CN116779966A - 电解液、包含其的电池单体、电池和用电装置 - Google Patents

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CN116779966A CN202310635582.XA CN202310635582A CN116779966A CN 116779966 A CN116779966 A CN 116779966A CN 202310635582 A CN202310635582 A CN 202310635582A CN 116779966 A CN116779966 A CN 116779966A
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Abstract

本申请提供一种电解液、包含其的电池单体、电池和用电装置。该电解液包括包括第一添加剂和第二添加剂。第一添加剂包括环状硫酸酯化合物，第二添加剂包括氟磺酸锂、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂中的一种或多种。基于电解液的总质量计，第一添加剂的质量百分含量W1和第二添加剂的质量百分含量W2满足：0.5≤W1/W2≤10。

Description

电解液、包含其的电池单体、电池和用电装置
技术领域
本申请涉及一种电解液、包含其的电池单体、电池和用电装置。
背景技术
近年来，二次电池被广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。随着二次电池的应用及推广，对其能量密度和循环性能的要求也逐渐严苛。
发明内容
本申请提供一种电解液，该电解液能够使得包含其的电池单体或电池兼具高能量密度和良好的循环性能；本申请还提供一种包含该电解液的电池单体、电池和用电装置。
第一方面，本申请实施例提供一种电解液，包括第一添加剂和第二添加剂，第一添加剂包括环状硫酸酯化合物，第二添加剂包括氟磺酸锂、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂中的一种或多种。
基于电解液的总质量计，第一添加剂的质量百分含量W1和第二添加剂的质量百分含量W2满足：0.5≤W1/W2≤10。
并非意在受限于任何理论或解释，电解液中的第一添加剂可以在正极参与正极固体电解质界面膜(catheode electrolyte interphase，CEI膜)的形成，该CEI膜不仅可以有效抑制电池在高温存储下的产气现象，而且可以提升正极材料的结构稳定性。然而，第一添加剂在负极容易被还原，使得负极表面的负极电解质界面膜(solid electrolyteinterface，SEI膜)的阻抗增加，导致电池的循环性能和功率性能恶化。而上述第二添加剂可优先于第一添加剂在负极参与SEI膜的形成，从而抑制第一添加剂在负极的成膜，降低电池的内阻。当电解液包括第一添加剂和第二添加剂，且第一添加剂的含量与第二添加剂的含量满足本申请实施例所给的关系时，既能够在正极表面形成合适的CEI膜，从而抑制电池的产气和正极材料的结构变化，又能够在负极表面形成合适的SEI膜，从而使得电池具备较低的内阻，进而提升电池在高电压充放电循环过程中的功率性能和循环性能。
因此，本申请实施例的电解液应用于电池，能够有效改善电池的高温存储性能、高电压充放电循环过程中的功率性能和循环性能。由此，有利于提升高镍含量镍钴锰三元材料电池体系的循环性能和存储性能，使得电池兼具高能量密度、长循环寿命以及长存储寿命。
在本申请任意实施方式中，0.5≤W1/W2≤8。由此，可以进一步提升电池的循环性能、功率性能，延长电池的循环寿命和存储寿命。
在本申请任意实施方式中，0.05％≤W1≤2％，可选地，0.1％≤W1≤1.5％。由此，不仅可以通过正极表面的CEI膜有效抑制电池的产气，而且可以抑制第一添加剂在负极的成膜，从而抑制SEI膜阻抗的增加。因此，本申请实施例的电解液应用于电池，可以进一步提升电池的循环性能、功率性能，延长电池的循环寿命和存储寿命。
在本申请任意实施方式中，0.05％≤W2≤2％，可选地，0.1％≤W2≤1％。当第二添加剂在电解液中的含量满足所给范围时，一方面可以调控负极SEI膜的组成，使得SEI膜具有较低的阻抗，另一方面可以使得电解液具有较低的粘度，从而使得锂离子在电解液中具有较高的移动速率。由此，可以进一步提升电池的循环性能和功率性能。
在本申请任意实施方式中，第一添加剂包括如下式1、式2所示化合物中的至少一种。
在式1中，R1、R2各自独立地表示H、如下式a至式c所示的基团中的一者，或者R1与R2连接形成式d所示的结构；
在式c中，R3表示卤素原子、C 1-C6的烷基、C1-C6的卤代烷基、C1-C6的烷氧基或式b所示的基团；在式a至式d中，表示键合位置；
在式2中，Ra、Rb、Rc、Rd各自独立地表示H或者F。
式1、式2所示的化合物能够在正极表面形成均匀、致密的CEI膜，由此不仅可以减少Li+在正极的不均匀嵌入，而且可以抑制HF对正极活性材料的腐蚀，以及抑制高温环境下过渡金属的溶出。由此，可以抑制正极活性材料的相变，减少电池的产气，从而可以提升电池的循环性能，延长电池的高温存储寿命。
在本申请任意实施方式中，第一添加剂包括化合物H1至H10中的至少一种。
化合物H1至H10能够在正极表面形成更为均匀、致密的CEI膜，由此可以进一步减少Li+在正极的不均匀嵌入，抑制HF对正极活性材料的腐蚀以及高温环境下过渡金属的溶出。由此，可以抑制正极活性材料的相变，减少电池的产气，从而可以提升电池的循环性能，延长电池的高温存储寿命。
在本申请任意实施方式中，电解液还包括电解质锂盐，电解质锂盐包括LiPF6、LiFSI中的至少一种。电解质锂盐具有溶解性好、离子传导能力高、离子解离度高等性质，应用于电解液中，可以提升锂离子的传输速率，从而有利于提升电池的功率性能。
在本申请任意实施方式中，电解质锂盐包括LiPF6以及LiFSI。
当电解质盐包括LiPF6以及LiFSI时，可以大幅提升电解液的电导率，从而提升电池的功率性能。另外，LiFSI对水的敏感度低，不易与水发生副反应而生成HF。当电解液中含有LiFSI时，可以降低电解液中HF的含量，抑制HF对正极CEI膜和负极SEI膜的破坏。由此，本申请实施例的电解液可以进一步提升电池的循环性能、功率性能和高温存储寿命。
在本申请任意实施方式中，电解液中，LiPF6的摩尔浓度C1 mol/L与LiFSI的摩尔浓度C2 mol/L满足：1≤C1/C2≤5，更可选地，1≤C1/C2≤4。
当电解液中LiPF6的摩尔浓度与LiFSI的摩尔浓度满足上述关系时，不仅可以有效提升电解液的电导率、降低HF的含量，而且可以抑制LiFSI对正极集流体(例如铝箔)的腐蚀作用。由此，可以提升正极极片的结构稳定性，进而提升电池的循环性能。
在本申请任意实施方式中，0.8≤C1+C2≤1.3。
可选地，0.2≤C1≤1。
可选地，0.1≤C2≤1。
当电解液中，LiPF6的摩尔浓度和/或LiFSI的摩尔浓度在上述合适的范围内时，不仅可以有效提升电解液的电导率、降低HF的含量，而且可以使得电解液具备较低的粘度。当电解液的粘度较低时，可以更容易地浸润正极极片和负极极片。因此，即使正极极片和/或负极极片具备较高的压实密度，电解液也能够顺利地浸润正极极片和/或负极极片，使得电池具有较低的内阻。由此，可以允许正极极片和/或负极极片具备更高的压实密度，从而允许电池兼具高能量密度和良好的循环性能。
第二方面，本申请实施例提供一种电池单体，包括第一方面的电解液。
并非意在受限于任何理论或解释，本申请实施例提供的电池单体中，电解液包括第一添加剂和第二添加剂，且第一添加剂的含量与第二添加剂的含量满足本申请实施例所给的关系，电解液中的第一添加剂可以在正极参与CEI膜的形成，该CEI膜不仅可以有效抑制电池在高温存储下的产气现象，而且可以提升正极材料的结构稳定性；第二添加剂可优先于第一添加剂在负极参与SEI膜的形成，从而抑制第一添加剂在负极的成膜，降低电池的内阻。由此，本申请实施例的电池单体既能够在正极表面形成合适的CEI膜，从而抑制电池的产气和正极材料的结构变化；又能够在负极表面形成合适的SEI膜，从而使得电池具备较低的内阻，进而提升电池的高电压放电循环过程中的功率性能和循环性能。因此，本申请实施例的电池单体能够具备高能量密度、长循环寿命以及长存储寿命。
在本申请任意实施方式中，电池单体包括正极极片，正极极片包括正极集流体以及位于正极集流体至少一侧的正极膜层，正极膜层包括正极活性材料，正极活性材料包括含锂过渡金属氧化物。
可选地，含锂过渡金属氧化物包括镍钴锰三元材料，镍钴锰三元材料满足0.5≤nNi/(nNi+nCo+nMn)≤0.98，且nCo/(nNi+nCo+nMn)≥0.01，其中，nNi表示Ni元素的摩尔量，nCo表示Co元素的摩尔量，nMn表示Mn元素的摩尔量。
并非意在受限于任何理论或解释，本申请实施例的电池单体具有特定的组成，能够在正极表面形成合适的CEI膜，以及在负极表面形成合适的SEI膜。由此，可以抑制高镍含量的镍钴锰三元材料的锂镍锂镍混排和相转变，并降低电池的内阻，从而抑制电池的产气和容量衰减。因此，本申请实施例的电池单体在包含高镍含量的镍钴锰三元材料的情况下，仍然可以具备良好的高温存储性能、良好功率性能、以及高电压下的循环性能。由此，本申请实施例的电池单体可以兼具高能量密度、长存储寿命、良好的功率性能和循环性能。
在本申请任意实施方式中，镍钴锰三元材料为掺杂有M元素的镍钴锰三元材料，M元素包括Mn、Al、Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Fe、V、Ti、B、Sn中的至少一种。
可选地，镍钴锰三元材料可包括LiaNibCocMnfMdOe及其改性化合物中的一种或多种。其中，0.8≤a≤1.2，0.5≤b＜1，0＜c＜1，0＜d＜1，1≤e≤2，0＜f≤1，M元素包括Mn、Al、Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Fe、V、Ti、B、Sn中的至少一种。
当镍钴锰三元材料为选自上述种类的镍钴锰三元材料时，可以具有更高的结构稳定性，从而可以降低充放电循环过程中发生锂镍混排以及H2-H3的相转变的风险。由此，有利于进一步提升电池的循环稳定性和功率性能。
在本申请任意实施方式中，正极膜层的压实密度为3.0g/cm3-3.8g/cm3，可选为2.9g/cm3-3.6g/cm3。
正极膜层具有上述较大的压实密度，能使正极膜层中的正极活性材料颗粒紧密接触，提高单位体积内的正极活性材料含量，由此提升电池的能量密度。
在本申请任意实施方式中，电池单体的充电截止电压为4.1V以上，可选为4.1V-4.5V。
申请实施例提供的电池单体包括第一方面的电解液，从而可以在较高的充电截止电压下进行充放电循环，并保持良好的循环性能和功率性能。由此，可以提升电池的容量发挥和循环稳定性，从而提升电池的能量密度，延长电池的循环寿命。
第三方面，本申请实施例提供一种电池，包括本申请第二方面的电池单体。由此，本申请实施例的电池可以兼具高能量密度和良好的循环性能。
第四方面，本申请实施例提供一种用电装置，包括本申请第二方面的电池单体或第三方面的电池。
本申请的用电装置包括本申请提供的电池单体或电池，因而至少具有与所述电池单体相同的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的电池单体的一实施方式的示意图。
图2是本申请提供的电池单体的一实施方式的分解示意图。
图3是本申请提供的电池模块的一实施方式的示意图。
图4是本申请提供的电池包的一实施方式的示意图。
图5是图4所示的电池包的实施方式的分解示意图。
图6是包含本申请提供的电池单体作为电源的用电装置的一实施方式的示意图。
在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。附图标记说明如下：1、电池包；2、上箱体；3、下箱体；4、电池模块；5、电池单体；51、壳体；52、电极组件；53、盖板。
具体实施方式
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的电解液、包含其的电池单体、电池和用电装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案，并且这样的技术方案应被认为包含在本申请的公开内容中。
如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案，并且这样的技术方案应被认为包含在本申请的公开内容中。
如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)而B为真(或存在)；或A和B都为真(或存在)。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中，术语“多个”、“多种”等是指两个或两种以上。
除非另有说明，本申请中使用的术语具有本领域技术人员通常所理解的公知含义。
除非另有说明，本申请中提到的各参数的数值可以用本领域常用的各种测试方法进行测定，例如，可以按照本申请的实施例中给出的测试方法进行测定。除非另有说明，各参数的测试温度均为25℃。
在本文中，术语“烷基”是指饱和烃基，既包括直链结构也包括支链结构。烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、丙基(如正丙基、异丙基)、丁基(如正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基)、戊基(如正戊基、异戊基、新戊基)。在各种实施方式中，C1～C6烷基即烷基可含有1～6个碳原子。
在本文中，术语“卤代烷基”是指烷基中的至少一个氢原子被卤原子取代所得到的基团。卤代烷基中的卤原子数目可以是一个，也可以是多个；当卤代烷基中存在多个卤原子时，这些卤原子可以相同，也可以不同。
在本文中，术语“烷氧基”是指含有氧原子(-O-)的烷基。烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基。在各种实施方式中，C1～C6烷氧基即烷氧基可含有1～6个碳原子。
在本文中，卤原子是指氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。可选地，卤原子为氟原子。
在本说明书的各处，化合物的取代基以组或范围公开。明确地预期这种描述包括这些组和范围的成员的每一个单独的子组合。例如，明确地预期术语“C1～C6烷基”单独地公开C1、C2、C3、C4、C5、C6、C1～C6、C1～C5、C1～C4、C1～C3、C1～C2、C2～C6、C2～C5、C2～C4、C2～C3、C3～C6、C3～C5、C3～C4、C4～C6、C4～C5和C5～C6烷基。
在本文中，术语“经取代”是指该化合物或化学部分的至少一个氢原子被取代基取代。其中的取代基可包括但不限于羟基、巯基、氨基、氰基、硝基、醛基、卤原子、烯基、炔基、芳基、杂芳基、C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基。
电解液
电解液在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。
本申请实施例提供的电解液包括第一添加剂和第二添加剂。第一添加剂包括环状硫酸酯化合物，第二添加剂包括氟磺酸锂、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂中的一种或多种。
基于电解液的总质量计，第一添加剂的质量百分含量W1和第二添加剂的质量百分含量W2满足：0.5≤W1/W2≤10。例如，W1/W2可以为0.5，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，或是上述任意两个数值所组成的范围。
提高电池的充电截止电压被认为是提高电池能量密度的有效方法。目前商业化的高容量锂离子电池的正极材料主要包括镍钴锰三元材料。为了进一步提升锂离子电池的能量密度，提高镍钴锰三元材料的镍含量是当下较为普遍的研究方向。然而，随着镍含量的提高，镍钴锰三元材料在高电压充放电循环过程中的锂镍混排以及H2-H3的相转变也相应地加剧。由此，不仅导致电池的容量衰减加剧，循环寿命缩短，而且会对电池的功率性能产生负面影响。另外，高镍含量的镍钴锰三元材料在高温存储下容易与电解液发生副反应，使得电解液氧化分解，产生大量的气体，由此恶化电池的存储寿命和循环寿命。
并非意在受限于任何理论或解释，电解液中的第一添加剂可以在正极参与正极固体电解质界面膜(catheode electrolyte interphase，CEI膜)的形成，该CEI膜不仅可以有效抑制电池在高温存储下的产气现象，而且可以提升正极材料的结构稳定性。然而，第一添加剂在负极容易被还原，使得负极表面的负极电解质界面膜(solid electrolyteinterface，SEI膜)的阻抗增加，导致电池的循环性能和功率性能恶化。而上述第二添加剂可优先于第一添加剂在负极参与SEI膜的形成，从而抑制第一添加剂在负极的成膜，降低电池的内阻。当电解液包括第一添加剂和第二添加剂，且第一添加剂的含量与第二添加剂的含量满足本申请实施例所给的关系时，既能够在正极表面形成合适的CEI膜，从而抑制电池的产气和正极材料的结构变化，又能够在负极表面形成合适的SEI膜，从而使得电池具备较低的内阻，进而提升电池在高电压充放电循环过程中的功率性能和循环性能。
因此，本申请实施例的电解液应用于电池，能够有效改善电池的高温存储性能、高电压充放电循环过程中的功率性能和循环性能。由此，有利于提升高镍含量镍钴锰三元材料电池体系的循环性能和存储性能，使得电池兼具高能量密度、长循环寿命以及长存储寿命。
在一些实施例中，第一添加剂的质量百分含量W1和第二添加剂的质量百分含量W2还可以满足：0.5≤W1/W2≤8。例如，W1/W2可以为0.5，1，1.5，2，2.5，3，3.5，4，4.5，5，5.5，6，6.5，7，7.5，8，或是上述任意两个数值所组成的范围。
并非意在受限于任何理论或解释，当W1/W2满足所给范围时，有利于调控正极形成的CEI膜的组成以及负极形成的SEI膜的组成，从而能够在有效抑制电池的产气现象的同时，使得电池具备较低的内阻。由此，可以进一步提升电池的循环性能、功率性能，延长电池的循环寿命和存储寿命。
在一些实施例中，基于电解液的总质量计，第一添加剂的质量百分含量W1可满足：0.05％≤W1≤2％。例如，第一添加剂在电解液中的质量百分含量W1可以为0.05％，0.1％，0.3％，0.5％，0.8％，1％，1.3％，1.5％，1.8％，2％，或是上述任意两个数值所组成的范围。
可选地，在一些实施例中，基于电解液的总质量计，第一添加剂的质量百分含量W1还可以满足0.1％≤W1≤1.5％。例如，第一添加剂在电解液中的质量百分含量W1可以为0.1％，0.2％，0.4％，0.5％，0.6％，0.8％，1％，1.2％，1.4％，1.5％，或是上述任意两个数值所组成的范围。
并非意在受限于任何理论或解释，当第一添加剂在电解液中的含量满足所给范围时，一方面可以有效参与正极表面CEI膜的形成，另一方面可以减少参与负极SEI膜形成的第一添加剂的量。由此，不仅可以通过正极表面的CEI膜有效抑制电池的产气，而且可以抑制第一添加剂在负极的成膜，从而抑制SEI膜阻抗的增加。因此，本申请实施例的电解液应用于电池，可以进一步提升电池的循环性能、功率性能，延长电池的循环寿命和存储寿命。
在一些实施例中，基于电解液的总质量计，第二添加剂的质量百分含量W2可满足：0.05％≤W2≤2％。例如，第二添加剂在电解液中的质量百分含量W2可以为0.05％，0.1％，0.3％，0.5％，0.8％，1％，1.3％，1.5％，1.8％，2％，或是上述任意两个数值所组成的范围。
可选地，在一些实施例中，基于电解液的总质量计，第二添加剂的质量百分含量W2还可以满足：0.1％≤W2≤1％。例如，第二添加剂在电解液中的质量百分含量W2可以为0.1％，0.2％，0.3％，0.4％，0.5％，0.6％，0.7％，0.8％，0.9％，1％，或是上述任意两个数值所组成的范围。
并非意在受限于任何理论或解释，当第二添加剂在电解液中的含量满足所给范围时，一方面可以调控负极SEI膜的组成，使得SEI膜具有较低的阻抗，另一方面可以使得电解液具有较低的粘度，从而使得锂离子在电解液中具有较高的移动速率。由此，可以进一步提升电池的循环性能和功率性能。
在一些实施例中，第一添加剂可以包括如下式1、式2所示化合物中的至少一种。
在式1中，R1、R2各自独立地表示H、如下式a至式c所示的基团中的一者，或者R1与R2连接形成式d所示的结构。
在式c中，R3表示卤原子、C 1-C6的烷基、C1-C6的卤代烷基、C1-C6的烷氧基或式b所示的基团；在式a至式d中，表示键合位置。
在式2中，Ra、Rb、Rc、Rd各自独立地表示H或者F。可选地，Ra、Rc中的一者为H，另一者为F；且Rb、Rd中的至少一者为H。
并非意在受限于任何理论或解释，式1、式2所示的化合物能够在正极表面形成均匀、致密的CEI膜，由此不仅可以减少Li+在正极的不均匀嵌入，而且可以抑制HF对正极活性材料的腐蚀，以及抑制高温环境下过渡金属的溶出。由此，可以抑制正极活性材料的相变，减少电池的产气，从而可以提升电池的循环性能，延长电池的高温存储寿命。
在一些实施例中，第一添加剂可包括化合物H1至H10中的至少一种。
并非意在受限于任何理论或解释，化合物H1至H10能够在正极表面形成更为均匀、致密的CEI膜，由此可以进一步减少Li+在正极的不均匀嵌入，抑制HF对正极活性材料的腐蚀以及高温环境下过渡金属的溶出。由此，可以抑制正极活性材料的相变，减少电池的产气，从而可以提升电池的循环性能，延长电池的高温存储寿命。
在一些实施例中，电解液还可以包括电解质锂盐，电解质锂盐包括LiPF6、LiFSI中的至少一种。电解质锂盐具有溶解性好、离子传导能力高、离子解离度高等性质，应用于电解液中，可以提升锂离子的传输速率，从而有利于提升电池的功率性能。
在一些实施例中，电解质锂盐可包括LiPF6以及LiFSI。
并非意在受限于任何理论或解释，当电解质盐包括LiPF6以及LiFSI时，可以大幅提升电解液的电导率，从而提升电池的功率性能。另外，LiFSI对水的敏感度低，不易与水发生副反应而生成HF。当电解液中含有LiFSI时，可以降低电解液中HF的含量，抑制HF对正极CEI膜和负极SEI膜的破坏。由此，本申请实施例的电解液可以进一步提升电池的循环性能、功率性能和高温存储寿命。
在一些实施例中，电解液中，LiPF6的摩尔浓度C1 mol/L与LiFSI的摩尔浓度C2mol/L可满足：1≤C1/C2≤5。例如，C1/C2可以为1，1.5，2，2.5，3，3.5，4，4.5，5，或是上述任意两个数值所组成的范围。
可选地，在一些实施例中，电解液中，LiPF6的摩尔浓度C1 mol/L与LiFSI的摩尔浓度C2 mol/L还可以满足：1≤C1/C2≤4。例如，C1/C2可以为1，1.2，1.5，1.8，2，2.2，2.5，2.8，3，3.2，3.5，3.8，4，或是上述任意两个数值所组成的范围。
并非意在受限于任何理论或解释，当电解液中LiPF6的摩尔浓度与LiFSI的摩尔浓度满足上述关系时，不仅可以有效提升电解液的电导率、降低HF的含量，而且可以抑制LiFSI对正极集流体(例如铝箔)的腐蚀作用。由此，可以提升正极极片的结构稳定性，进而提升电池的循环性能。
在一些实施例中，电解液中，LiPF6的摩尔浓度C1 mol/L与LiFSI的摩尔浓度C2mol/L可以满足：0.8≤C1+C2≤1.3。例如，电解液中，LiPF6的摩尔浓度与LiFSI的摩尔浓度之和可以为0.8mol/L，0.9mol/L，1mol/L，1.1mol/L，1.2mol/L，1.3mol/L，或是上述任意两个数值所组成的范围。
可选地，在一些实施例中，电解液中，LiPF6的摩尔浓度C1 mol/L可以满足：0.2≤C1≤1。例如，电解液中LiPF6的摩尔浓度C1 mol/L可以为0.2mol/L，0.3mol/L，0.4mol/L，0.5mol/L，0.6mol/L，0.7mol/L，0.8mol/L，0.9mol/L，1mol/L，或是上述任意两个数值所组成的范围。
可选地，在一些实施例中，电解液中，LiFSI的摩尔浓度C2 mol/L可以满足0.1mol/L≤C2≤1mol/L。例如，电解液中LiFSI的摩尔浓度C1 mol/L可以为0.1mol/L，0.2mol/L，0.3mol/L，0.4mol/L，0.5mol/L，0.6mol/L，0.7mol/L，0.8mol/L，0.9mol/L，1mol/L，或是上述任意两个数值所组成的范围。
并非意在受限于任何理论或解释，当电解液中，LiPF6的摩尔浓度和/或LiFSI的摩尔浓度在上述合适的范围内时，不仅可以有效提升电解液的电导率、降低HF的含量，而且可以使得电解液具备较低的粘度。当电解液的粘度较低时，可以更容易地浸润正极极片和负极极片。因此，即使正极极片和/或负极极片具备较高的压实密度，电解液也能够顺利地浸润正极极片和/或负极极片，使得电池具有较低的内阻。由此，可以允许正极极片和/或负极极片具备更高的压实密度，从而允许电池兼具高能量密度和良好的循环性能。
在本申请实施例中，电解液通常可以包括溶剂。作为示例，溶剂可包括但不限于碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(Propylene carbonate)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸亚丁酯(BC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、甲酸甲酯(MF)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯(EB)、1,4-丁内酯(GBL)、环丁砜(SF)、二甲砜(MSM)、甲乙砜(EMS)、二乙砜(ESE)和氟苯(fluorobenzene)中的至少一种。可选的，在一些实施例中，溶剂可包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(Propylene carbonate)、氟苯(fluorobenzene)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、甲酸甲酯(MF)中的至少一种。在一些实施例中，基于电解液的总质量计，溶剂的质量百分含量可以为20％-60％。
在一些实施例中，电解液中还可选地包括其他添加剂。例如，添加剂可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温性能的添加剂、改善电池低温功率性能的添加剂等。
在本申请实施例中，电解液的组成可以通过本领域已知的设备和方法测定。作为示例，可以参考标准GB/T9722-2006通过气相色谱法对电解液中的有机成分(例如第一添加剂)进行定量分析。作为示例，可以参考标准JY/T020-1996通过离子色谱分析方法对电解液中的无机成分、锂盐浓度(例如第二添加剂、LiPF6以及LiFSI等的浓度)进行定量分析。
在一些实施例中，本申请实施例提供的电解液可以通过如下步骤制备：在充满氩气的手套箱中(水含量＜10ppm，氧气含量＜1ppm)，将适量的第一添加剂、第二添加剂加入到有机溶剂中(例如，有机溶剂可以是EC和EMC按照质量比3:7混合而成的溶剂)，混合均匀后，向有机溶剂中缓慢加入适量的电解质锂盐LiPF6和LiFSI，待锂盐完全溶解后，得到电解液。
电池单体
通常情况下，电池单体包括电极组件和电解液。电极组件包括正极、负极以及隔离件。在电池单体充放电过程中，活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间，可以起到防止正负极短路的作用，同时可以使活性离子通过。电解液在正极极片和负极极片之间起到传导活性离子的作用。
本申请的实施例提供的电池单体包括本申请实施例第一方面的电解液。
并非意在受限于任何理论或解释，本申请实施例提供的电池单体中，电解液包括第一添加剂和第二添加剂，且第一添加剂的含量与第二添加剂的含量满足本申请实施例所给的关系，电解液中的第一添加剂可以在正极参与CEI膜的形成，该CEI膜不仅可以有效抑制电池在高温存储下的产气现象，而且可以提升正极材料的结构稳定性；第二添加剂可优先于第一添加剂在负极参与SEI膜的形成，从而抑制第一添加剂在负极的成膜，降低电池的内阻。由此，本申请实施例的电池单体既能够在正极表面形成合适的CEI膜，从而抑制电池的产气和正极材料的结构变化；又能够在负极表面形成合适的SEI膜，从而使得电池具备较低的内阻，进而提升电池的高电压放电循环过程中的功率性能和循环性能。因此，本申请实施例的电池单体能够具备高能量密度、长循环寿命以及长存储寿命。
需要说明的是，第一方面的电解液中，第一添加剂以及第二添加剂的在电解液中的质量百分含量是指原始状态下，第一添加剂以及第二添加剂的在电解液中的质量分数，即电池单体化成前添加剂的添加量。由于电池单体需要经过化成工序，第一添加剂和第二添加剂会被消耗，在后续的使用过程中，第一添加剂和第二添加剂也会进一步消耗。在电池单体经过化成后，在正常使用状态下，第一添加剂的质量百分含量W1和第二添加剂的质量百分含量W2仍然可以满足0.5≤W1/W2≤10。
在一些实施例中，电池单体的正极极片包括正极集流体以及位于正极集流体至少一侧的正极膜层，正极膜层包括正极活性材料。正极活性材料可包括含锂过渡金属氧化物。
可选地，含锂过渡金属氧化物包括镍钴锰三元材料，镍钴锰三元材料满足0.5≤nNi/(nNi+nCo+nMn)≤0.98，且nCo/(nNi+nCo+nMn)≥0.01，其中，nNi表示Ni元素的摩尔量，nCo表示Co元素的摩尔量，nMn表示Mn元素的摩尔量。
上述镍钴锰三元材料可以包括锂镍钴锰氧化物及其改性化合物中的一种或多种。锂镍钴锰氧化物的改性化合物可以包括本领域公知的材料，例如可以包括经掺杂改性或表面改性的锂镍钴锰氧化物。
随着镍含量的提高，镍钴锰三元材料在充放电循环过程中的锂镍混排以及H2-H3的相转变也相应地加剧，从而对电池的循环稳定性和功率性能产生负面影响。此外，在高温存储条件下，或者在高电压充放电循环过程中，高镍含量的镍钴锰三元材料会释放活性氧，加剧电解液的氧化及产气，恶化电池的存储寿命和循环寿命。
并非意在受限于任何理论或解释，本申请实施例的电池单体具有特定的组成，能够在正极表面形成合适的CEI膜，以及在负极表面形成合适的SEI膜。由此，可以抑制高镍含量的镍钴锰三元材料的锂镍锂镍混排和相转变，并降低电池的内阻，从而抑制电池的产气和容量衰减。因此，本申请实施例的电池单体在包含高镍含量的镍钴锰三元材料的情况下，仍然可以具备良好的高温存储性能、良好功率性能、以及高电压下的循环性能。由此，本申请实施例的电池单体可以兼具高能量密度、长存储寿命、良好的功率性能和循环性能。
在一些实施例中，镍钴锰三元材料可为掺杂有M元素的镍钴锰三元材料，M元素包括Mn、Al、Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Fe、V、Ti、B、Sn中的至少一种。
可选地，在一些实施例中，镍钴锰三元材料可包括LiaNibCocMnfMdOe及其改性化合物中的一种或多种。其中，0.8≤a≤1.2，0.5≤b＜1，0＜c＜1，0＜d＜1，1≤e≤2，0＜f≤1，M元素包括Mn、Al、Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Fe、V、Ti、B、Sn中的至少一种。
电池在充放电过程中会伴随活性锂离子的脱嵌及消耗，电池在放电到不同状态时正极活性材料中锂的摩尔含量不同。本领域技术人员可以理解，在电池或者用电装置中，由于经过化成和循环等过程，镍钴锰三元材料的部分元素会有消耗。例如，由于电池经过化成和循环等过程，锂离子会有消耗，因此会出现测出的镍钴锰三元材料中锂元素含量x小于1的情况。同时若正极极片和负极极片进行了补锂，电池经过化成和循环等过程后，会出现测出的镍钴锰三元材料中锂元素含量a大于1的情况。另外，由于电池经过循环等过程，镍钴锰三元材料中氧元素可能发生损失，因此会出现测出的镍钴锰三元材料中氧元素含量f小于2的情况。以上对镍钴锰三元材料中各元素含量的限定包括了电池不同充放电状态下各元素的摩尔含量(通常电池电压在2V-5V之间)。
并非意在受限于任何理论或解释，当镍钴锰三元材料为选自上述种类的镍钴锰三元材料时，可以具有更高的结构稳定性，从而可以降低充放电循环过程中发生锂镍混排以及H2-H3的相转变的风险。由此，有利于进一步提升电池的循环稳定性和功率性能。
在一些实施例中，正极膜层的压实密度可以为3.0g/cm3-3.8g/cm3，可选为2.9g/cm3-3.6g/cm3。
正极膜层具有上述较大的压实密度，能使正极膜层中的正极活性材料颗粒紧密接触，提高单位体积内的正极活性材料含量，由此提升电池的能量密度。
正极膜层的压实密度具有本领域公知的含义，可采用本领域已知的设备和方法进行测试。正极膜层的压实密度＝正极膜层的面密度/单面正极膜层的厚度。正极膜层的面密度为本领域公知的含义，可采用本领域已知的设备和方法进行测试，例如取单面涂布且经冷压后的正极极片(若是双面涂布的正极极片，可先擦拭掉其中一面的正极膜层)，冲切成小圆片，称其重量；然后将上述称重后的正极极片的正极膜层擦拭掉，称量集流体的重量。正极膜层的面密度＝(小圆片的重量-集流体的重量)/小圆片的面积。
在一些实施例中，电池单体的充电截止电压可以为4.1V以上，可选为4.1V-4.5V。
并非意在受限于任何理论或解释，本申请实施例提供的电池单体包括第一方面的电解液，从而可以在较高的充电截止电压下进行充放电循环，并保持良好的循环性能和功率性能。由此，可以提升电池的容量发挥和循环稳定性，从而提升电池的能量密度，延长电池的循环寿命。
在一些实施例中，正极膜层还可选地包括正极导电剂。本申请对正极导电剂的种类没有特别的限制，作为示例，正极导电剂包括超导碳、导电石墨、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯和碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施例中，正极膜层还可选地包括正极粘结剂。本申请对正极粘结剂的种类没有特别的限制，作为示例，正极粘结剂可包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物和含氟丙烯酸酯类树脂中的至少一种。
在一些实施例中，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。作为金属箔片的示例，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层以及形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属材料层。作为示例，金属材料可包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银和银合金中的至少一种。作为示例，高分子材料基层可包括聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)和聚乙烯(PE)中的至少一种。
正极膜层通常是将正极浆料涂布于正极集流体上，经干燥、冷压而成的。正极浆料通常是将正极活性材料、可选的导电剂、可选的粘结剂以及任意的其他组分分散于溶剂中并搅拌均匀而形成的。溶剂可以是N-甲基吡咯烷酮(NMP)，但不限于此。
在一些实施例中，本申请实施例的电池单体中，电极组件的负极极片可包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面且包括负极活性材料的负极膜层。例如，负极集流体具有在自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在负极集流体的两个相对表面中的任意一者或两者上。
负极活性材料可采用本领域公知的用于二次电池的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括但不限于天然石墨、人造石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂中的至少一种。硅基材料可包括单质硅、硅氧化物、硅碳复合物、硅氮复合物和硅合金材料中的至少一种。锡基材料可包括单质锡、锡氧化物和锡合金材料中的至少一种。
在一些实施例中，负极膜层还可选地包括负极导电剂。本申请对负极导电剂的种类没有特别的限制，作为示例，负极导电剂可包括超导碳、导电石墨、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯和碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施例中，负极膜层还可选地包括负极粘结剂。本申请对负极粘结剂的种类没有特别的限制，作为示例，负极粘结剂可包括丁苯橡胶(SBR)、水溶性不饱和树脂SR-1B、水性丙烯酸类树脂(例如，聚丙烯酸PAA、聚甲基丙烯酸PMAA、聚丙烯酸钠PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)和羧甲基壳聚糖(CMCS)中的至少一种。
在一些实施例中，负极膜层还可选地包括其他助剂。作为示例，其他助剂可包括增稠剂，例如，羧甲基纤维素钠(CMC)、PTC热敏电阻材料等。
在一些实施例中，负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。作为金属箔片的示例，可采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层以及形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属材料层。作为示例，金属材料可包括铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银和银合金中的至少一种。作为示例，高分子材料基层可包括聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)和聚乙烯(PE)中的至少一种。
负极膜层通常是将负极浆料涂布于负极集流体上，经干燥、冷压而成的。负极浆料通常是将负极活性材料、可选的导电剂、可选地粘结剂、其他可选的助剂分散于溶剂中并搅拌均匀而形成的。溶剂可以是N-甲基吡咯烷酮(NMP)或去离子水，但不限于此。
负极极片并不排除除了负极膜层之外的其他附加功能层。例如，在一些实施例中，负极极片还包括夹在负极集流体和负极膜层之间、设置在负极集流体表面的导电底涂层(例如由导电剂和粘结剂组成)。在一些实施例中，本申请的负极极片还包括覆盖在负极膜层表面的保护层。
本申请实施例对电池单体中，电极组件所用的隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在一些实施方式中，所述隔离膜的材质可以包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。所述隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜。当所述隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料相同或不同。
在一些实施方式中，所述正极极片、所述隔离膜和所述负极极片可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
在一些实施例中，正极极片、隔离膜和负极极片可通过卷绕工艺和/或叠片工艺制成电极组件。
在一些实施例中，电池单体可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解液。
在一些实施例中，电池单体的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。电池单体的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中的至少一种。
本申请对电池单体的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。如图1是作为一个示例的方形结构的电池单体5。
在一些实施例中，如图2所示，外包装可包括壳体51和盖板53。壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53用于盖设开口，以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺和/或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于容纳腔。电解液浸润于电极组件52中。电池单体5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，可根据需求来调节。
电池单体的制备方法是公知的。在一些实施例中，可将正极极片、隔离膜、负极极片和电解液组装形成电池单体。作为示例，可将正极极片、隔离膜、负极极片经卷绕工艺和/或叠片工艺形成电极组件，将电极组件置于外包装中，烘干后注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，得到电池单体。
电池
本申请的实施例所提到的电池可以包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。电池单体有多个时，多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联。
在一些实施例中，电池可以为电池模块；电池单体有多个时，多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。图3是作为一个示例的电池模块4的示意图。如图3所示，在电池模块4中，多个电池单体5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个电池单体5进行固定。可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个电池单体5容纳于该容纳空间。
在一些实施例中，电池可以为电池包，电池包包括箱体和电池单体，电池单体或电池模块容纳于箱体中，电池包所含电池模块的数量可以根据电池包的应用和容量进行调节。
图4和图5是作为一个示例的电池包1的示意图。如图4和图5所示，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2用于盖设下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
用电装置
本申请实施例还提供一种用电装置，用电装置包括本申请的实施例提供电池单体或电池。电池单体或电池可以用作用电装置的电源，也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以但不限于是移动设备(例如手机、笔记本电脑等)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等。
用电装置可以根据其使用需求来选择电池单体或电池。
图6是作为一个示例的用电装置的示意图。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的用电装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该用电装置通常要求轻薄化，可以采用电池单体作为电源。
实施例
下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比和比值都是基于质量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
正极极片的制备
将正极活性材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、导电剂炭黑(Super P)、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按照质量比80:10:10在适量的溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中混合均匀，得到正极浆料；将正极浆料涂布于正极集流体铝箔上，通过烘干、冷压、分条、裁切等工序，得到正极极片。
负极极片的制备
将负极活性材料人造石墨、导电剂炭黑(Super P)、粘结剂丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素钠(CMC)按照质量比80:15:2:3在适量的溶剂去离子水中混合均匀，得到负极浆料；将负极浆料涂布于负极集流体铜箔上，通过烘干、冷压、分条、裁切工序，得到负极极片。
隔离膜的制备
以16μm的聚乙烯薄膜(PE)作为隔离膜。
电解液的制备
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)按照质量比30:70进行混合得到有机溶剂，将适量的第一添加剂、第二添加剂氟磺酸锂加入到有机溶剂中，混合均匀后，将充分干燥的LiPF6和LiFSI溶解于上述有机溶剂中，使得LiPF6的浓度C1 mol/L为0.5mol/L，LiFSI的浓度C2 mol/L为0.5mol/L，得到电解液。电解液中，第一添加剂的质量百分含量W1％为0.05％，第二添加剂的质量百分含量W2％为0.05％。
二次电池的制备
将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序堆叠并卷绕，得到电极组件；将电极组件置于外包装中，干燥后注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，得到二次电池。
实施例2-21和对比例1-3的二次电池与实施例1类似，不同点在于：调整了第一添加剂的种类、第二添加剂的种类、W1、W2、C1、C2中的至少一者，具体详见表1。
其中，实施例1-7、17-21以及对比例2-3所用的第一添加剂为(化合物H1)，实施例8所用的第一添加剂为/>(化合物H2)，实施例9所用的第一添加剂为/>实施例10所用的第一添加剂为实施例11所用的第一添加剂为/>实施例12所用的第一添加剂为实施例13所用的第一添加剂为实施例14所用的第一添加剂为/>实施例15所用的第一添加剂为/>实施例16所用的第一添加剂为/>对比例1的电解液未添加第一添加剂。
测试部分
(1)常温循环性能测试
在25℃下，将二次电池以1C恒流充电至4.25V，再以4.25V恒压充电至截止电流0.05C，搁置10分钟，然后以1C恒流放电至2.8V，搁置5分钟，此为一个充放电循环。记录此时的放电容量为C0。对同一个二次电池重复这一充放电循环过程，记录第300圈的放电容量C1。电池的循环容量保持率P300＝C1/C0×100％。
(2)高温存储性能测试
在25℃下，将二次电池以1C恒流充电至4.25V，再以4.25V恒压充电至截止电流0.05C，搁置10分钟，然后然后以1C恒流放电至2.8V，记录此时的放电容量D0。
将二次电池放置在60℃的环境中存储60天。之后，将二次电池取出并降温至电池表面温度为25℃。
随后，在25℃下，以1C恒流放电至2.8V，之后以1C恒流充电至4.25V，再以4.25V恒压充电至截止电流0.05C，搁置10分钟，以1C恒流放电至终止电压2.8V，得到高温存储后的放电容量D1。
高温存储容量保持率(％)＝(D1/D0)×100％。
(3)功率性能测试
用二次电池的直流内阻(Directive Current Resistance，DCR)表征电池的功率性能。一般来说，电池的DCR越小，电池的功率性能越好。
在25℃下，将二次电池以1C恒流充电至4.25V，随后以4.25V恒压充电至截止电流0.05C，静置30分钟，然后以1C恒流放电0.5h，静置30min，记录静置后的电压V1。随后，以4C放电30s，采点间隔0.1S，记录放电结束时的电压V2。
电池的DCR＝(V1-V2)/I，I＝4C倍率对应的电流。
测试结果详见表2。
表1
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表2
序号 P300 高温存储容量保持率 DCR/mΩ
实施例1 97.0％ 94.8％ 15
实施例2 97.7％ 95.3％ 18
实施例3 94.3％ 92.2％ 37
实施例4 95.1％ 92.0％ 34
实施例5 98.6％ 96.4％ 8
实施例6 97.6％ 95.4％ 13
实施例7 96.6％ 95.0％ 10
实施例8 98.5％ 96.3％ 9
实施例9 98.4％ 96.0％ 8
实施例10 98.7％ 96.7％ 10
实施例11 98.6％ 96.5％ 11
实施例12 98.9％ 96.0％ 10
实施例13 98.6％ 96.5％ 9
实施例14 98.2％ 96.6％ 10
实施例15 98.3％ 96.3％ 9
实施例16 98.9％ 96.8％ 7
实施例17 98.4％ 96.5％ 7
实施例18 99.0％ 97.1％ 5
实施例19 90.0％ 92.3％ 36
实施例20 98.8％ 97.2％ 6
实施例21 91.4％ 92.6％ 33
对比例1 78.4％ 76.1％ 70
对比例2 85.3％ 84.4％ 58
对比例3 82.4％ 83.1％ 66
综合表1和表2的测试结果可知，二次电池的电解液包含第一添加剂和第二添加剂，且第一添加剂的质量百分含量W1和第二添加剂的质量百分含量W2满足本申请实施例所给的关系，可以有效提升电池的循环性能、存储性能和功率性能。
相对于此，对比例1中，二次电池的电解液不含第一添加剂和第二添加剂，其电池的循环性能、存储性能和功率性能远不如实施例1-21。对比例2和对比例3的二次电池中，电解液虽然包含第一添加剂和第二添加剂，但是第一添加剂的质量百分含量W1和第二添加剂的质量百分含量W2不满足本申请实施例所给的关系。由此，对比例2和对比例3的电池的循环性能、存储性能和功率性能虽然相较于对比例1有所改善，但是仍远不如实施例1-21。
对于所给出的若干化合物而在实施例中并未列举的化合物，因其跟实施例中已列举的化合物的化学性质、参与电化学反应所呈现的反应性质类似，均适用于本发明的技术方案，因此在此就不一一列举。
需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其他方式也包含在本申请的范围内。

Claims (15)

1.一种电解液，包括第一添加剂和第二添加剂，
所述第一添加剂包括环状硫酸酯化合物，所述第二添加剂包括氟磺酸锂、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂中的一种或多种；
基于所述电解液的总质量计，所述第一添加剂的质量百分含量W1和所述第二添加剂的质量百分含量W2满足：0.5≤W1/W2≤10。
2.根据权利要求1所述的电解液，其中，0.5≤W1/W2≤8。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，
0.05％≤W1≤2％，可选地，0.1％≤W1≤1.5％；和/或
0.05％≤W2≤2％，可选地，0.1％≤W2≤1％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电解液，其中，
所述第一添加剂包括如下式1、式2所示化合物中的至少一种；
在式1中，R1、R2各自独立地表示H、如下式a至式c所示的基团中的一者，或者R1与R2连接形成式d所示的结构；
在式c中，R3表示卤素原子、C1-C6的烷基、C1-C6的卤代烷基、C1-C6的烷氧基或式b所示的基团；在式a至式d中，表示键合位置；
在式2中，Ra、Rb、Rc、Rd各自独立地表示H或者F。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电解液，其中，所述第一添加剂包括化合物H1至H10中的至少一种：
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电解液，其中，
所述电解液还包括电解质锂盐，所述电解质锂盐包括LiPF6、LiFSI中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的电解液，其中，
所述电解质锂盐包括LiPF6以及LiFSI；
可选地，所述电解液中，LiPF6的摩尔浓度C1 mol/L与LiFSI的摩尔浓度C2 mol/L满足：1≤C1/C2≤5，更可选地，1≤C1/C2≤4。
8.根据权利要求7所述的电解液，其中，0.8≤C1+C2≤1.3；
可选地，0.2≤C1≤1；
可选地，0.1≤C2≤1。
9.一种电池单体，包括根据权利要求1-8中任一项所述的电解液。
10.根据权利要求9所述的电池单体，其中，
所述电池单体包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体以及位于所述正极集流体至少一侧的正极膜层，所述正极膜层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括含锂过渡金属氧化物；
可选地，所述含锂过渡金属氧化物包括镍钴锰三元材料，所述镍钴锰三元材料满足0.5≤nNi/(nNi+nCo+nMn)≤0.98，且nCo/(nNi+nCo+nMn)≥0.01，其中，nNi表示Ni元素的摩尔量，nCo表示Co元素的摩尔量，nMn表示Mn元素的摩尔量。
11.根据权利要求10所述的电池单体，其中，所述镍钴锰三元材料为掺杂有M元素的镍钴锰三元材料，所述M元素包括Mn、Al、Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Fe、V、Ti、B、Sn中的至少一种；
可选地，所述镍钴锰三元材料包括LiaNibCocMnfMdOe及其改性化合物中的一种或多种，其中，0.8≤a≤1.2，0.5≤b＜1，0＜c＜1，0＜d＜1，1≤e≤2，0＜f≤1，所述M元素包括Mn、Al、Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Fe、V、Ti、B、Sn中的至少一种。
12.根据权利要求10或11所述的电池单体，其中，
所述正极膜层的压实密度为3.0g/cm3-3.8g/cm3，可选为2.9g/cm3-3.6g/cm3。
13.根据权利要求9-11中任一项所述的电池单体，其中，
所述电池单体的充电截止电压为4.1V以上，可选为4.1V-4.5V。
14.一种电池，包括根据权利要求9-11中任一项所述的电池单体。
15.一种用电装置，包括根据权利要求9-11中任一项所述的电池单体。
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