CN117199535A

CN117199535A - 一种电解液、电化学装置及电子装置

Info

Publication number: CN117199535A
Application number: CN202311218557.8A
Authority: CN
Inventors: 余乐; 林双双
Original assignee: Envision Power Technology Jiangsu Co Ltd; Envision Ruitai Power Technology Shanghai Co Ltd
Current assignee: Envision Power Technology Jiangsu Co Ltd; Envision Ruitai Power Technology Shanghai Co Ltd
Priority date: 2023-09-20
Filing date: 2023-09-20
Publication date: 2023-12-08

Abstract

本发明属于二次电池技术领域，具体涉及一种电解液、电化学装置及电子装置，该电解液包括非水溶剂、锂盐和添加剂，该非水溶剂包括环状醚类溶剂，该添加剂包括氟化芳香族稀释剂。本发明的电解液组装成的电化学装置的循环性能优异。

Description

一种电解液、电化学装置及电子装置

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，具体涉及一种电解液、电化学装置及电子装置。

背景技术

锂离子二次电池依靠锂离子在正极和负极之间的移动来工作，在充放电过程中，锂离子在两个电极之间来回往返嵌入和脱嵌，锂离子二次电池具有寿命长、比容量大、无记忆效应等优点，被广泛应用于便携式电子装置、电动汽车等领域。

然而，锂离子二次电池在低温环境下存在容量低、衰减严重、循环倍率性能差、析锂现象明显、脱嵌锂不平衡等问题，无法满足航空航天、军工、电动车等领域的应用需求，其原因位于：商用锂离子二次电池所采用的电解液的普遍以六氟磷酸锂作为锂盐，以碳酸乙烯酯类物质作为溶剂，碳酸乙烯酯能够在充放电过程中在锂离子二次电池负极表面生成致密有效的SEI膜，通常作为电解液中必不可少的一部分，然而，碳酸酯类溶剂与锂金属、硅等高容量负极的兼容性差，溶剂副反应多，导致电解液组装成的电化学装置的循环稳定性差。其次，碳酸乙烯酯的粘度高，凝固点高，使得电解液在低温下电导迅速降低，且极易凝固，这对于电池低温下的充放电极为不利。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电解液、电化学装置及电子装置，以解决现有技术中电解液组装成的电化学装置的循环稳定性及在低温下的充放电性能不佳等技术问题。

为实现上述方案，本申请的方案如下：

第一个方面，本发明提供一种电解液，所述电解液包括非水溶剂、锂盐和添加剂，所述非水溶剂包括环状醚类溶剂，所述添加剂包括氟化芳香族稀释剂。

在本申请的一些实施例中，所述环状醚类溶剂包括1,3-二氧戊环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、2,2-二甲基四氢呋喃、2-丁基四氢呋喃、2,5-二乙基四氢呋喃、四氢吡喃、2-甲基四氢吡喃和2-正丙基四氢吡喃中的至少1种。

在本申请的一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述环状醚类溶剂的质量为30wt％-60wt％，优选为40wt％-50wt％。

在本申请的一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述锂盐的质量为10wt％-25wt％，优选为12wt％-18wt％。

在本申请的一些实施例中，所述锂盐包括六氟磷酸锂与双(三氟甲基)磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(五氟乙基磺酰基)亚氨基锂和双(六氟异丙氧基磺酰)亚氨基锂中的至少1种形成的组合物。

在本申请的一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述六氟磷酸锂的质量≥3wt％。

在本申请的一些实施例中，所述氟化芳香族稀释剂包括氟苯、1,2-二氟苯、1,3-二氟苯、全氟苯、1,4-二氟苯、三氟甲基苯、1,2-二(三氟甲基)苯、1,3-二(三氟甲基)苯、1,4-二(三氟甲基)苯、1,3,5-三(三氟甲基)苯、2-氟三氟甲苯和3-氟三氟甲苯中的至少1种。

在本申请的一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述氟化芳香族稀释剂的质量为20wt％-50wt％，优选为30wt％-40wt％。

在本申请的一些实施例中，所述添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯和四乙烯基硅烷中的至少3种。

在本申请的一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述氟代碳酸乙烯酯、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯和四乙烯基硅烷的总质量为2wt％-20wt％。

在本申请的一些实施例中，若所述电解液中包括氟代碳酸乙烯酯，基于所述电解液的质量，所述氟代碳酸乙烯酯的质量≥5wt％。

第二个方面，本申请还提供一种电化学装置，该电化学装置包括如上所述的电解液。

就电化学装置的制作方法而言，其没有任何限定。

第三个方面，本申请还提供一种电子装置，其包含如上所述的电化学装置。

如上所述，本发明的电解液、电化学装置及电子装置，具有以下有益效果：

本发明的电解液组装成的电化学装置的循环性能优异。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例对本发明进行进一步的说明，但需要指出的是本发明的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果等仅用于说明本发明，并不能以此限制本发明的保护范围，凡是根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。

本发明提供一种电解液，该电解液包括非水溶剂、锂盐和添加剂，非水溶剂包括环状醚类溶剂，添加剂包括氟化芳香族稀释剂。

在本申请的一些实施例中，环状醚类溶剂包括1,3-二氧戊环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、2,2-二甲基四氢呋喃、2-丁基四氢呋喃、2,5-二乙基四氢呋喃、四氢吡喃、2-甲基四氢吡喃和2-正丙基四氢吡喃中的至少1种。

在本申请的一些实施例中，基于电解液的质量，环状醚类溶剂的质量为30wt％-60wt％，优选为40wt％-50wt％。

在本申请的一些实施例中，基于电解液的质量，锂盐的质量为10wt％-25wt％，优选为12wt％-18wt％。

就本发明的电解液而言，环状醚类溶剂的还原稳定性优异，能够减少溶剂在负极界面处的副反应，进而改善该电解液组装成的电化学装置的循环稳定性。然而，环状醚类溶剂的耐氧化性能不佳，通过高浓度锂盐，能够有效提升电解液的氧化稳定性，进而有利于提升电解液组装成的电化学装置在高电压下的性能，然而，若锂盐浓度过高，则会增加电解液粘度，降低电导率，进而对电解液组装成的电化学装置的电化学性能造成不良影响，且增加成本。

在本申请的一些实施例中，锂盐包括六氟磷酸锂与双(三氟甲基)磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(五氟乙基磺酰基)亚氨基锂和双(六氟异丙氧基磺酰)亚氨基锂中的至少1种形成的组合物。

本申请中，通过选定特定锂盐(六氟磷酸锂(LiPF₆)与双(三氟甲基)磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双(氟磺酰)亚胺锂、双(五氟乙基磺酰基)亚氨基锂和双(六氟异丙氧基磺酰)亚氨基锂中的至少1种的组合组成的复合锂盐)，能够改善该电解液组装成的电化学装置的循环性能。

在本申请的一些实施例中，基于电解液的质量，六氟磷酸锂的质量≥3wt％。

本发明中，若六氟磷酸锂的质量小于3wt％，则该电解液组装成的电化学装置的循环性能不佳。

在本申请的一些实施例中，添加剂包括氟化芳香族稀释剂。

就本发明的电解液而言，氟化芳香族稀释剂能够降低环状醚类溶剂的粘度，避免了现有技术中因溶剂粘度等原因造成的电池在低温环境下充放电性能不佳的技术问题，进而进一步改善该电解液组装成的电化学装置在低温下的充放电性能。同时，氟化芳香族稀释剂不会影响电解液的微观溶剂化结构，进而能够保证该电解液组装成的电化学装置的电化学稳定性，有利于实现商业化应用。

在本申请的一些实施例中，氟化芳香族稀释剂包括氟苯、1,2-二氟苯、1,3-二氟苯、全氟苯、1,4-二氟苯、三氟甲基苯、1,2-二(三氟甲基)苯、1,3-二(三氟甲基)苯、1,4-二(三氟甲基)苯、1,3,5-三(三氟甲基)苯、2-氟三氟甲苯和3-氟三氟甲苯中的至少1种。

在本申请的一些实施例中，基于电解液的质量，氟化芳香族稀释剂的质量为20wt％-50wt％，优选为30wt％-40wt％。

在本申请的一些实施例中，添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、1,3-丙烯磺酸内酯(PST)和四乙烯基硅烷(TVSi)中的至少3种。

本申请中，氟代碳酸乙烯酯、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯和四乙烯基硅烷等物质能够生成LiF、含硼化锂等无机组分，优化SEI膜组成，进一步提升正负极与电解液之间的界面稳定性，进而改善该电解液组装成的电化学装置的循环稳定性。

在本申请的一些实施例中，基于电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯和四乙烯基硅烷的总质量为2wt％-20wt％。

在本申请的一些实施例中，若电解液中包括氟代碳酸乙烯酯，基于电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯的质量≥5wt％。

本申请中，若电解液中包括氟代碳酸乙烯酯，基于电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯的质量若小于5wt％，则该电解液组装成的电化学装置的循环性能不佳。

在一些实施例中，本申请还提供一种电化学装置，该电化学装置包括如上所述的电解液。

本申请的电化学装置，包括发生电化学反应的任何装置，它的具体实例包括所有种类的一次电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或电容器，该电化学装置是钠金属电池，电池包括软包、方形铝壳、方形钢壳、圆柱铝壳和圆柱钢壳电池中的至少1种。

就本发明的电化学装置而言，其包括正极极片、电解液和上述负极极片。其中，正极极片和负极极片可通过隔膜(必要时)叠放成一体，再注入电解液中，进而得到。

以下仅以锂离子二次电池为例，进行举例说明。

就本发明的负极极片而言，可通过将负极材料与粘结剂、溶剂混合均匀得到负极浆料，再将该负极浆料涂敷于负极集流体上形成负极活性层，或将负极浆料成型为片状、颗粒状等形状，并将其与负极集流体一体化而制得。

本发明中，负极材料没有特别限定，只要能以电化学方式吸藏/释放(即嵌入/脱嵌)金属离子即可。可以列举例如碳系材料、含有能与锂形成合金的金属元素和/或半金属元素的材料、含锂的金属复合氧化物材料以及它们的混合物等。碳系材料可以列举例如天然石墨、人造石墨、非晶质碳、覆盖有碳的石墨、覆盖有石墨的石墨和覆盖有树脂的石墨等。

本发明中，粘结剂可以列举聚四氟乙烯(PTFE)乳液、丁苯橡胶乳液、聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸(PAA)及其盐、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠、明胶、羧甲基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物(AMMA)、聚丙烯腈等物质。

本发明中，负极集流体的材质可以列举铝、铜、镍、钛、不锈钢或其组合物。不限于此，负极集流体的材质亦可采用碳纸、发泡金属等多孔金属等。负极集流体的形状可以列举箔状、开孔箔状、网状等制得的带状。

本发明中，电化学装置的结构和形状没有任何限定。具体而言，例如，电化学装置的结构可以为通过制作而成的卷绕式极板组或层叠式极板组封装装入外壳壳体。其中，卷绕式极板组可通过将正极极片、隔膜、负极极片叠放成的整体结构卷绕成扁平螺旋状而获得。层叠式极板组可通过将正极极片、隔膜、负极极片叠放而获得。例如，锂离子二次电池的形状可以列举例如方型、圆筒型、层叠型、硬币型、纽扣型、纸型等。应理解的是，本申请中，隔膜并非必要元件，例如在制作而成正极极片和负极极片无需直接接触式的锂离子二次电池结构时，可不必使用隔膜。

就本发明的隔膜而言，其材质可以列举聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯膜、聚酰胺膜、聚氯乙烯膜、聚二氟乙烯膜、聚苯胺膜、聚亚酰胺膜、不织布、聚对苯二甲二乙酯、聚苯乙烯(PS)、纤维素或其组合而成的材料。

就本发明的正极极片而言，其包括正极集流体和涂敷于该正极集流体上的正极浆料层。其中，正极集流体可以采用铝、钛、不锈钢等金属、合金加工成的箔状、开孔箔状、网状等制作而成的带状材料。正极浆料层包括正极材料。

本发明中，正极材料为能够可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物，例如，可以采用LixMO₂或LiyM₂O₄(式中，M为过渡金属，0≤x≤1，0≤y≤2)表示的含锂复合氧化物、尖晶石状的氧化物、层状结构的金属硫族化物、橄榄石结构等。可以列举例如LiCoO₂等锂钴氧化物、LiMn₂O₄等锂锰氧化物、LiNiO₂等锂镍氧化物、Li₄/3Ti₅/3O₄等锂钛氧化物、锂锰镍复合氧化物、锂锰镍钴复合氧化物；具有LiMPO₄(M＝Fe、Mn、Ni)等橄榄石型结晶结构的材料等等。优选采用层状结构或尖晶石状结构的含锂复合氧化物，LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂、LiNi_1/2Mn_1/2O₂等为代表的锂锰镍复合氧化物、LiNi_l/3Mn_1/3Co_1/3O₂、LiNi_0.6Mn_0.2Co_0.2O₂等为代表的锂锰镍钴复合氧化物、或LiNi_1-x-y-zCo_xAl_yMgzO₂(式中，0≤x≤1、0≤y≤0.1、0≤z≤0.1、0≤1-x-y-z≤1)等含锂复合氧化物。另外，上述含锂复合氧化物中的构成元素的一部分，被Ge、Ti、Zr、Mg、Al、Mo、Sn等的添加元素所取代的含锂复合氧化物等也包含其中。这些正极活性物质，既可单独使用其中一种，亦可至少两种配合使用。例如，通过同时使用层状结构的含锂复合氧化物与尖晶石结构的含锂复合氧化物，以兼顾电化学谢谢的大容量化及安全性能的提高。

在一些实施例中，本申请提供一种电子装置，该电子装置包括如上所述的电化学装置。

本申请的电化学装置的用途没有特别限定，其可用于现有技术中已知的任何电子装置。在一些实施例中，本申请的电化学装置可用于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、储能和电容器等。

下面通过具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

实施例1

本实施例提供一种电解液(以下wt％均为基于电解液的质量而言，各组分的质量百分含量，下同)，其组成为：

溶剂：30wt％的1,3-二氧戊环(DOL)；

氟化芳香族稀释剂：50wt％的氟苯；

锂盐：3wt％的六氟磷酸锂(LiPF₆)和7wt％的双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)形成的组合物；

其他添加剂：0.5wt％的二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)，0.5wt％1,3-丙烷磺酸内酯(PS)和9wt％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)形成的组合物。

在充满惰性Ar气体且水氧含量均小于0.01ppm的手套箱中配制本实施例的电解液，步骤如下：

S1.将六氟磷酸锂(LiPF₆)和双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)按相应质量比称取后溶解于相应含量的1,3-二氧戊环(DOL)溶剂中，搅拌均匀，得到混合液；

S2.按相应质量比称取相应含量的氟苯稀释剂加入到混合液中，混合均匀，得到溶液；

S3.将相应含量的二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)，1,3-丙烷磺酸内酯(PS)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)依次加入到步骤S2所得溶液中混合均匀，即得电解液。

实施例2-8及对比例1-8

实施例2-8及对比例1-10如表1所示。

性能检测

将实施例1-8及对比例1-10制得的电解液分别组装成锂铜半电池，测试组装成的各锂铜半电池的200圈循环库伦效率，具体为：以1mA/cm²的电流密度沉积2mAh/cm²的锂，再以1mA/cm²的电流密度充电至1V，若循环到200圈锂铜半电池未跳水，按照公式200圈库伦效率＝第200圈放电容量/第200圈充电容量计算200圈循环库伦效率，结果如表1所示；

将实施例1-8及对比例1-10制得的电解液分别和锂片、高载量镍钴锰三元正极及隔膜组装成锂-镍钴锰三元全电池，测试组装成的各锂-镍钴锰三元全电池在3-4.3V电压区间、1C充放电倍率下的循环寿命，具体为：将分容后满电态的各锂-镍钴锰三元全电池放入25温箱中，以1C放电到3.0V，初次放电容量记为DC(1-R)，再以1C恒流恒压充到4.3V，截止电流0.05C，静置5min，再以1C放电到3.0V，记录放电容量DC(2-R)。如此循环直到DC(N-R)<80％DC(1-R)，记录放电次数N，N即为循环寿命，结果如表1所示。

表1实施例1-8、对比例1-10及检测结果

备注：DMC为碳酸二甲酯，EMC为乙基甲基碳酸酯。

由表1可知，实施例1-8的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率≥96％，实施例1-8的电解液组装成的全电池的循环寿命≥645次。该结果表明，本发明的电解液组装成的电化学装置的循环性能优异。

由表1可知，对比例1(溶剂采用碳酸二甲酯)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为52％，对比例1(溶剂采用碳酸二甲酯)的电解液组装成的全电池的循环寿命为322次，而实施例1(溶剂采用1,3-二氧戊环)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为96％，实施例1(溶剂采用1,3-二氧戊环)的电解液组装成的全电池的循环寿命为672次。该结果表明，本发明采用环状醚类溶剂替代传统的碳酸酯作为溶剂，能够减少溶剂在负极界面处的副反应，进而改善该电解液组装成的电化学装置的循环性能。

由表1可知，对比例2(锂盐采用六氟磷酸锂)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为52％，对比例2(锂盐采用六氟磷酸锂)的电解液组装成的全电池的循环寿命为322次，对比例3(锂盐采用双(三氟甲基)磺酰亚胺锂)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为85％，对比例3(锂盐采用双(三氟甲基)磺酰亚胺锂)的电解液组装成的全电池的循环寿命为248次，而实施例1(锂盐采用六氟磷酸锂和双(氟磺酰)亚胺锂形成的组合物)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为96％，实施例1(锂盐采用六氟磷酸锂和双(氟磺酰)形成亚胺锂的组合物)的电解液组装成的全电池的循环寿命为672次。该结果表明，本发明通过选定特定锂盐(六氟磷酸锂(LiPF₆)与双(三氟甲基)磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双(氟磺酰)亚胺锂、双(五氟乙基磺酰基)亚氨基锂和双(六氟异丙氧基磺酰)亚氨基锂中的至少1种的形成的组合物)，能够改善该电解液组装成的电化学装置的循环性能。

由表1可知，对比例4(溶剂采用乙基甲基碳酸酯(EMC)，未加入氟化芳香族稀释剂)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为64％，对比例4(溶剂采用乙基甲基碳酸酯(EMC)，未加入稀释剂)的电解液组装成的全电池的循环寿命为139次；实施例5(溶剂采用1,3-二氧戊环(DOL)与四氢呋喃(THF)形成的组合物，加入有氟苯稀释剂)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为97％，实施例5(溶剂采用1,3-二氧戊环(DOL)与四氢呋喃(THF)形成的组合物，加入有氟苯稀释剂)的电解液组装成的全电池的循环寿命为657次。对比例5(稀释剂采用1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为87％，对比例5(稀释剂采用1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚)的电解液组装成的全电池的循环寿命为259次；实施例1(稀释剂采氟苯)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为96％，实施例1(稀释剂采用氟苯)的电解液组装成的全电池的循环寿命为672次。以上结果表明，本发明通过选定特定溶剂(1,3-二氧戊环(DOL)、四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃、2,2-二甲基四氢呋喃、2-丁基四氢呋喃、2,5-二乙基四氢呋喃、四氢吡喃、2-甲基四氢吡喃和2-正丙基四氢吡喃中的至少1种)，并辅以氟化芳香族稀释剂(氟苯、1，2-二氟苯、1，3-二氟苯、全氟苯、1，4-二氟苯、三氟甲基苯、1,2-二(三氟甲基)苯、1,3-二(三氟甲基)苯、1,4-二(三氟甲基)苯、1，3，5-三(三氟甲基)苯、2-氟三氟甲苯和3-氟三氟甲苯中的至少1种)，能够改善该电解液组装成的电化学装置的循环性能。

由表1可知，对比例6(其他添加剂为由二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)与1,3-丙烷磺酸内酯(PS)形成的组合物)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为65％，对比例6(其他添加剂为由二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)与1,3-丙烷磺酸内酯(PS)形成的组合物)的电解液组装成的全电池的循环寿命为246次；实施例3(其他添加采用二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)形成的组合物)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为97％，实施例3(其他添加采用二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)形成的组合物)的电解液组装成的全电池的循环寿命为645次。对比例7(其他添加剂的用量大于20wt％，具体为21wt％)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为69％，对比例7(其他添加剂的用量大于20wt％，具体为21wt％)的电解液组装成的全电池的循环寿命为259次；对比例7(其他添加剂的用量大于20wt％，具体为21wt％)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为69％；实施例7(其他添加剂的总量在2wt％-20wt％范围内)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为97％，实施例7(其他添加剂的总量在2wt％-20wt％范围内)的电解液组装成的全电池的循环寿命为645次。以上结果表明，本发明通过选定除氟化芳香族稀释剂外的其他特定组成及特定含量的其他添加剂(氟代碳酸乙烯酯(FEC)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、1,3-丙烯磺酸内酯(PST)和四乙烯基硅烷(TVSi)中的至少3种)，能够改善该电解液组装成的电化学装置的循环性能。

由表1可知，对比例8(氟化芳香族稀释剂的用量＞50wt％，具体为55wt％)的电解液组装成的全电池的循环寿命为259次)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为59％，对比例8(氟化芳香族稀释剂的用量＞50wt％，具体为55wt％)的电解液组装成的全电池的循环寿命为259次)的电解液组装成的全电池的循环寿命为224次，而实施例1(氟化芳香族稀释剂的用量在20wt％-50wt％范围内)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为96％，实施例1(氟化芳香族稀释剂的用量在20wt％-50wt％范围内)的电解液组装成的全电池的循环寿命为672次。以上结果表明，环状醚类溶剂能够充分解离锂盐，其与锂金属、硅负极等具有良好的兼容性和更低的凝固点(-48.8)，更加有利于高容量负极材料的应用和电池的低温充放电性能。而环状醚类溶剂的氧化稳定性较差，通常只用于锂-硫电池体系或匹配磷酸铁锂低电压正极材料，本申请通过设置高浓度锂盐，环状醚类溶剂分子几乎都与锂离子络合，仅存在少量的自由溶剂分子，因此溶剂的活度大大降低，其氧化和还原稳定性都进一步增强，从而实现环状醚类溶剂与较高电压正极的兼容。同时，在高浓度锂盐电解液中加入不与锂离子配位的特定含量的氟代芳香化稀释剂等物质，形成局部高浓电解液，能够有效降低电解液的锂盐浓度和粘度，从而有利于电解液的商品化应用。

由表1可知，对比例9(六氟磷酸锂的含量＜3wt％，具体为1wt％)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为64％，对比例9(六氟磷酸锂的含量＜3wt％，具体为1wt％)的电解液组装成的全电池的循环寿命为239次，而实施例6(六氟磷酸锂的含量＞3wt％，具体为4wt％)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为99％，实施例6(六氟磷酸锂的含量＞3wt％，具体为4wt％)的电解液组装成的全电池的循环寿命为722次。该结果表明，本申请中，通过控制六氟磷酸锂的含量在特定范围内(＞3wt％)，能够进一步提升电解液组装成的电化学装置的循环性能。

由表1可知，对比例10(含氟代碳酸乙烯酯FEC，FEC的含量为＜5wt％，具体为4wt％)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为63％，对比例10(含氟代碳酸乙烯酯FEC，FEC的含量为＜5wt％，具体为4wt％)的电解液组装成的全电池的循环寿命为245次，而实施例6(含氟代碳酸乙烯酯FEC，FEC的含量为≥5wt％，具体为5wt％)的电解液组装成的半电池的200圈库伦效率为99％，实施例6(含氟代碳酸乙烯酯FEC，FEC的含量为≥5wt％，具体为5wt％)的电解液组装成的全电池的循环寿命为722次。该结果表明，本申请中，通过控制氟代碳酸乙烯酯的含量在特定范围内(若含氟代碳酸乙烯酯，氟代碳酸乙烯酯的含量≥5wt％)，能够进一步提升电解液组装成的电化学装置的循环性能。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种电解液，所述添加剂包括非水溶剂、锂盐和添加剂，其特征在于，所述非水溶剂包括环状醚类溶剂，所述添加剂包括氟化芳香族稀释剂。

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述环状醚类溶剂包括1,3-二氧戊环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、2,2-二甲基四氢呋喃、2-丁基四氢呋喃、2,5-二乙基四氢呋喃、四氢吡喃、2-甲基四氢吡喃和2-正丙基四氢吡喃中的至少1种。

3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的质量，所述环状醚类溶剂的质量为30wt％-60wt％。

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的质量，所述锂盐的质量为10wt％-25wt％。

5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂与双(三氟甲基)磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(五氟乙基磺酰基)亚氨基锂和双(六氟异丙氧基磺酰)亚氨基锂中的至少1种形成的组合物。

6.根据权利要求5所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的质量，所述六氟磷酸锂的质量≥3wt％。

7.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟化芳香族稀释剂包括氟苯、1,2-二氟苯、1,3-二氟苯、全氟苯、1,4-二氟苯、三氟甲基苯、1,2-二(三氟甲基)苯、1,3-二(三氟甲基)苯、1,4-二(三氟甲基)苯、1,3,5-三(三氟甲基)苯、2-氟三氟甲苯和3-氟三氟甲苯中的至少1种。

8.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的质量，所述氟化芳香族稀释剂的质量为20wt％-50wt％。

9.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯和四乙烯基硅烷中的至少3种。

10.根据权利要求9所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的质量，所述氟代碳酸乙烯酯、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯和四乙烯基硅烷的总质量为2wt％-20wt％。

11.一种电化学装置，其特征在于，所述电化学装置包括如权利要求1-10任一项所述的电解液。

12.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包含如权利要求11所述的电化学装置。