CN117525592A - 一种电解液和电池 - Google Patents

一种电解液和电池 Download PDF

Info

Publication number
CN117525592A
CN117525592A CN202311742700.3A CN202311742700A CN117525592A CN 117525592 A CN117525592 A CN 117525592A CN 202311742700 A CN202311742700 A CN 202311742700A CN 117525592 A CN117525592 A CN 117525592A
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
electrolyte
substituted
groups
unsubstituted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311742700.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李希平
曹启雄
王海
李素丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd
Original Assignee
Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd filed Critical Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd
Priority to CN202311742700.3A priority Critical patent/CN117525592A/zh
Publication of CN117525592A publication Critical patent/CN117525592A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电解液以及包括该电解液的电池。电解液包括具有式(I)所示结构的第一添加剂，其中，R1、R2、R3各自独立选自氢原子、卤原子、苯基、吡啶基、吡咯基、吡嗪基、C1‑C5的烷基、C1‑C5的烷氧基、C2‑C5的烯氧基、C1‑C4的氰基，且R1、R2和R3中至少一个选自C1‑C4的氰基，X2选自卤原子、苯基、吡啶基、吡咯基、吡嗪基、C1‑C5的烷基、C1‑C4的氰基。本发明的电解液在正负极均能成膜，并且形成的界面膜的阻抗较低，稳定性较高，从而可以降低电池阻抗的同时，提升电池的高温循环性能和热冲击性能。

Description

一种电解液和电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电解液以及包括该电解液的电池。
背景技术
随着近年来科技的不断发展和全球能源危机的日益加剧，锂离子电池已成为当今最受欢迎的电池之一。锂离子电池由于其高能量密度、长寿命以及较小的自放电率，已被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、电动汽车等领域。
电解液是锂离子电池中最重要的组成部分之一，它起着在电池中传递电荷，稳定电池化学反应并降低红外线能量等作用。传统的锂离子电池电解液通常采用含有有机碳酸酯、有机溶剂、锂盐和添加剂的液态组分。然而，这种电解液添加剂缺乏可靠性，易挥发或分解，严重缺乏对电池温度和压力变化的灵敏性，从而降低了电池性能和寿命。
因此，发明一种兼具阻抗低、高温循环性能好和热冲击性能好的电池非常重要。
发明内容
为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种电解液以及包括该电解液的电池。本发明的电解液在正负极均能成膜，并且形成的界面膜的阻抗较低，稳定性较高，从而可以降低电池阻抗的同时，提升电池的高温循环性能和热冲击性能。
本发明的发明人发现，通过提高电解液与正负极之间界面膜的稳定性，降低界面膜的阻抗，可以降低电池的阻抗，提高电池的高温循环性能和热冲击性能。
本发明的发明人进一步深入研究发现，为了提高电解液与正负极之间界面的稳定性，降低界面的阻抗，可以在电解液中加入具有特定结构的物质，使界面膜的稳定性提高，阻抗降低，从而降低电池的阻抗，提高电池的高温循环性能和热冲击性能。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种电解液，所述电解液包括具有式(I)所示结构的第一添加剂，
其中，R1、R2、R3各自独立选自氢原子、卤原子、苯基、吡啶基、吡咯基、吡嗪基、取代或未被取代的C1-C5的烷基、取代或未被取代的C1-C5的烷氧基、取代或未被取代的C2-C5的烯氧基、取代或未被取代的C1-C4的氰基，且R1、R2和R3中至少一个选自取代或未被取代的C1-C4的氰基，X2选自卤原子、苯基、吡啶基、吡咯基、吡嗪基、取代或未被取代的C1-C5的烷基、取代或未被取代的C1-C4的氰基，所述取代的取代基选自卤素中的一种或多种。
本发明第二方面提供了一种电池，该电池包括本发明第一方面所述的电解液。
通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：
本发明的电解液中包括具有特定结构的第一添加剂，该第一添加剂在正负极均参与形成界面膜，其形成的界面膜阻抗低，稳定性高，因此能够使电池的阻抗降低，高温循环性能提升，热冲击性能提升。
本发明的其它特点和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本文中，在没有特别说明的情况下，数据范围均包括端点。
本发明第一方面提供了一种电解液，所述电解液包括具有式(I)所示结构的第一添加剂，
其中，R1、R2、R3各自独立选自氢原子、卤原子、苯基、吡啶基、吡咯基、吡嗪基、取代或未被取代的C1-C5的烷基、取代或未被取代的C1-C5的烷氧基、取代或未被取代的C2-C5的烯氧基、取代或未被取代的C1-C4的氰基，且R1、R2和R3中至少一个选自取代或未被取代的C1-C4的氰基，X2选自卤原子、苯环、吡啶基、吡咯基、吡嗪基、取代或未被取代的C1-C5的烷基、取代或未被取代的C1-C4的氰基，所述取代的取代基选自卤素中的一种或多种。
从式(I)所示结构可以看出，第一添加剂包括氰基和磺酸酯基，氰基和磺酸酯基均可参与正负极的界面膜的形成，两者协同配合能够使形成的界面膜的阻抗降低，从而降低电解液的阻抗。
本发明的发明人经研究发现，第一添加剂中的烯基，可以提高第一添加剂的氧化还原电位，因此不饱和键烯基也可参与正负极的界面膜的形成，其参与形成的界面稳定性高，而且在烯基和磺酸酯基的协同配合下可以生成富含S元素的低阻抗界面膜，该无机界面膜稳定性较高，从而可以提高电解液的稳定性，提高电池的高温循环性能和热冲击性能；此外烯基还可以提高氰基的稳定性，降低氰基的极性，尤其在形成正极的界面膜时，烯基会优先断裂，从而可以使正极的界面膜稳定性更高，进一步提升电池的高温循环稳定性和热冲击性能。
通过在电解液中添加具有特定结构的第一添加剂，可以降低电解液的阻抗，提高电解液的稳定性，已经能够使电池实现比现有技术更低的阻抗、更好的高温循环稳定性和更好的热冲击性能。为了进一步提高效果，可以对其中一个或多个技术特征做进一步优选。
R1、R2、R3相同或不同，各自独立选自氢原子、卤原子、苯基、吡啶基、吡咯基、吡嗪基、取代或未被取代的C1-C5的烷基、取代或未被取代的C1-C5的烷氧基、取代或未被取代的C2-C5的烯氧基、取代或未被取代的C1-C4的氰基。
卤原子可以选自F原子、Cl原子、Br原子和I原子中的一种或多种。
所述吡啶基的连接位点可以位于吡啶基中N原子的邻、间、对位，例如其中虚线表示连接位点。
所述吡咯基的连接位点可以直接与吡咯基中的N原子相连，或者连接位点可以位于吡咯基中N原子的邻、间位，例如，其中虚线表示连接位点。
所述吡嗪基的结构，例如其中虚线表示连接位点。
在本发明中，取代或未被取代所要表达的意思是，以“取代或未被取代的C1-C5的烷基”为例，表示表示烷烃基可以被卤素取代，也可以未被任一取代基取代，当烷烃基被卤素取代时，烷烃基中的可以有一个H被卤素取代，也可以有多个H被卤素取代，还可以全部的H被卤素取代。
所述C1-C5的烷基，例如选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、环戊基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基。
所述C1-C5的烷氧基，例如选自甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、环丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、环丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、叔戊氧基、新戊氧基、环戊氧基、2,2-二甲基丙氧基、1-乙基丙氧基、1-甲基丁氧基、2-甲基丁氧基。
所述C2-C5的烯氧基，例如选自乙烯氧基、正丙烯氧基、异丙烯氧基、环丙烯氧基、正丁烯氧基、异丁烯氧基、仲丁烯氧基、叔丁烯氧基、环丁烯氧基、正戊烯氧基、异戊烯氧基、叔戊烯氧基、新戊烯氧基、环戊烯氧基、2,2-二甲基丙烯氧基、1-乙基丙烯氧基、1-甲基丁烯氧基、2-甲基丁烯氧基。
所述C1-C4的氰基，例如选自氰基、甲基氰基、乙基氰基、正丙基氰基、异丙基氰基、环丙基氰基。
在一实例中，R1、R2、R3相同或不同，各自独立选自氢原子、苯基、取代或未被取代的C1-C4的氰基，且R1、R2和R3中至少一个选自取代或未被取代的C1-C4的氰基。
R1、R2和R3中可以至少一个(例如1、2、3个)选自取代或未被取代的C1-C4的氰基。
在一实例中，R1、R2、R3相同或不同，各自独立选自取代或未被取代的C1-C4的氰基。
X2可以选自卤原子、苯基、吡啶基、吡咯基、吡嗪基、取代或未被取代的C1-C5的烷基、取代或未被取代的C1-C4的氰基。
在一实例中，X2选自卤原子、苯基、吡啶基。
所述取代的取代基可以选自卤素(例如，F、Cl、Br、I)中的一种或多种。
在一实例中，所述取代的取代基为F。
在一实例中，R1、R2、R3各自独立选自氢原子、苯基、取代或未被取代的C1-C4的氰基，且R1、R2和R3中至少一个选自取代或未被取代的C1-C4的氰基，且X2选自卤原子、苯基、吡啶基，且所述取代的取代基为F。
在一实例中，R1、R2、R3各自独立选自取代或未被取代的C1-C4的氰基，且X2选自卤原子、苯基、吡啶基，且所述取代的取代基为F。
在一实例中，所述第一添加剂选自以下结构中的一种或多种：
所述第一添加剂可以通过商购得到，也可以通过常规制备工艺制备得到。
根据一种具体的实施方式，以所述电解液的总重量为基准，所述第一添加剂的重量含量为0.1wt％-10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)。
在一实例中，以所述电解液的总重量为基准，所述第一添加剂的重量含量为0.5wt％-3wt％。
在一实例中，所述电解液还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)以及1,3丙烷磺酸内酯(PS)、硫酸乙烯酯(DTD)、丙烯磺酸内酯(PST)、马来酸酐、柠康酸酐、丁二酸酐、乙二醇双(丙腈)醚(EGBE)、丁二腈(SN)、已二腈(ADN)和已烷三腈(HTCN)中的一种或多种。
根据一种具体的实施方式，所述第一添加剂的重量与所述第二添加剂的重量之比为1:(2-25)。
在一实例中，所述第一添加剂的重量与第二添加剂的重量之比为1:(4-10)。
根据一种具体的实施方式，以所述电解液的总重量为基准，所述第二添加剂的重量含量为0.1wt％-15wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％、12wt％、15wt％)。
在一实例中，以所述电解液的总重量为基准，所述第二添加剂的重量含量为0.5wt％-10wt％。
在一实例中，所述电解液还包括锂盐和有机溶剂。
在一实例中，所述锂盐选自六氟磷酸锂(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)中的一种或多种。
在一实例中，所述有机溶剂选自乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、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)中的一种或多种。
根据一种具体的实施方式，以所述电解液的总重量为基准，所述锂盐的重量含量为10wt％-18wt％(例如，10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％)，所述有机溶剂的重量含量为60wt％-89wt％(60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％、89wt％)。
在一实例中，以所述电解液的总重量为基准，所述锂盐的重量含量为12wt％-15wt％，所述有机溶剂的重量含量为72wt％-85wt％。
本发明第二方面提供了一种电池，该电池包括本发明第一方面所述的电解液。
所述电池除电解液以外的材料和制备方法可以按照本领域的方式进行，均能够实现循环稳定性高，膨胀率低的效果。
所述电池可以为锂离子电池。
所述电池可以包括正极片，所述正极片包括正极活性材料。
在一实例中，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材料、导电剂和粘结剂。
在一实例中，所述正极活性材料包括锰酸锂、磷酸铁锂和过渡金属锂氧化物(例如，钴酸锂)中的一种或多种。
在一实例中，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；M为Mg、Zn、Ga、Ba、Al、Fe、Cr、Sn、V、Mn、Sc、Ti、Nb、Mo和Zr中的一种或多种。当所述正极材料活性物质包括过渡金属锂氧化物时，电解液中的第一添加剂能够与过渡金属络合形成更加稳定的界面膜，从而进一步提升电池的高温循环性能和热冲击性能。
在一实例中，以所述正极活性物质层的总重量为基准，所述正极活性材料的含量为80wt％-99.8wt％(例如，80wt％、85wt％、90wt％、95wt％、99wt％、99.8wt％)，所述导电剂的含量为0.1wt％-10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)和所述粘结剂的含量为0.1wt％-10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)。
在一实例中，以所述正极活性物质层的总重量为基准，所述正极活性材料的含量为90wt％-99.6wt％，所述导电剂的含量为0.2wt％-5wt％和所述粘结剂的含量为0.2wt％-5wt％。
所述电池还可以包括负极片和隔膜。
所述负极片可以为本领域常规的负极片，例如，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材料、导电剂和粘结剂。
在一实例中，所述负极活性材料选自人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳、人造石墨掺硅和人造石墨掺硅氧中的一种或多种。
在一实例中，所述导电剂选自导电炭黑(SP)、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管(例如，单壁碳纳米管、多壁碳纳米管)、金属粉和碳纤维中的一种或多种。
在一实例中，所述粘结剂选自锂化聚丙烯酸(Li-PAA)、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯和聚氧化乙烯中的一种或多种。
在一实例中，以所述负极活性物质层的总重量为基准，所述负极活性材料的含量为80wt％-99.8wt％(例如，80wt％、85wt％、90wt％、95wt％、99wt％、99.8wt％)，所述导电剂的含量为0.1wt％-10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)和所述粘结剂的含量为0.1wt％-10wt％(例如，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％)。
在一实例中，以所述负极活性物质层的总重量为基准，所述负极活性材料的含量为90wt％-99.6wt％，所述导电剂的含量为0.2wt％-5wt％和所述粘结剂的含量为0.2wt％-5wt％。
所述隔膜可以为本领域常规的隔膜，例如，所述隔膜包括基材、耐热层和聚合物层。
在一实例中，所述聚合物层中包括聚合物，所述聚合物选自聚偏氟乙烯、六氟丙烯偏氟乙烯共聚物(例如为聚偏氟乙烯六氟丙烯共聚物)、甲基丙烯酸、聚甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
在一实例中，所述耐热层包括陶瓷，所述陶瓷选自氧化铝、勃姆石、氧化镁、氮化硼和氢氧化镁中的一种或多种。
在一实例中，所述基材选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚丙烯复合材料、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯乙烯、芳纶中的至少一种。
本发明的电池由于包括本发明所述的电解液，电池的阻抗降低，高温循环稳定性提升，热冲击性能提升。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。本发明所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例用于说明本发明的电解液。
实施例1
(1)成分准备
第一添加剂：具有式(I-1)所示结构，1重量份；
第二添加剂：FEC6重量份，PS1重量份；
锂盐：六氟磷酸锂(LiPF6)，13.75重量份；
有机溶剂：碳酸乙烯酯19.75重量份，碳酸丙烯酯19.5重量份，碳酸二乙酯39重量份。
(2)电解液制备
在充满惰性气体的手套箱中(H2O＜10ppm，O2＜5ppm)，将有机溶剂进行混合，然后向混合溶液缓慢加入锂盐，然后加入第一添加剂和第二添加剂，经过水分和游离酸检测合格后，得到电解液。
实施例1b
参照实施例1a进行，所不同的是，改变第一添加剂的重量份，具体参见表1。
实施例1c
参照实施例1a进行，所不同的是，改变第一添加剂的重量份，具体参见表1。
实施例2组
本实施例组用于说明当第一添加剂的具体选择发生改变时产生的影响。
本组实施例参照实施例1进行，所不同的是，改变第一添加剂的具体选择，具体参见表1。
实施例3组
本实施例组用于说明当第二添加剂的具体选择发生改变时产生的影响。
本组实施例参照实施例1进行，所不同的是，改变第二添加剂的具体选择，具体参见表1。
实施例4组
本实施例组用于说明当第一添加剂的重量与第二添加剂的重量之比发生改变时产生的影响。
本组实施例参照实施例1进行，所不同的是，改变第一添加剂的重量与第二添加剂的重量之比，具体参见表1。
实施例5
参照实施例1进行，所不同的是，在电解液中不添加第二添加剂，具体参见表1。
对比例1
参照实施例1进行，所不同的是，在电解液中不添加第一添加剂和第二添加剂，具体参见表1。
对比例2
参照实施例1进行，所不同的是，在电解液中不添加第一添加剂，具体参见表1。
对比例3
参照实施例1进行，所不同的是，在电解液中不添加第一添加剂，且将第二添加剂调整为FEC6重量份和HTCN1重量份，具体参见表1。
对比例4
参照实施例1进行，所不同的是，在电解液中不添加第一添加剂，且将第二添加剂调整为硫酸乙烯酯6重量份和己二腈1重量份，具体参见表1。
表1
*表示同实施例1；
-表示不添加。
制备例
将实施例和对比例所得的电解液分别按照以下方式制备电池。
(1)正极片制备
将正极活性物质钴酸锂(LiCoO2)、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、导电炭黑和单壁碳纳米管按照重量比97.2:1.5:1.2:0.1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浆料；将正极浆料均匀涂覆在集流体铝箔两侧表面上；将上述涂覆好的铝箔在5段不同温度梯度的烘箱烘烤后，再将其在120℃的烘箱干燥8h，然后经过辊压、分切得到所需的正极片。
(2)负极片制备
将一定比例的负极活性材料石墨、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、粘结剂丁苯橡胶、导电剂乙炔黑按照重量比97:1:1:1进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在高强度涂炭铜箔两侧表面上，得到极片；将所得极片在室温晾干后转移至80℃烘箱干燥10h，然后经过辊压、分切得到负极片。
(3)电解液
分别使用上述各实施例和对比例所得的电解液。
(4)隔膜
厚度为9μm的PP膜。
(5)电池的制备
将步骤(1)的正极片、步骤(4)的隔膜、步骤(2)的负极片按顺序叠放好，保证隔膜处于正、负极片之间起到隔离的作用，将裸电芯至置铝塑膜外包装中，将步骤(3)的电解液注入到干燥后的电池中，封装、静置、化成、整形和分容，完成锂离子软包电池的制备。
测试例
将实施例和对比例所得的电池分别进行如下测试：
(1)高温循环性能测试
在45℃下，将分容后的电池按0.7C恒流恒压充至4.48V，截止电流0.05C，然后按0.5C恒流放电至3.0V，依此循环，充放电500次循环后计算第500周容量保持率，计算公式如下：
第500周循环容量保持率(％)＝(第500周循环放电容量/首次循环放电容量)×100％。
(2)热冲击性能测试
在25℃环境条件下，以给定电流0.2C放电至3.0V；搁置5min；以充电电流0.2C充电至4.48V，当电芯电压达到4.48V时，改为4.48V恒压充电，直到充电电流小于或等于给定截止电流0.05C；搁置1h后将电芯放入烘箱，烘箱温度以5±2℃/min速度上升至132±2℃，并保持30min后停止，判断标准为电芯不起火不爆炸，则表示通过，每个测试共计6个样本，结果用“通过次数/6pass”表示。例如，若6个样本中，只有4个通过，则结果用“4/6pass”表示；若6个样本中全部通过，则结果用“6/6pass”表示。
(3)DCR(直流阻抗)测试
常温下(23℃±3℃)，以0.5C恒流恒压至4.48V，截止电流0.02C，然后以0.1C放电9h(调至10％SOC),再以0.1C放电10s，记录结束电压V1，1C放电1s，记录结束电压V2；
DCR计算公式：DCR＝(V1-V2)/(1C-0.1C)
将所得结果记于表2中。
表2
DCR/mΩ 高温循环500周容量保持率/％ 热冲击性能
实施例1a 42.34 77.94 6/6pass
实施例1b 44.88 75.12 6/6pass
实施例1c 41.76 78.32 6/6pass
实施例2a 42.38 77.68 6/6pass
实施例2b 42.42 77.05 6/6pass
实施例2c 42.08 77.41 6/6pass
实施例2d 42.46 77.47 6/6pass
实施例2e 42.92 77.95 6/6pass
实施例3a 45.11 75.82 6/6pass
实施例3b 43.79 76.23 6/6pass
实施例3c 43.98 76.41 6/6pass
实施例4a 46.25 71.64 0/6pass
实施例4b 40.68 77.14 6/6pass
实施例4c 40.84 76.93 6/6pass
实施例4d 55.23 68.74 6/6pass
实施例4e 46.34 73.21 6/6pass
实施例4f 52.27 70.74 6/6pass
实施例5 45.27 68.25 6/6pass
对比例1 38.19 跳水 0/6pass
对比例2 52.82 60.86 0/6pass
对比例3 52.82 67.86 0/6pass
对比例4 50.34 63.58 2/6pass
跳水表示在对对比例1制得的电池进行容量保持率测试时，循环100周后，电池容量保持率骤降至60％，之后电池容量保持率下降迅速，无法完成500周测试。
通过表2可以看出，通过对比例和实施例可以看出，实施例的电解液制得的电池的DCR降低，高温循环容量保持率明显提升，热冲击性能明显提升，说明本发明的电解液以及包括该电解液的电池，通过在电解液中添加具有特定结构的第一添加剂，降低了电池的阻抗，提高了电池的高温循环稳定性和热冲击性能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括具有式(I)所示结构的第一添加剂，
其中，R1、R2、R3各自独立选自氢原子、卤原子、苯基、吡啶基、吡咯基、吡嗪基、取代或未被取代的C1-C5的烷基、取代或未被取代的C1-C5的烷氧基、取代或未被取代的C2-C5的烯氧基、取代或未被取代的C1-C4的氰基，且R1、R2和R3中至少一个选自取代或未被取代的C1-C4的氰基，X2选自卤原子、苯基、吡啶基、吡咯基、吡嗪基、取代或未被取代的C1-C5的烷基、取代或未被取代的C1-C4的氰基，所述取代的取代基选自卤素中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的电解液，其中，R1、R2、R3各自独立选自氢原子、苯基、取代或未被取代的C1-C4的氰基，且R1、R2和R3中至少一个选自取代或未被取代的C1-C4的氰基；
和/或，X2选自卤原子、苯基、吡啶基；
和/或，所述取代的取代基为F。
3.根据权利要求1所述的电解液，其中，R1、R2、R3各自独立选自取代或未被取代的C1-C4的氰基。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电解液，其中，所述第一添加剂选自以下结构中的一种或多种：
5.根据权利要求1所述的电解液，其中，以所述电解液的总重量为基准，所述第一添加剂的重量含量为0.1wt％-10wt％，优选为0.5wt％-3wt％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电解液，其中，所述电解液还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括氟代碳酸乙烯酯以及1,3丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、丙烯磺酸内酯、马来酸酐、柠康酸酐、丁二酸酐、乙二醇双(丙腈)醚、丁二腈、已二腈和已烷三腈中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的电解液，其中，以所述电解液的总重量为基准，所述第二添加剂的重量含量为0.1wt％-15wt％，优选为0.5wt％-10wt％。
8.根据权利要求6所述的电解液，其中，所述第一添加剂的重量与所述第二添加剂的重量之比为1:(2-25)，优选为1:(4-10)。
9.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求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，其中，所述电池包括正极片，所述正极片包括正极活性材料，所述正极活性材料包括锰酸锂、磷酸铁锂和过渡金属锂氧化物中的一种或多种；
优选地，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；M为Mg、Zn、Ga、Ba、Al、Fe、Cr、Sn、V、Mn、Sc、Ti、Nb、Mo和Zr中的一种或多种。
CN202311742700.3A 2023-12-18 2023-12-18 一种电解液和电池 Pending CN117525592A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311742700.3A CN117525592A (zh) 2023-12-18 2023-12-18 一种电解液和电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311742700.3A CN117525592A (zh) 2023-12-18 2023-12-18 一种电解液和电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117525592A true CN117525592A (zh) 2024-02-06

Family

ID=89761070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311742700.3A Pending CN117525592A (zh) 2023-12-18 2023-12-18 一种电解液和电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117525592A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109309226B (zh) 电化学储能装置
CN110931868B (zh) 一种非水电解液及含有该电解液的锂离子电池
TW201841424A (zh) 非水電解液用添加劑、非水電解液以及蓄電裝置
TWI376828B (en) Electrolytic solution and lithium battery employing the same
WO2020063371A1 (zh) 正极极片及锂离子二次电池
US20230282836A1 (en) Lithium metal negative electrode plate, electrochemical apparatus, and electronic device
CN108242556B (zh) 电解液及二次电池
WO2022257859A1 (zh) 一种锂离子电池
CN112956063B (zh) 电解液和包含其的电化学装置和电子装置
KR101754611B1 (ko) 리튬 이차 전지용 양극 조성물 및 이를 이용한 리튬 이차 전지
CN112400249A (zh) 一种电解液及电化学装置
CN113067033B (zh) 电化学装置及电子装置
WO2023044934A1 (zh) 二次电池、电池模块、电池包以及用电装置
CN110797574A (zh) 一种锂离子电池用非水电解液及其锂离子电池
EP4160771A1 (en) Electrolyte solution suitable for silicon-carbon system lithium ion battery
CN111640983A (zh) 一种硅碳体系锂离子电池用电解液及硅碳体系锂离子电池
CN112151865A (zh) 一种锂离子电池用电解液及包括该电解液的锂离子电池
CN111740162A (zh) 电解液和包括电解液的电化学装置及电子装置
US20230117520A1 (en) Electrolytic solution, secondary battery, and power consumption apparatus
CN116454384A (zh) 一种锂离子电池电解液及其锂离子电池
CN114497746A (zh) 一种电池
CN117525592A (zh) 一种电解液和电池
CN112368872A (zh) 一种电解液及电化学装置
CN112421107A (zh) 一种电解液及其制备方法和锂离子电池
WO2024077507A1 (zh) 粘结组合物、电极浆料、电极极片、二次电池及用电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination