CN117497850A - 一种电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电解液及包含该电解液的电池。所述电池包括正极片、负极片、电解液和隔膜；所述电解液包括电解质盐、有机溶剂和功能添加剂，所述功能添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂包括氟代丙烷磺酸内酯类化合物；所述负极片中含有金属Ni元素；当所述电池满足50≥1000A‑B≥2时，该电解液添加剂能够很好地匹配负极，有效提升正负极表面界面保护膜的稳定性，能够改善所述电池在化成和充放电过程中负极表面SEI膜中烷基磺酸锂和氟化锂的含量，提高负极SEI膜的稳定性，降低负极片中金属Ni元素对电池的负面影响，更进一步改善电池在高温高电压下的循环性能和存储性能。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体涉及一种电池，特别涉及一种在高温高电压下具有较好电化学性能的电池。
背景技术
锂离子电池是一种高能量密度、高效率、环保的电池，由于其诸多优点，已成为现代电子设备和小型动力系统的首选电源。锂离子电池的基本组件包括正极、负极、电解液和隔膜。在电池充电时，锂离子从负极中脱出，经过电解液进入正极，同时电子经过外电路从正极流回负极。
电解液在锂离子电池中充当离子传输的媒介，对电池的性能和安全至关重要。电解液由电解质盐、有机溶剂和其他添加剂组成，其中的电解质盐负责提供离子，有机溶剂则负责将电解质盐溶解在电池中。为了提高电池的性能，需要采用电解液添加剂，以改善电池的寿命、安全性和温度特性等。
负极是电池在充电过程中，锂离子和电子的载体，起着能量的储存与释放的作用。负极材料包括石墨类负极和硅基类负极，众多负极材料中以石墨类负极应用最广，但是石墨类负极在充电后，具有较低的电位，容易与电解液发生副反应。若形成的界面膜阻抗较大，则充放电倍率较低且容易析锂；层状结构的石墨在锂离子插入和脱嵌的过程中会发生约10％的形变，影响电池的循环寿命。
发明内容
研究发现，当在负极材料中引入金属Ni单质后可以显著提高负极活性物质的导电能力，进而提高大电流放电能力；但是当负极材料中掺入二价或三价的金属Ni元素(如金属Ni盐或金属氧化镍)后，不仅无法提升电池的性能，还会破坏电解液添加剂在正负极表面形成的界面保护膜，从而恶化电池的电化学性能。
为了避免高温高电压下电池性能恶化以及减少负极片中金属Ni元素对电池性能的影响，本发明提供了一种电池，所述电池的电解液中含有氟代丙烷磺酸内酯类化合物，其可以作为电解液添加剂引入到电池中，所述氟代丙烷磺酸内酯类化合物的加入能够有效减少负极片中金属Ni元素对电池性能恶化的影响，改善负极片中金属Ni元素对界面膜的不利影响，显著提升正负极界面和电解液在高温高电压下的稳定性，从而显著改善电池在高温高电压下的电化学性能。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种电池，所述电池包括正极片、负极片、电解液和隔膜；所述电解液包括电解质盐、有机溶剂和功能添加剂，所述功能添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂包括氟代丙烷磺酸内酯类化合物；所述负极片中含有金属Ni元素；
所述电池满足：
50≥1000A-B≥2；
其中，A为电解液中氟代丙烷磺酸内酯类化合物的质量占电解液总质量的百分比；B为负极片中金属Ni元素的质量占负极片中负极活性物质层总质量的百分比，单位为ppm。
本发明中，如果没有特别的说明，金属Ni元素均是指Ni2+和/或Ni3+。
根据本发明的实施方案，所述电池满足：30≥1000A-B≥3。示例性地，1000A-B为2、3、4、5、8、10、12、15、18、20、22、25、28或30。
根据本发明的实施方案，在高温高电压下，正负极表面成膜的稳定性变差，正负极表面形成的大量界面膜会发生分解，从而导致电池在高温高电压下的电池性能明显恶化。特别是当负极片中含有金属Ni元素时，会加剧恶化电池在高温高电压下的循环性能和存储性能。本申请的发明人通过研究后发现，当在电解液中引入氟代丙烷磺酸内酯类化合物时，所述氟代丙烷磺酸内酯类化合物具有优良的正负极保护性能，其可以在正负极成膜。具体地，氟代丙烷磺酸内酯类化合物可以在负极表面发生反应，生成稳定的SEI膜，该SEI膜富含烷基磺酸锂和氟化锂化合物，可以有效防止负极表面与电解液发生副反应，能够显著降低负极片中金属Ni元素对电池性能的影响，改善电池循环性能。该SEI膜还具有良好的高温稳定性，也可以同时改善电池的高温高电压性能，抑制电池产气。氟代丙烷磺酸内酯还可以在正极成膜，生成稳定的CEI膜，该膜也可以抑制电解液分解，提高电池的高温循环性能和高温储存性能。进一步研究后发现，当所述电池满足50≥1000A-B≥2时，该电解液添加剂能够很好地匹配负极，有效提升正负极表面界面保护膜的稳定性，能够改善电池在化成和充放电过程中负极表面SEI膜中烷基磺酸锂和氟化锂的含量，提高负极SEI膜的稳定性，降低负极片中金属Ni元素对电池的负面影响，更进一步改善电池在高温高电压下的循环性能和存储性能。
根据本发明的实施方案，所述第一添加剂的质量占电解液总质量的百分比为0.1wt％～5wt％，优选0.5wt％～4wt％，例如为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.8wt％、2wt％、2.2wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.8wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％。
根据本发明的实施方案，所述负极片中金属Ni元素的质量占负极片中负极活性物质层总质量的百分比为0.1ppm～40ppm；优选为1ppm～20ppm。例如为0.2ppm、0.3ppm、0.5ppm、0.8ppm、1ppm、2ppm、5ppm、8ppm、10ppm、12ppm、15ppm、18ppm、20ppm、25ppm、30ppm、35ppm或40ppm。
根据本发明的实施方案，所述第一添加剂包括式I所示的化合物中的至少一种：
式I中，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、氟、取代或未取代的烷基；若为取代时，取代基为氟或烷基；R1、R2、R3中的至少一个基团含有氟原子。
根据本发明的实施方案，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、氟、取代或未取代的C1-20烷基；若为取代时，取代基为氟或C1-20烷基；R1、R2、R3中的至少一个基团含有氟原子。
根据本发明的实施方案，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、氟、取代或未取代的C1-12烷基；若为取代时，取代基为氟或C1-12烷基；R1、R2、R3中的至少一个基团含有氟原子。
根据本发明的实施方案，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、氟、取代或未取代的C1-6烷基；若为取代时，取代基为氟或C1-6烷基；R1、R2、R3中的至少一个基团含有氟原子。
根据本发明的实施方案，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、氟、取代或未取代的C1-3烷基；若为取代时，取代基为氟或C1-3烷基；R1、R2、R3中的至少一个基团含有氟原子。
根据本发明的实施方案，所述第一添加剂包括如下化合物A1～化合物A6中的至少一种：
根据本发明的实施方案，所述第一添加剂可以通过商业途径购买后获得，也可以通过本领域已知的方法制备得到。
根据本发明的实施方案，所述功能添加剂还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括二腈化合物、三腈化合物和四腈化合物中的一种或多种。
根据本发明的实施方案，所述腈类化合物选自式II-1所示的二腈类化合物、式II-2所示的三腈类化合物和式II-3所示的四腈类化合物中的至少一种：
NC-R21-CN 式II-1
其中，R21是至少具有2个取代位置的碳原子数为1-10的基团；R22是至少具有3个取代位置的碳原子数为1-10的基团(如具有3个取代位置的碳原子数为1-10的含磷基团)；R23是至少具有4个取代位置的碳原子数为1-10的基团。
根据本发明的实施方案，所述碳原子数为1-10的基团选自取代或未取代的C1-10烷基、取代或未取代的C1-10烷氧基、取代或未取代的C2-10烯基、取代或未取代的C1-10烷基-O-C1-10烷基、取代或未取代的C1-10烷基-C(O)-C1-10烷基、取代或未取代的C4-10杂芳基、取代或未取代的C4-10杂环基、取代或未取代的C6-10芳基，取代基为卤素、取代或未取代的C1-10烷基。
根据本发明的实施方案，所述具有3个取代位置的碳原子数为1-10的含磷基团选自式III-1所示的磷酸酯基团或者选自式III-2所示的亚磷酸酯基团；
其中，*为连接键；R31、R32和R33相同或不同，彼此独立地选自C1-10烷基；如选自C1-6烷基；如C1-3烷基，如甲基、乙基或丙基。
根据本发明的实施方案，所述式II-1所示的二腈类化合物选自如下化合物中的至少一种：戊二腈、丁二腈(SN)、已二腈(ADN)、癸二腈、壬二腈、二氰基苯、对苯二腈、吡啶-3,4-二腈、2,5-二氰基吡啶、2,2,3,3-四氟丁二腈、四氟对苯二腈、4-四氢噻喃亚甲基丙二腈、反丁烯二腈、乙二醇双(丙腈)醚(DENE)和1,4,5,6-四氢-5,6-二氧-2,3-吡嗪二甲腈。
根据本发明的实施方案，所述式II-2所示的三腈类化合物选自如下化合物中的至少一种：1,3,6-己烷三腈(HTCN)、1,3,5-环己烷三腈、1,3,5-苯三氰、1,2,3-丙三甲腈、甘油三腈、三(3-氰丙基)磷酸酯(PCN)。
根据本发明的实施方案，所述式II-3所示的四腈类化合物选自如下化合物中的至少一种：1,1,3,3-丙四甲腈、1,2,2,3-四氰基丙烷、1,2,4,5-四氰基苯、2,3,5,6-吡嗪四腈、3-甲基-3-丙基-环丙烷-1,1,2,2-四甲腈、7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷和四氰基乙烯。
根据本发明的实施方案，所述第二添加剂的质量占电解液总质量的百分比为0.1～8wt％，优选2wt％～6wt％，例如为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.8wt％、2wt％、2.2wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.8wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、7wt％或8wt％。
根据本发明的实施方案，所述第二添加剂可以与正极发生配位反应，提高电池界面稳定性，进一步提高电池在高温高电压下的循环性能和存储性能。
根据本发明的实施方案，所述功能添加剂还包括第三添加剂，所述第三添加剂包括氟代化合物。
根据本发明的实施方案，所述氟代化合物包括但不限于氟代碳酸酯、氟代羧酸酯、氟醚等，具体包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、甲基三氟乙基碳酸酯(FEMC)、氟代碳酸二乙酯(FDEC)、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(TTE)、2,2,2-三氟乙酸乙酯(FEA)、2,2-二氟乙酸乙酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚(HFE)。
根据本发明的实施方案，所述氟代化合物本身耐氧化性好，对正极稳定性强，且还可在负极成膜，进一步降低负极界面副反应。
根据本发明的实施方案，所述氟代化合物添加剂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。
根据本发明的实施方案，所述第三添加剂的质量占电解液总质量的百分比为5wt％～15wt％，例如为5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％或15wt％。
根据本发明的实施方案，所述电池满足：C<5A；
其中，A为电解液中氟代丙烷磺酸内酯类化合物的质量占电解液总质量的百分比；C为电解液中第二添加剂的质量占电解液总质量的百分比。
研究发现，当所述电池满足：C<5A时，能够更充分地实现第一添加剂和第二添加剂之间的协同效果，充分发挥两种添加剂对正负极的保护效果(更有利于第一添加剂对负极的保护以及第二添加剂对正极的保护)，避免由于添加剂含量过高或过低导致对正负极的保护不足或出现恶化现象。
根据本发明的实施方案，所述电解质盐包括电解质锂盐。
根据本发明的实施方案，所述电解质锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)、二氟磷酸锂(LiPF2O2)、二氟双草酸磷酸锂(LiPF2(C2O4)2)、四氟草酸磷酸锂(LiPF4C2O4)、草酸磷酸锂(LiPO2C2O4)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双氟磺酰亚胺锂(LiTFSI)和双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)中的至少一种。
根据本发明的实施方案，所述电解质盐的质量占电解液总质量的百分比为10wt％～15wt％，例如为10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％或15wt％。
根据本发明的实施方案，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、乙酸乙酯(EA)、正丁酸乙酯(EB)和γ-丁内酯(GBL)中的至少一种。
根据本发明的实施方案，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；所述负极活性物质含有金属Ni元素。即金属Ni元素是通过负极活性物质引入到负极片中。
根据本发明的实施方案，含有金属Ni元素的负极片可以是经过化成或充放电循环后负极片(即从电池中拆解后获得的负极片)，也可以是制备得到的未经组装成电池的负极片。
根据本发明的实施方案，所述负极片的面密度为1-13mg/cm2。
根据本发明的实施方案，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表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性物质、导电剂和粘结剂。
根据本发明的实施方案，所述负极活性物质层还包括导电剂和粘结剂。
根据本发明的实施方案，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。
根据本发明的实施方案，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。
根据本发明的实施方案，所述负极活性物质包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳、硅基负极材料中的至少一种。
根据本发明的实施方案，所述正极活性物质包括过渡金属锂氧化物、磷酸铁锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂中的一种或几种；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、Zr中的一种或几种。
根据本发明的实施方案，所述电池的充电截止电压≥4.5V。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种电池。在高温高电压下，正负极表面成膜的稳定性变差，正负极表面形成的大量界面膜会发生分解，从而导致电池在高温高电压下的电池性能明显恶化。特别是当负极片中含有金属Ni元素时，会加剧恶化电池在高温高电压下的电化学性能。本申请的发明人通过研究后发现，当在电解液中引入氟代丙烷磺酸内酯类化合物时，所述氟代丙烷磺酸内酯类化合物具有优良的正负极保护性能，其可以在正负极成膜。具体地，氟代丙烷磺酸内酯类化合物可以在负极表面发生反应，生成稳定的SEI膜，该SEI膜富含烷基磺酸锂和氟化锂化合物，可以有效防止负极表面与电解液发生副反应，能够显著降低负极片中金属Ni元素对电池性能的影响，改善电池循环性能。该SEI膜还具有良好的高温稳定性，也可以同时改善电池的高温高电压性能，抑制电池产气。氟代丙烷磺酸内酯还可以在正极成膜，生成稳定的CEI膜，该膜也可以抑制电解液分解，提高电池的高温循环性能和高温储存性能。进一步研究后发现，当所述电池满足50≥1000A-B≥2时，该电解液添加剂能够很好地匹配负极，有效提升正负极表面界面保护膜的稳定性，能够改善电池在化成和充放电过程中负极表面SEI膜中烷基磺酸锂和氟化锂的含量，提高负极SEI膜的稳定性，降低负极片中金属Ni元素对电池的负面影响，更进一步改善电池在高温高电压下的循环性能和存储性能。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中所使用的负极活性物质掺杂有少量的金属Ni元素，其存在会恶化电池的性能。通过调节负极活性物质金属Ni元素的掺杂量，获得金属Ni元素含量不同(0ppm、5.3ppm或17.9ppm)的负极片。
实施例1-9及对比例1-7的电池通过以下步骤制备得到：
1)正极片制备
将正极活性物质钴酸锂(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
将负极活性物质硅碳/人造石墨(含5％硅碳和95％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)电解液的制备
在充满氩气的手套箱中(H2O<0.1ppm，O2<0.1ppm)，将EC/PC/DEC/PP按照10/20/20/50的质量比混合均匀，然后往其中快速加入充分干燥的六氟磷酸锂(LiPF6)，最终浓度为1mol/L，溶解后加入基于电解液总质量12wt％的氟代碳酸乙烯酯，加入基于电解液总质量2wt％的1,3,6-己烷三腈(HTCN)，加入基于电解液总质量2wt％的己二腈(ADN)，加入第一添加剂(具体用量和选择如表1所述)，搅拌均匀，经过水分和游离酸检测合格后，得到所需的电解液。
4)电池的制备
将步骤1)的正极片、步骤2)的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，将步骤3)的电解液注入外包装中，经过真空封装、静置、化成、整形、分选等工序，获得电池。本发明电池充放电范围为3.0-4.5V。
实施例10-14的电池通过以下步骤制备得到：
其他操作同实施例5，区别仅在于电解液的制备过程中加入不同质量占比和种类的第一添加剂以及第二添加剂，具体如表3所示。
对实施例和对比例获得的电池分别进行60℃存储性能测试和45℃循环性能测试。
1)60℃存储性能测试
将表1的电池在25℃下按照1C的倍率充电到截止电压，截止电流0.025C，静置5min，测试锂离子电池的厚度(以此为存储前的厚度)。充满电的电芯/电池在(60±2)℃条件下开路搁置35天，储存35天后在室温条件下开路搁置2h，测试存储后的厚度，计算锂离子电池厚度膨胀率：
厚度膨胀率＝[(存储后厚度-存储前厚度)/存储前厚度]×100％，结果见表2和表4。
2)45℃循环性能测试
将表1的电池在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x2mAh，第N圈的放电容量计为y2mAh；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R2＝y2/x2，记录循环容量保持率R2为70％时电池的循环周数，结果见表2和表4。
3)将负极片上的负极活性物质层刮下，取5mg负极活性物质层依次加入3mL浓硫酸和3mL浓硝酸，加热至180℃，直至溶液澄清透明，冷却之后加水定容至50mL，送样检测，利用ICP(Inductive Coupled Plasma Emission Spectrometer)电感耦合等离子光谱发生仪测试其中的金属Ni元素的含量。
表1实施例1-7和对比例1-7的电池中电解液添加剂的组成
表2实施例1-9和对比例1-7的电池的性能测试结果
从对比例2-4(或对比例1和6)对比可以看出，负极片中含有的金属Ni元素对电池在高电压下的高温循环性能和高温存储性能会产生恶化作用。从对比例3、对比例5、对比例7、实施例1-5和实施例8-9(如对比例4、对比例6和实施例6-7)对比可以看出，在电解液中引入的氟代丙烷磺酸内酯类化合物能够使电池在化成和充放电过程中较早地在正负极形成稳定的界面膜，减少电解液和正负极界面之间的副反应，提高高电压下正负极的稳定性，降低电池循环过程中对电解液的消耗和对正负极结构的破坏，改善电池在高电压下的高温循环性能和高温存储性能。氟代丙烷磺酸内酯类化合物的引入能够改善负极片中含有的金属Ni元素对电池在高电压下的高温循环性能和高温存储性能产生的恶化作用，特别地，通过调整氟代丙烷磺酸内酯类化合物在电解液中的含量及与负极片中金属Ni元素的比例，即所述电池满足如下关系式：50≥1000A-B≥2时，能够改善所述电池在化成和充放电过程中负极表面SEI膜中LiF等的含量，提高负极SEI膜的稳定性，更进一步改善电池在高电压下的高温循环性能和高温存储性能。
进一步地，对比对比例5、实施例1和实施例9可以看出，当所述电池满足：C<5A时，能够更充分地实现第一添加剂和第二添加剂之间的协同效果，充分发挥两种添加剂对正负极的保护效果，避免由于添加剂含量过高或过低导致对正负极的保护不足或出现恶化现象。
进一步地，对比实施例1和实施例8可以看出，当负极片的面密度≤13mg/cm2时，其可以更好地匹配特定含量的电解液添加剂，充分发挥电解液添加剂的效果。
表3实施例10-14的电池中电解液添加剂的组成
表4实施例10-14的电池的性能测试结果
从表4的性能测试结果可以看出，通过调整电解液中第一添加剂和第二添加剂的种类，可以实现对于电池性能的调整，但是均可以实现改善电池在高电压下的高温循环性能和高温存储性能的效果。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池，其特征在于，所述电池包括正极片、负极片、电解液和隔膜；所述电解液包括电解质盐、有机溶剂和功能添加剂，所述功能添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂包括氟代丙烷磺酸内酯类化合物；所述负极片中含有金属Ni元素；
所述电池满足：
50≥1000A-B≥2；
其中，A为电解液中氟代丙烷磺酸内酯类化合物的质量占电解液总质量的百分比；B为负极片中金属Ni元素的质量占负极片中负极活性物质层总质量的百分比，单位为ppm。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池满足：30≥1000A-B≥3。
3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述第一添加剂的质量占电解液总质量的百分比为0.1～5wt％，优选0.5wt％～4wt％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，所述负极片中金属Ni元素的质量占负极片中负极活性物质层总质量的百分比为0.1ppm～40ppm；优选为1ppm～20ppm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其特征在于，所述第一添加剂包括式I所示的化合物中的至少一种：
式I中，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、氟、取代或未取代的烷基；若为取代时，取代基为氟或烷基；R1、R2、R3中的至少一个基团含有氟原子。
优选地，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、氟、取代或未取代的C1-20烷基；若为取代时，取代基为氟或C1-20烷基；R1、R2、R3中的至少一个基团含有氟原子。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述第一添加剂包括如下化合物A1～化合物A6中的至少一种：
7.根据权利要求1-6任一项所述的电池，其特征在于，所述功能添加剂还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括二腈化合物、三腈化合物和四腈化合物中的一种或多种；所述腈类化合物选自式II-1所示的二腈类化合物、式II-2所示的三腈类化合物和式II-3所示的四腈类化合物中的至少一种：
NC-R21-CN 式II-1
其中，R21是至少具有2个取代位置的碳原子数为1-10的基团；R22是至少具有3个取代位置的碳原子数为1-10的基团(优选为具有3个取代位置的碳原子数为1-10的含磷基团)；R23是至少具有4个取代位置的碳原子数为1-10的基团。
优选地，所述碳原子数为1-10的基团选自取代或未取代的C1-10烷基、取代或未取代的C1-10烷氧基、取代或未取代的C2-10烯基、取代或未取代的C1-10烷基-O-C1-10烷基、取代或未取代的C1-10烷基-C(O)-C1-10烷基、取代或未取代的C4-10杂芳基、取代或未取代的C4-10杂环基、取代或未取代的C6-10芳基，取代基为卤素、取代或未取代的C1-10烷基；
和/或，所述具有3个取代位置的碳原子数为1-10的含磷基团选自式III-1所示的磷酸酯基团或者选自式III-2所示的亚磷酸酯基团；
其中，*为连接键；R31、R32和R33相同或不同，彼此独立地选自C1-10烷基。
优选地，所述第二添加剂的质量占电解液总质量的百分比为0.1～8wt％，优选2wt％～6wt％。
8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述式II-1所示的二腈类化合物选自如下化合物中的至少一种：戊二腈、丁二腈(SN)、已二腈(ADN)、癸二腈、壬二腈、二氰基苯、对苯二腈、吡啶-3,4-二腈、2,5-二氰基吡啶、2,2,3,3-四氟丁二腈、四氟对苯二腈、4-四氢噻喃亚甲基丙二腈、反丁烯二腈、乙二醇双(丙腈)醚(DENE)和1,4,5,6-四氢-5,6-二氧-2,3-吡嗪二甲腈；
和/或，所述式II-2所示的三腈类化合物选自如下化合物中的至少一种：1,3,6-己烷三腈(HTCN)、1,3,5-环己烷三腈、1,3,5-苯三氰、1,2,3-丙三甲腈、甘油三腈、三(3-氰丙基)磷酸酯(PCN)；
和/或，所述式II-3所示的四腈类化合物选自如下化合物中的至少一种：1,1,3,3-丙四甲腈、1,2,2,3-四氰基丙烷、1,2,4,5-四氰基苯、2,3,5,6-吡嗪四腈、3-甲基-3-丙基-环丙烷-1,1,2,2-四甲腈、7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷和四氰基乙烯。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电池，其特征在于，所述功能添加剂还包括第三添加剂，所述第三添加剂包括氟代化合物，所述氟代化合物包括氟代碳酸酯、氟代羧酸酯、氟醚等，具体包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、甲基三氟乙基碳酸酯(FEMC)、氟代碳酸二乙酯(FDEC)、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(TTE)、2,2,2-三氟乙酸乙酯(FEA)、2,2-二氟乙酸乙酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚(HFE)。
优选地，所述第三添加剂的质量占电解液总质量的百分比为5wt％～15wt％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的电池，其特征在于，所述电池满足：C<5A；
其中，A为电解液中氟代丙烷磺酸内酯类化合物的质量占电解液总质量的百分比；C为电解液中第二添加剂的质量占电解液总质量的百分比。
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