围值及其范围值内的任一点值。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。
根据本发明的一些实施例，所述电解液还包括：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。
根据本发明的一些实施例，所述腈类化合物占所述电解液总质量的0.01～8wt％。
优选地，本发明中所述电解液中还包括腈类化合物，所述腈类化合物具体可以选用己二腈、丁二腈和1,3,6-己烷三腈中的至少一种，所述腈类化合物的加入量可以为0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％，或者为前述任意两两数值组成的范围值及其范围值内的任一点值。
本发明中的腈类化合物中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。
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。
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≥4.4V。
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、0.2-5wt％的导电剂、0.2-5wt％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，所述负极活性物质层中各组分的质量百分含量为：80-99.8wt％的负极活性物质、0.1-10wt％的导电剂、0.1-10wt％的粘结剂。优选地，所述负极活性物质层中各组分的质量百分含量为：90-99.6wt％的负极活性物质、0.2-5wt％的导电剂、0.2-5wt％的粘结剂。
根据本发明的另一些实施例，所述正极活性物质选自过渡金属锂氧化物、磷酸铁锂、锰酸锂中的一种或几种；所述过渡金属锂氧化物的化学式为Li1+xNiyCozM(1-y-z)O2，其中，-0.1≤x≤1；0≤y≤1，0≤z≤1，且0≤y+z≤1；其中，M为Mg、Zn、Ga、Ba、Al、Fe、Cr、Sn、V、Mn、Sc、Ti、Nb、Mo和Zr中的一种或几种。
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，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、软碳中的至少一种。进一步地，所述负极活性物质还可以包括硅基负极材料，所述硅基负极材料选自纳米硅、硅氧负极材料(SiOx，0<x<2)或者硅碳负极材料中的至少一种。所述负极活性物质中所述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，所述导电剂选自导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉、碳纤维中的至少一种。
根据本发明的另一些实施例，所述粘结剂选自羧甲基纤维素钠、丁苯胶乳、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯中的至少一种。
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。
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 |
实施例1
制备电解液
1.1电解液中包括以下组分：
有机溶剂：碳酸乙烯酯(EC)7wt％、碳酸丙烯酯(PC)14wt％、碳酸二乙酯(DEC)28wt％、丙酸丙酯(PP)21.5wt％，氟代碳酸乙烯酯12wt％；共计82.5wt％；
电解质盐：六氟磷酸锂(LiPF6)，13wt％；
氟代乙烯基醚类化合物：结构式1-1；0.5wt％；
磺酸类添加剂：1,3-丙烷磺内酯；2wt％；
腈类化合物：1,3,6-己烷三腈；2wt％。
1.2制备方法：在充满氩气的手套箱中(H2O<0.1ppm，O2<0.1ppm)，先将所述有机溶剂按照配比进行添加和混合，混合均匀后，往其中快速加入1mol/L的充分干燥的六氟磷酸锂(LiPF6)充分混合并摇匀，摇匀后加入氟代碳酸乙烯酯、氟代乙烯基醚类化合物、磺酸类添加剂和腈类化合物，搅拌均匀后得到所需的电解液。
实施例2
1.1电解液中包括以下组分：
与实施例1的区别在于：氟代乙烯基醚类化合物的添加量为1wt％；丙酸丙酯(PP)的添加量为21wt％；
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例3
1.1电解液中包括以下组分：
与实施例1的区别在于：氟代乙烯基醚类化合物的添加量为2wt％；丙酸丙酯(PP)的添加量为20wt％；
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例4
与实施例1的区别在于：氟代乙烯基醚类化合物的添加量为4wt％；丙酸丙酯(PP)的添加量为18wt％；
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例5
有机溶剂：碳酸乙烯酯(EC)7wt％、碳酸丙烯酯(PC)14wt％、碳酸二乙酯(DEC)22wt％、丙酸丙酯(PP)20wt％，氟代碳酸乙烯酯12wt％；共计75wt％；
电解质盐：六氟磷酸锂(LiPF6)，13wt％；
氟代乙烯基醚类化合物：结构式1-1；8wt％；
磺酸类添加剂：1,3-丙烷磺内酯；2wt％；
腈类化合物：1,3,6-己烷三腈；2wt％。
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例6
与实施例1的区别在于：氟代乙烯基醚类化合物的添加量为10wt％；碳酸二乙酯(DEC)22wt％；丙酸丙酯(PP)的添加量为18wt％；
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例7
1.1电解液中包括以下组分：
与实施例5的区别在于：氟代乙烯基醚类化合物的结构式为1-2；
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例8
1.1电解液中包括以下组分：
与实施例5的区别在于：氟代乙烯基醚类化合物的结构式为1-3；
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例9
1.1电解液中包括以下组分：
与实施例5的区别在于：氟代乙烯基醚类化合物的结构式为1-4；
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例10
1.1电解液中包括以下组分：
与实施例5的区别在于：氟代乙烯基醚类化合物的结构式为1-5；
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例11
1.1电解液中包括以下组分：
与实施例5的区别在于：氟代乙烯基醚类化合物的结构式为1-6；
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例12
1.1电解液中包括以下组分：
有机溶剂：碳酸乙烯酯(EC)7wt％、碳酸丙烯酯(PC)14wt％、碳酸二乙酯(DEC)22wt％、丙酸丙酯(PP)20wt％，氟代碳酸乙烯酯12wt％；共计75wt％；
电解质盐：六氟磷酸锂(LiPF6)，13wt％；
氟代乙烯基醚类化合物：结构式1-1；8wt％；
磺酸类添加剂：1-丙烯-1,3-磺酸内酯；2wt％；
腈类化合物：1,3,6-己烷三腈；2wt％。
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例13
1.1电解液中包括以下组分：
有机溶剂：与实施例12相同；
电解质盐：与实施例12相同；
氟代乙烯基醚类化合物：结构式1-3；8wt％；
磺酸类添加剂：1-丙烯-1,3-磺酸内酯；2wt％；
腈类化合物：己二腈；2wt％。
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例14
1.1电解液中包括以下组分：
有机溶剂：与实施例12相同；
电解质盐：与实施例12相同；
氟代乙烯基醚类化合物：结构式1-4；8wt％；
磺酸类添加剂：2,4-丁烷磺内酯；2wt％；
腈类化合物：己二腈；2wt％。
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例15
1.1电解液中包括以下组分：
有机溶剂：与实施例12相同；
电解质盐：与实施例12相同；
氟代乙烯基醚类化合物：结构式1-5；8wt％；
磺酸类添加剂：1,4-丁磺酸内酯；2wt％；
腈类化合物：己二腈；2wt％。
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例16
1.1电解液中包括以下组分：
有机溶剂：与实施例12相同；
电解质盐：与实施例12相同；
氟代乙烯基醚类化合物：结构式1-6；8wt％；
磺酸类添加剂：1,3-丙烯磺酸内酯；2wt％；
腈类化合物：丁二腈；2wt％。
1.2制备方法：与实施例1相同。
实施例17
1.1电解液中包括以下组分：
与实施例7的区别在于：没有添加腈类化合物，所述丙酸丙酯(PP)的添加量为22wt％；
1.2制备方法：与实施例7相同。
对比例1
1.1电解液中包括以下组分：
与实施例1的区别在于：没有添加氟代乙烯基醚类化合物，所述丙酸丙酯(PP)的添加量为22wt％；
1.2制备方法：与实施例1相同。
对比例2
1.1电解液中包括以下组分：
与实施例7的区别在于：没有添加磺酸类添加剂，所述丙酸丙酯(PP)的添加量为22wt％；
1.2制备方法：与实施例1相同。
以上实施例1～17和对比例1～2中氟代乙烯基醚类化合物的种类和添加量见表2。
表2
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制备例
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94.5:2.5:1.5:1:0.5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)将上述制得的正极片和负极片和隔离膜按照正极片、隔离膜和负极片的顺序层叠设置后，再进行卷绕得到电芯；将电芯置于外包装铝箔中，将实施例和对比例中制备得到的电解液分别注入外包装中，经过真空封装、静置、化成、整形、分选等工序，获得不同的锂离子电池。本发明电池充放电范围为3.0-4.5V。
测试：
对实施例和对比例获得的锂离子电池分别进行阻抗EIS测试，以及低温放电测试，测试结果见表3。
1)0℃阻抗EIS测试
将表2的电池在25℃下静置1h，随后按照1C的倍率在充放电，充电截止电压4.5V，截止电流0.05C，充电后结束后再放电，放电截止电压3V，记录放电容量。第一圈充放电后再充电至50％容量，后将电池在0℃下静置12h，再对电池进行EIS测试，记录电池阻抗值R，结果如表3所示。
2)低温放电性能测试
将表2的电池在25℃下按照0.2C的倍率放电到下限电压，截止电流0.05C，静置4H。0.7C充电至上限电压，截止电流0.05C，静置4H。恒温箱环境在-20℃下静置4H后以0.2C放电至下限电压，记录放电容量C1。
随后在25℃下静置4H，0.7C充电至上限电压，截止电流0.05C。后恒温箱环境在25℃下静置4H后以0.2C放电至下限电压，记录放电容量C2。
-20℃低温放电容量保持率＝[-20℃放电容量C1/25℃放电容量C2]×100％。
表3
| 0℃阻抗R(mΩ) | -20℃低温放电容量保持率 | |
| 实施例1 | 248 | 69％ |
| 实施例2 | 243 | 71％ |
| 实施例3 | 239 | 72％ |
| 实施例4 | 237 | 73％ |
| 实施例5 | 236 | 73％ |
| 实施例6 | 236 | 73％ |
| 实施例7 | 233 | 74％ |
| 实施例8 | 237 | 70％ |
| 实施例9 | 234 | 74％ |
| 实施例10 | 236 | 73％ |
| 实施例11 | 236 | 73％ |
| 实施例12 | 237 | 70％ |
| 实施例13 | 232 | 71％ |
| 实施例14 | 233 | 74％ |
| 实施例15 | 234 | 74％ |
| 实施例16 | 238 | 72％ |
| 实施例17 | 236 | 74％ |
| 对比例1 | 258 | 64％ |
| 对比例2 | 250 | 68％ |
从测试结果中可以看出，电解液中包括氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂时可明显改善电池阻抗，还能起到改善电池低温性能的效果。
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。
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、溶剂、氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂；
其中，所述氟代乙烯基醚类化合物的结构式如式(1)所示：
式(1)中，R1选自H、被至少一个Ra取代的C1-3烷基；Ra选自卤素、C1烷基中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟代乙烯基醚类化合物的加入量为所述电解液总质量的0.1wt％～10.0wt％。
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟代乙烯基醚类化合物包括结构式1-1～结构式1-6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，所述溶剂包括：
碳酸酯和/或羧酸酯；
所述碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种；
所述羧酸酯包括乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯和正丁酸乙酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，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。
6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述磺酸类添加剂包括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、1,4-丁磺酸内酯中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述磺酸类添加剂占所述电解液总质量的0.01～10wt％。
8.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括：
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。
9.根据权利要求8所述的电解液，其特征在于，所述腈类化合物占所述电解液总质量的0.01～8wt％。
10.一种电池，其特征在于，所述电池中包括：
权利要求1～9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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310764899.3A CN116666758A (zh) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | 一种电解液及包含其的电池 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310764899.3A CN116666758A (zh) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | 一种电解液及包含其的电池 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202310764899.3A Pending CN116666758A (zh) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | 一种电解液及包含其的电池 |
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| CN (1) | CN116666758A (zh) |
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2023
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