CN117712487B - 电解液、电池及用电系统 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
本申请提供一种电解液、电池及用电系统。本申请实施例的电解液包括电解质盐、有机溶剂、第一添加剂及第二添加剂,所述第一添加剂为多取代氟苯衍生物,所述第二添加剂为环三硅氧烷衍生物,所述电解液中,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的总和的范围为0.5wt%≤w1+w2≤10wt%。
Description
技术领域
本申请涉及储能领域,具体涉及一种电解液、电池及用电系统。
背景技术
随着锂离子电池技术的不断发展,锂离子电池与铅酸、镉镍等其他类型的电池相比具有比容量大、无记忆效应、工作电压高、充电速度快、工作温度范围宽、循环寿命长、体积小、重量轻等优点。目前,锂离子电池已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、电动汽车、储能电柜等领域,并且其应用范围越来越广泛。
随着储能行业的发展,对于锂离子电池的寿命衰减幅度及使用寿命提出了更高的要求,然现有的锂离子电池难以兼具常温及高温均具有较高的循环容量保持率。
发明内容
本申请实施例提供一种电解液,其应用于电池时,可以使得电池具有较高的常温循环性能及低温循环性能。
第一方面,本申请实施例提供一种电解液,所述电解液包括电解质盐、有机溶剂、第一添加剂及第二添加剂,所述第一添加剂为多取代氟苯衍生物,所述第二添加剂为环三硅氧烷衍生物,所述电解液中,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的总和的范围为0.5wt%≤w1+w2≤10wt%。
进一步地,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的比值的范围为0.8≤w1/w2≤1.2。
进一步地,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1的范围为0.3wt%≤w1≤9.7wt%。
进一步地,所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的范围为0.3wt%≤w2≤9.7wt%。
进一步地,所述多取代氟苯衍生物的结构式为:
,
其中,R1为氢或吸电子基团,R2为氢或吸电子基团,R3为氢或吸电子基团,R4为氢或吸电子基团,R5为氢或吸电子基团;其中,R1、R2、R3、R4、R5中至少一个为吸电子基团。
进一步地,所述多取代氟苯衍生物为、/>、中的至少一种。
进一步地,所述环三硅氧烷衍生物的结构式为:
,
其中,R6为氟、氰基、三氟甲基、三氟乙基、苯基、乙烯基中的至少一种,R7为甲基、氟基、三氟甲基、苯基中的至少一种。
进一步地,所述环三硅氧烷衍生物为、/>、中的至少一种。
第二方面,本申请实施例还提供一种电池,其包括:
本申请实施例所述的电解液;
正极极片,所述正极极片浸渍于所述电解液中;
隔膜,位于所述正极极片的一侧,且浸渍于所述电解液中,以及
负极极片,所述负极极片设置于所述隔膜背离所述正极极片的一侧且浸渍于所述电解液中。
第三方面,本申请实施例还提供一种用电系统,其包括:
用电设备,以及
储能装置,所述储能装置为所述用电设备进行供电,所述储能装置包括多个本申请实施例所述的电池。
本申请的电解液包括多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物,该电解液应用于电池时,环三硅氧烷衍生物可以提高常温下电解液对电池的负极极片的浸润性,从而提高电池的常温能量效率和放电容量。多取代氟苯衍生物可以在高温下修复破损的SEI膜,从而使得电池具有较好的高温性能。通过多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物的复配使用,从而使得使用该电解液的电池在常温及高温下均具有较好的性能。此外,由于环三硅氧烷衍生物与多取代氟苯衍生物的还原产物均可以抑制或减少电池的高温副反应,从而更好的降低电池的高温体积膨胀率,使得电池具有更好的耐高温性能。
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,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的储能系统的应用场景图。
图2是本申请一实施例的储能系统的结构示意图。
图3是本申请一实施例的储能系统的电路框图。
图4是本申请一实施例的用电系统的局部透视结构示意图。
图5是本申请一实施例的储能装置的结构示意图。
图6是本申请一实施例的电池的结构示意图。
图7是本申请一实施例的电池沿图6中A-A方向的剖视结构示意图。
图8是本申请一实施例的正极极片沿图6中A-A方向的剖视结构示意图。
图9是本申请一实施例的负极极片沿图6中A-A方向的剖视结构示意图。
附图标记说明:
100-储能系统,110-电能转换装置,130-用电负载,200-储能装置,210-箱体,300-用电系统,310-用电设备,400-电池,410-正极极片,411-正极集流体,412-正极活性层,420-隔膜,430-负极极片,431-负极集流体,432-负极活性层,440-壳体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
需要说明的是,为便于说明,在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。
目前绿色电能的产生普遍依赖于光伏、风电、水势等,而风能和太阳能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成电网不稳定,用电高峰电不够,用电低谷电太多,不稳定的电压还会对电力造成损害,因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足,引发“弃风弃光”问题,要解决这些问题须依赖储能。即将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,在需要的时候将能量转化为电能释放出来,简单来说,储能就类似一个大型“充电宝”,在光伏、风能充足时,将电能储存起来,在需要时释放储能的电力。
以电化学储能为例,本申请提供一种储能装置,储能装置内设有化学电池,主要是利用电池内的化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化,简单说就是把风能和太阳能产生的电能存在化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再将存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
目前的储能(即能量存储)应用场景较为广泛,包括发电侧储能、电网侧储能、可再生能源并网储能以及用户侧储能等方面,对应的储能装置的种类包括有:
(1)应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱,其可作为电网中优质的有功无功调节电源,实现电能在时间和空间上的负荷匹配,增强可再生能源消纳能力,并在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大。
(2)应用在用户侧的工商业储能场景(银行、商场等)的中小型储能电柜以及应用在用户侧的家庭储能场景的户用小型储能箱,主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异,用户有储能设备后,为了减少成本,通常在电价低谷期,对储能柜/箱进行充电处理;电价高峰期,再将储能设备中的电放出来进行使用,以达到节省电费的目的。另外,在边远地区,以及地震、飓风等自然灾害高发的地区,家用储能装置的存在,相当于用户为自己和电网提供了备用电源,免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。
图1是本申请实施例提供的储能系统100的应用场景图。本申请图1实施例以用户侧储能中的户用储能场景为例进行说明,本申请储能装置200并不限定于户用储能场景。图2为本申请一实施例的储能系统100的结构示意图。图3为本申请一实施例的储能系统100的电路框图。
请参见图1至图3,本申请提供一种储能系统100,所述储能系统100为户用储能系统100,该储能系统100包括电能转换装置110、储能装置200以及用电负载130。所述电能转换装置110用于将其它形式的能转换为电能;所述储能装置200电连接所述电能转换装置110,用于存储所述电能转换装置110的所述电能;所述用电负载130分别电连接所述电能转换装置110及所述储能装置200,用于利用电能转换装置110或所述储能装置200的所述电能进行工作。可以理解地,所述电能转换装置110转换的电能一部分储存在所述储能装置200中,一部分用于为所述用电负载130供电,所述储能装置200用于储存电能并在电价高峰时供给用电负载130。所述储能系统100既能将其它形成的能转换为电能,又能将电能储存在储能装置200中,以供给用电负载130足够的电能。
可选地,所述电能转换装置110可将太阳能、光能、风能、热能、潮汐能、生物质能及机械能等中的至少一种转换为电能,为所述用电负载130及所述储能装置200提供稳定的电源。
可选地,所述电能转换装置110可以为光伏板,所述光伏板可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,并储存在所述储能装置200。在其他实施例中,还可以为风能发电装置、热能发电装置、潮汐能发电装置、生物质能发电装置及机械能发电装置等中的至少一种。
可选地,所述储能装置200为一小型储能箱,可通过壁挂方式安装于室外墙壁。在其他实施例中,储能装置200还可以为大型的储能集装箱、应用于电子设备的电池等。
可选地,所述用电负载130可以为路灯或家用电器、机动车辆等,储能装置200用于储存该电能并在电价高峰时供给路灯和家用电器进行使用,或者在电网断电/停电时进行供电。
可以理解的,储能装置200可包括但不限于包括单体电池、电池模组、电池包、电池系统等中的至少一种。单体电池可以为但不限于为圆柱电池、方形电池等中的至少一种。
可以理解地,本实施方式中附图示意仅仅为储能系统100的一种形态,不应当理解为对本申请提供的储能系统100的限定,也不应当理解为对本申请各个实施方式提供的储能装置200的限定。
请参见图4,图4是本申请一实施例的用电系统300的局部透视结构示意图。本申请实施例还提供一种用电系统300,其包括:用电设备310以及储能装置200,所述储能装置200为所述用电设备310进行供电。
本申请实施例的用电设备310可以为但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手环、智能手表、电子阅读器、游戏机等便携式电子设备。还可以为汽车、卡车、轿车、货车、货车、动车、高铁、电动自动车等交通工具。此外,还可以为各种家用电器例如冰箱、电灯、空调等。可以理解地,本申请附图示意的用电设备310仅仅是用电设备310的其中一种形态,不应当理解为对本申请提供的用电设备310的限定。
请参见图5,本申请实施例还提供一种储能装置200,该储能装置200包括箱体210及多个电池400,所述多个电池400堆叠设置且收容于所述箱体210内。
可选地,电池400可以为但不限于为锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池、储能电池等。
术语“多个”指大于或等于两个。
可以理解地,储能装置200的多个电池400可以相互并联;或者相互串联;或者部分并联,部分串联(换言之,混联),对于同一个储能装置200的多个电池400的连接方式,本申请不作具体限定。
可以理解地,箱体210具有容置腔,多个电池400收容于容置腔内。在一些实施例中,每个容置腔收容一个电池400。在另一些实施例中,每个容置腔收容多个电池400。
请参见图6及图7,本申请实施例还提供一种电池400,其包括电解液、正极极片410、隔膜420及负极极片430。所述正极极片410浸渍于所述电解液中;位于所述正极极片410的一侧,且浸渍于所述电解液中,以及所述负极极片430设置于所述隔膜420背离所述正极极片410的一侧且浸渍于所述电解液中。
可以理解地,所述正极极片410、隔膜420及负极极片430依次层叠设置组成电极组件。所述电极组件可以为但不限于为卷绕式结构、叠片式结构等,本申请对此不作具体限定。
需要说明的是,正极极片410与负极极片430可以统称为电极极片,换而言之,电极极片包括正极极片410及负极极片430。
可选地,所述电池400还包括壳体440,所述壳体440用于收容所述电解液、正极极片410、隔膜420及所述的负极极片430。
请参见图8,可选地,正极极片410包括正极集流体411及正极活性层412,所述正极活性层412设置于所述正极集流体411的表面。可以理解地,所述正极活性层412可以覆盖所述正极集流体411的一个表面或相对的两个表面。
可选地,所述正极集流体411可以为但不限于为铝片。
可选地,所述正极活性层412包括正极活性材料、第一导电剂、第一粘结剂及第一增稠剂。
可选地,正极活性材料可以为但不限于为磷酸铁锂。
可选地,第一导电剂可以为但不限于为导电炭黑、乙炔黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯等中的至少一种。
可选地,第一粘结剂可以为但不限于为聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,简称PVDF)、聚酰胺(Polyamide,简称PA)、聚丙烯腈(Polyacrylonitrile,简称PAN)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚乙烯醚(polyvinylether)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate,简称PMMA)、聚六氟丙烯(Polyhexafluoropropylene)、丁苯橡胶(Polymerized Styrene Butadiene Rubber,简称SBR)等中的至少一种。
可选地,在所述正极活性层412中,所述第一粘结剂的质量分数的范围为2wt%至4wt%。具体地,在所述正极活性层412中,所述第一粘结剂的质量分数可以为但不限于为2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%等。第一粘结剂的质量分数太小,则正极活性层412容易粉化或掉渣;第一粘结剂的质量分数太大,降低了正极极片410的能量密度。
可选地,第一增稠剂可以为但不限于为羧甲基纤维素钠(Carboxymethylcellulose sodium,简称CMC)、聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等中的至少一种。
可选地,隔膜420可以为但不限于为聚丙烯膜(Polypropylene,简称PP膜)、聚乙烯膜(Polyethylene,简称PE膜)、陶瓷隔膜420等中的至少一种。
可选地,所述隔膜420的厚度为14μm至18μm,具体地,所述隔膜420的厚度可以为但不限于为14μm、14.5μm、15μm、15.5μm、16μm、16.5μm、17μm、17.5μm及18μm等。
请参见图9,可选地,所述负极极片430包括负极集流体431以及负极活性层432,所述负极活性层432设置于所述负极集流体431的表面。可以理解地,所述负极活性层432可以覆盖所述负极集流体431的一个表面或相对的两个表面。
可选地,负极集流体431可以为但不限于为铜片。
可选地,所述负极活性层432包括负极活性材料、第二导电剂、第二粘结剂及第二增稠剂。
可选地,负极活性材料可以为但不限于为石墨。
可选地,所述第二导电剂可以为但不限于为导电炭黑(简称SP)、乙炔黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯等中的至少一种。
可选地,第二粘结剂可以为但不限于为聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,简称PVDF)、聚酰胺(Polyamide,简称PA)、聚丙烯腈(Polyacrylonitrile,简称PAN)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚乙烯醚(polyvinylether)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate,简称PMMA)、聚六氟丙烯(Polyhexafluoropropylene)、丁苯橡胶(Polymerized Styrene Butadiene Rubber,简称SBR)等中的至少一种。
可选地,在所述负极活性层432中,所述第二粘结剂的质量分数的范围为2wt%至4wt%。具体地,在所述负极活性层432中,所述第二粘结剂的质量分数可以为但不限于为2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%等。第二粘结剂的质量分数太小,则负极活性层432容易粉化或掉渣;第二粘结剂的质量分数太大,降低了负极极片430的能量密度。
可选地,第二增稠剂可以为但不限于为羧甲基纤维素钠(Carboxymethylcellulose sodium,简称CMC)、聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等中的至少一种。
本申请实施例还提供一种电解液,所述电解液包括电解质盐、有机溶剂、第一添加剂及第二添加剂,所述第一添加剂为多取代氟苯衍生物,所述第二添加剂为环三硅氧烷衍生物,所述电解液中,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的总和的范围为0.5wt%≤w1+w2≤10wt%。
需要说明的是,所述多取代氟苯衍生物具有至少两个取代基。具体地,多取代氟苯衍生物的取代基的数量可以为但不限于为两个、三个、四个、五个或六个。
当电解液应用于电池400时,环三硅氧烷衍生物相较于多取代氟苯衍生物具有更高的还原电位和更低的静电势,在电池400常温工作时,环三硅氧烷衍生物可以在负极极片430的表面发生还原反应,生成富硅烷基长链化合物,从而能够保持常温下对电极极片(包括正极极片410及负极极片430)的良好渗透,提升电解液对负极极片430的浸润性,确保在负极极片430的表面的均匀成膜,从而提升电池400的常温能量效率和放电容量。当电池400处于高温(例如45℃)时,在电池400充放电过程中,温度叠加电池400的散热差,会引起锂盐(电解质盐)的不可逆分解,产物会破坏富硅烷基负极极片430的固体电解质界面膜(SolidElectrolyte Interface,简称SEI膜),引起容量的快速衰减。在该过程中,多取代氟苯衍生物与负极极片430的石墨晶格有较大的π-π相互作用,从而能够在破损界面上优先吸附,进而抑制溶剂在负极极片430的SEI膜界面的分解,稳定电池400高温循环稳定性。通过多取代氟苯衍生物与环三硅氧烷衍生物的复配使用,环三硅氧烷衍生物可扩散到SEI膜界面,但其反应速率较慢,会导致其余副反应的发生,导致电池400循环性能变差,但多取代氟苯衍生物的吸附速度大于环三硅氧烷衍生物的扩散速度和反应速度,因而其优先吸附可快速减小破损界面的反应,后续环三硅氧烷衍生物的扩散分解会逐步修复破损的固体电解质界面膜,同时由于多取代氟苯衍生物中吸电子基对环三硅氧烷衍生物有强偶极作用,因而可以促进环三硅氧烷衍生物的开环,诱导产生更坚固的SEI膜,最终整合多取代氟苯衍生物高温稳定性和环三硅氧烷衍生物的常温浸润反应,赋予电池400出色的常温性能及高温性能。此外,由于环三硅氧烷衍生物与多取代氟苯衍生物的还原产物均可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
具体地,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的总和可以为但不限于为0.5wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%等。在本实施例中,所述多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物的总质量分数太小,对于使用该电解液的常温能效的提升及高温循环性能的提高有限;随着所述多取代氟苯衍生物及所述环三硅氧烷衍生物的含量的增加,多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物对界面的保护作用逐渐增强,使得电池400的常温循环性能及高温循环性能逐渐增加;但是,当所述多取代氟苯衍生物及所述环三硅氧烷衍生物的含量增加到一定程度后,由于多取代氟苯衍生物与环三硅氧烷衍生物的极性都较低,大量添加会影响电解液中阴阳离子的解离,导致电解液的离子电导率的降低,从而恶化电池400的常温及高温性能。
进一步地,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的总和的范围为1wt%至9wt%。这样可以使得使用该电解液的电池400在常温循环时,电解液对负极极片430具有较好的浸润性,提高电池400的常温能量效率及放电容量;同时在高温循环时,虽然锂盐的不可逆分解的产物会破坏富硅烷基负极片的界面,但是,多取代氟苯衍生物与负极极片430的石墨晶格有较大的π-π相互作用,从而能够在破损界面上优先吸附,进而抑制溶剂在负极界面的分解,稳定电池400高温循环稳定性。因此,当所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的总和的范围为1wt%至9wt%。可以使得使用该电解液的电池400具有更好的常温循环容量保持率及高温循环容量保持率。此外,还可以更好的抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
又进一步地,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的总和的范围为2wt%至9wt%。这样可以使得使用该电解液的电池400在常温循环时,电解液对负极极片430具有较好的浸润性,提高电池400的常温能量效率及放电容量;同时在高温循环时,虽然锂盐的不可逆分解的产物会破坏富硅烷基负极片的界面,但是,多取代氟苯衍生物与负极极片430的石墨晶格有较大的π-π相互作用,从而能够在破损界面上优先吸附,进而抑制溶剂在负极界面的分解,稳定电池400高温循环稳定性。因此,当所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的总和的范围为2wt%至9wt%。可以使得使用该电解液的电池400具有更好的常温循环容量保持率及高温循环容量保持率。此外,还可以更好的抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
本申请的电解液包括多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物,该电解液应用于电池400时,环三硅氧烷衍生物可以提高常温下电解液对电池400的负极极片430的浸润性,从而提高电池400的常温能量效率和放电容量。多取代氟苯衍生物可以在高温下修复破损的SEI膜,从而使得电池400具有较好的高温性能。通过多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物的复配使用,从而使得使用该电解液的电池400在常温及高温下均具有较好的性能。此外,由于环三硅氧烷衍生物与多取代氟苯衍生物的还原产物均可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
在一些实施例中,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的比值的范围为0.8≤w1/w2≤1.2。具体地,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的比值可以为但不限于为0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2等。所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的比值太小,表明电解液中,多取代氟苯衍生物的质量分数过小,则当电解液应用于电池400,电池400处于高温环境时,难以快速吸附至负极极片430破损的界面,对于溶剂在负极极片430的界面的分解的抑制作用有限,从而对电池400的高温循环性能的提升有限;所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的比值太大,说明电解液中所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的含量过少,则当电解液应用于电池400,电池400处于常温环境时,降低了电解液对负极极片430的浸润性,降低了使用该电解液的电池400的常温能量效率及常温容量。
进一步地,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的比值的范围为0.9≤w1/w2≤1.1。当所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的比值处于这个范围时,可以使得所述多取代氟苯衍生物与所述环三硅氧烷衍生物更好的发挥复配作用,从而当电解液应用于电池400时,更好的提高电池400的常温循环容量保持率的同时,又可以更好的提高电池400的高温循环容量保持率,使得电池400兼具良好的常温循环性能及高温循环性能。此外,环三硅氧烷衍生物与多取代氟苯衍生物也可以更好的发挥配伍作用,更好的抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
在一些实施例中,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1的范围为0.3wt%≤w1≤9.7wt%。具体地,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1可以为但不限于为0.3wt%、0.5wt%、0.8wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、9.7wt%等。多取代氟苯衍生物的含量太小,则对于使用该电解液的电池400的高温循环性能的提升不明显;多取代氟苯衍生物的含量太多,则会影响电解液中阴阳离子的解离,导致电解液的离子电导率的降低,从而恶化电池400的高温性能。此外,由于环三硅氧烷衍生物与多取代氟苯衍生物的还原产物均可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
进一步地,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1的范围为0.5wt%≤w1≤8wt%。当所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1处于这个范围时,当电解液应用于电池400时,可以更好的提高电池400的高温循环性能,同时又不会过多的影响电解液中阴阳离子的解离,使得电解液具有较高的离子电导率。此外,由于环三硅氧烷衍生物与多取代氟苯衍生物的还原产物均可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
又进一步地,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1的范围为1wt%≤w1≤7wt%。当所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1处于这个范围时,当电解液应用于电池400时,可以更好的提高电池400的高温循环性能,同时又不会过多的影响电解液中阴阳离子的解离,使得电解液具有较高的离子电导率。此外,由于环三硅氧烷衍生物与多取代氟苯衍生物的还原产物均可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
在一些实施例中,所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的范围为0.3wt%≤w2≤9.7wt%。具体地,所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2可以为但不限于为0.3wt%、0.5wt%、0.8wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、9.7wt%等。所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2太小,则影响电极极片(例如负极极片430)的浸润,对使用该电解液的电池400的常温能量效率的提升有效;所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2太大,则降低了使用该电解液的电池400的高温循环容量保持率。此外,由于环三硅氧烷衍生物与多取代氟苯衍生物的还原产物均可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
进一步地,所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的范围为0.5wt%≤w2≤8wt%。当所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2处于这个范围时,当电解液应用于电池400时,可以使得电解液在常温时对电池400的负极极片430具有更好的浸润性,从而具有较好的常温循环容量保持率,又不会影响电池400的高温循环性能,使得电池400兼具良好的常温循环性能及高温循环性能。此外,由于环三硅氧烷衍生物与多取代氟苯衍生物的还原产物均可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
又进一步地,所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的范围为1wt%≤w2≤7wt%。当所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2处于这个范围时,当电解液应用于电池400时,可以使得电解液在常温时对电池400的负极极片430具有更好的浸润性,从而具有较好的常温循环容量保持率,又不会影响电池400的高温循环性能,使得电池400兼具良好的常温循环性能及高温循环性能。此外,由于环三硅氧烷衍生物与多取代氟苯衍生物的还原产物均可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
在一些实施例中,所述多取代氟苯衍生物的结构式为:
,
其中,R1为氢或吸电子基团,R2为氢或吸电子基团,R3为氢或吸电子基团,R4为氢或吸电子基团,R5为氢或吸电子基团;其中,R1、R2、R3、R4、R5中至少一个为吸电子基团。
可选地,吸电子基团可以为但不限于为氟、氰基或三氟甲基中的至少一种。
在一些实施例中,当吸电子基团为氟时,则多取代氟苯衍生物为具有至少两个氟取代的苯,例如二氟苯、三氟苯、四氟苯、五氟苯及六氟苯中的至少一个。
在另一些实施例中,当吸电子基团为氰基时,则多取代氟苯衍生物可以为氰基氟苯,例如3-氰基-1-氟苯,3,5-二氰基-1-氟苯、2,4,6-三氰基-1,3,5-三氟苯等。
在又一些实施例中,当吸电子基团为三氟甲基时,则多取代氟苯衍生物可以为三氟甲基氟苯,例如3-三氟甲基-1-氟苯,3,5-三氟甲基-1-氟苯、2,4,6-三(三氟甲基)-1,3,5-三氟苯等。
在又一些实施例中,当吸电子基团为氰基及三氟甲基时,2-三氰基-4,6二(三氟甲基)-1,3,5-三氟苯等。
在本实施例中,多取代氟苯衍生物上的氟取代基为吸电子基团,R1、R2、R3、R4、R5中至少一个为吸电子基团,通过使多取代氟苯衍生物上具有后至少两个吸电子基团,从而可以更好的降低苯环的电子云密度,进而使得多取代氟苯衍生物与负极极片430的石墨具有更强的作用力,从而可以更好的吸附在负极极片430的破损界面上,抑制溶剂在负极极片430的界面的分解,可以更好的改善使用该电解液的电池400的高温循环容量保持率。此外,这些多取代氟苯衍生物不会与电解液及电池400内的其它物质发生反应,还可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
在一些实施例中,所述多取代氟苯衍生物为(1,3,5-三氟苯)、(六氟苯)、/>(2,4,6-三(三氟甲基)-1,3,5-三氟苯)中的至少一种。这几种多取代氟苯衍生物具有较多的吸电子基团,可以更好的降低苯环的电子云密度,这些多取代氟苯衍生物与负极极片430的石墨具有更强的作用力,从而可以更好的吸附在负极极片430的破损界面上,抑制溶剂在负极界面的分解,可以更好的改善使用该电解液的电池400的高温循环容量保持率。此外,这些多取代氟苯衍生物不会与电解液及电池400内的其它物质发生反应,还可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
在一些实施例中,所述环三硅氧烷衍生物的结构式为:
,
其中,R6为氟、氰基、三氟甲基、三氟乙基、苯基、乙烯基等中的至少一种,R7为甲基、氟基、三氟甲基、苯基等中的至少一种。当R6、R7为这些基团时,可以更好的提高环三硅氧烷对于电池400的负极极片430的浸润性,提升电池400的常温能量效率和放电容量,从而可以更好的提高电池400的常温循环性能。
可选地,R6为极性基团(例如:氟、氰基、三氟甲基、三氟乙基中的至少一种)或不饱和键(例如:苯基、乙烯基中的至少一种);R7为极性基团(例如:氟基、三氟甲基中的至少一种)或不饱和键(例如苯基)。当R6和R7为极性基团或不饱和键时,可以使得环三硅氧烷衍生物更好的在负极极片430的表面发生还原反应,从而更好的提升电解液对负极极片430的渗透性及浸润性,使得负极极片430的表面可以更均匀的进行成膜,从而提升电池400的常温能量效率和放电容量。此外,这些环三硅氧烷衍生物不会与电解液及电池400内的其它物质发生反应,还可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
在一些实施例中,所述环三硅氧烷衍生物为(2,4,6-三甲基-2,4,6-三乙烯基环三硅氧烷)、/>(2,4,6-三甲基-2,4,6-三苯基环三硅氧烷)、(2,4,6-三甲基-2,4,6-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷)中的至少一种。在本实施例中,当环三硅氧烷衍生物选用这几种化合物中的至少一种时,可以使得环三硅氧烷衍生物具有更高的还原电位和更低的静电势,可以更好的在负极极片430的表面发生还原反应,从而更好的提升电解液对负极极片430的渗透性及浸润性,使得负极极片430的表面可以更均匀的进行成膜,从而提升电池400的常温能量效率和放电量,进而提高电池400的常温循环容量保持率。此外,这些环三硅氧烷衍生物不会与电解液及电池400内的其它物质发生反应,还可以抑制或减少电池400的高温副反应,从而更好的降低电池400的高温体积膨胀率,使得电池400具有更好的耐高温性能。
可选地,所述电解质盐为锂盐,所述锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)、双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂(LiTFSI)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、LiODFP、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、三氟甲磺酸锂(CF3SO3Li)等中的至少一种。
可选地,在所述电解液中,所述锂盐的质量分数的范围为10%至15%。具体地,所述锂盐的质量分数可以为但不限于为10%、10.5%、11%、11.5%、11.8%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.2%、14.5%、15%等。
可选地,所述有机溶剂包括环状碳酸酯、链状碳酸酯中的至少一种。环状碳酸酯介电常数高、离子电导率高,能够在负极极片430的表面形成稳定的SEI膜,但其粘度较大。链状碳酸酯粘度比环状碳酸酯低,电化学稳定性更好,能够提高电解液低温性能。因此,采用环状碳酸酯与链状碳酸酯混合溶剂时,既可以使得电解液具有较为适合的粘度及低温稳定性,又可以使得使用该电解液的电池400可以进行更好的成膜。
可选地,所述环状碳酸酯可以包括但不限于包括碳酸乙烯酯(简称EC)、碳酸丙烯酯(简称PC)等中的至少一种。碳酸乙烯酯的介电常数远大于碳酸丙烯酯的介电常数,碳酸乙烯酯可以更好的促进SEI膜的形成。
可选地,所述链状碳酸酯可以包括但不限于包括碳酸二甲酯(简称DMC)、碳酸二乙酯(简称DEC)、碳酸甲乙酯(简称EMC)等中的至少一种。
可选地,在所述电解液中,所述有机溶剂的质量分数为60wt%至85wt%。具体地,可以为但不限于为60wt%、65wt%、70wt%、75wt%、80wt%、85wt%等。
可选地,所述电解液还包括成膜添加剂,当所述电解液应用于锂离子电池400时,所述成膜添加剂可用于促进所述正极极片410及负极极片430中的至少一个的界面膜的形成且维持所述界面膜的稳定性。
可选地,所述成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、硫酸乙烯酯(DTD)、碳酸亚乙烯酯、硫三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三腈中的至少一种。
可选地,所述成膜添加剂的质量分数的范围为:1.5%至3%。具体地,所述成膜添加剂的质量分数可以为但不限于为1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3%等。
经测试,使用本申请实施例的电解液的电池400的于25℃时循环500次后的循环容量保持率大于或等于94%(具体地,可以为但不限于为94%、95%、96%、97%、98%、99%等),于45℃时循环500次后的循环容量保持率大于或等于92.5%(具体地,可以为但不限于为92.5%、93%、94%、95%、96%、97%、98%等)。
经测试,使用本申请实施例的电解液的电池400于60℃存储60天的体积膨胀率小于或等于16.6%。具体地,使用本申请实施例的电解液的电池400于60℃存储60天的体积膨胀率可以为但不限于为16.6%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%等。
以下通过具体实施例对本申请的电解液及电池400做进一步的描述。
实施例1至实施例8、对比例1至对比例10
各实施例及对比例的电池400的制备方法包括:
(1)正极极片410的制备
将正极活性材料磷酸铁锂、导电炭黑SP(第一导电剂)、粘接剂PVDF(第一粘结剂)按照质量比97:0.7:2.3分散至N-甲基吡咯烷酮(简称NMP)溶剂中,进行混合均匀得到正极浆料;将正极浆料涂布于正极集流体411铝箔上,经过烘干、冷压、分条、裁片后,得到正极极片410。
(2)负极极片430的制备
将负极活性材料人造石墨、导电炭黑SP(第二导电剂)、增稠剂CMC(第二增稠剂)及第二粘结剂SBR按照质量比96.5:0.5:1:2分散于去离子水中进行混合均匀得到负极浆料,将负极浆料涂布于负极集流体431铝箔上,经过烘干、冷压、分条、裁片后,得到负极极片430。
(3)电解液制备过程
在水分含量≤1ppm的氩气气氛手套箱中,将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)按照质量比2:1:2进行混合得到混合溶剂,之后将干燥的电解质盐六氟磷酸锂溶解到混合溶剂中,搅拌至完全溶解均匀,加入氟代碳酸乙烯酯(FEC)、硫酸乙烯酯(DTD)混合均匀后获得电解液。所述电解液中六氟磷酸锂的质量分数为13wt%,各实施例及对比例的电解液中多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物的种类及质量分数请参见下表1。
(4)隔膜420的制备
以16μm的聚乙烯薄膜为隔膜420。
(5)锂离子电池400的制备
将正极极片410、隔膜420、负极极片430依次层叠组成电极组件,将电极组件进行卷绕之后得到裸电芯,焊接极耳后将电芯装配到外包装中,注入制备得到的电解液后,对电芯进行封装、静置、化成、整形、容量测试等,最终制备得到锂离子电池400。
对各实施例及对比例的锂离子电池400进行常温(25℃)及高温(45℃)的循环性能测试,并进行高温(60℃)体积膨胀率测试。各实施例及对比例的锂离子电池400的循环性能及体积膨胀率如下表2所示。
1)25℃循环性能测试
将电池400在充放电仪(星云充放电测试系统-BAT-NEEFLCT-05300-V010)上进行充放电循环测试,测试温度为25℃,循环倍率为1C(即充电倍率与放电倍率均为1C),充电电压为2.5V到3.65V,计算500次循环后的容量保持率,各实施例及对比例的电池400于25℃、1C的充放电倍率下,500次循环后的循环容量保持率如下表2所示。
25℃循环的容量保持率计算公式为:第n次循环后的容量保持率=(第n次循环后的放电容量/循环第一圈的放电容量)×100%。
2)45℃循环性能测试
将电池400在充放电仪(星云充放电测试系统-BAT-NEEFLCT-05300-V010)上进行充放电循环测试,测试温度为45℃,循环倍率为1C(即充电倍率与放电倍率均为1C),充电电压为2.5V到3.65V,计算500次循环后的容量保持率,各实施例及对比例的电池400于45℃、1C的充放电倍率下,500次循环后的循环容量保持率如下表2所示。
45℃循环的容量保持率计算公式为:第n次循环后的容量保持率=(第n次循环后的放电容量/循环第一圈的放电容量)×100%。
3)60℃下电芯体积膨胀率测试
调节恒温箱温度25℃,静置10min,0.33C恒流充电至4.4V,再4.4V恒压充电至充电电流小于0.05C截止,静置30min,测试电池400初始满电态体积V0;调节恒温箱温度60℃,静置30min,0.33C恒流充电至4.4V,静置1h,循环两次进行补电,存储60天,电池400冷却,测试此时电池400满电态体积V1;则电池400于60℃存储60天的体积膨胀率=[(V1/V0)-1]×100%。各实施例及对比例的电池400于60℃存储60天的体积膨胀率如下表2所示。
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由表1的测试结果可知,相较于对比例1,对比例6、对比例8及对比例9的电解液中添加了环三硅氧烷衍生物,从而可以有效提高电池400在常温的循环性能,此外,电池400的高温循环性能也有提高,但是环三硅氧烷衍生物对电池400的常温循环改善作用明显优于高温循环改善作用。对比例6中,电解液中添加甲基乙烯基取代环三硅氧烷(2,4,6-三甲基-2,4,6-三乙烯基环三硅氧烷)作为添加剂,由于乙烯基具有高的成膜反应性,因此相较于对比例8及对比例9,添加了2,4,6-三甲基-2,4,6-三乙烯基环三硅氧烷的电解液可以更好的稳定电池400在常温(25℃)下的循环性能。此外,由对比例1、对比例6、对比例8及对比例9的体积膨胀率测试结果可知,由于环三硅氧烷衍生物可以减少电池400的高温副反应,从而可以抑制电池400的体积膨胀,使得添加了环三硅氧烷衍生物的电池400具有较低的体积膨胀率。
相较于对比例1,对比例2至对比例4采用多取代氟苯衍生物作为添加剂,对于电池400的常温循环性能及高温循环性能均由改善作用,但是,对于高温循环性能的改善作用更为明显。此外,添加多取代氟苯衍生物对于电池400的高温循环性能的改善明显优于添加了环三硅氧烷衍生物对于电池400高温循环性能的改善。这是由于多取代氟苯衍生物由于其分子结构中吸电子基对负极极片430的石墨界面层的相互作用和分子自身的高温稳定性,因此,多取代氟苯衍生物对电池400的高温性能的改善作用明显优于环三硅氧烷衍生物对电池400的高温循环改善作用。由于多取代氟苯衍生物在负极界面的吸附会抑制锂离子的脱溶剂化过程,因而会降低电池400的常温循环性能。此外,由于多取代氟苯衍生物可以减少电池400的高温副反应,从而可以抑制电池400的体积膨胀,因此,添加多取代氟苯衍生物可以降低电池400的体积膨胀率,此外,相较于环三硅氧烷衍生物,多取代氟苯衍生物对于电池400的高温体积膨胀率的抑制作用更明显。
由实施例1至实施例3、对比例4、对比例6、对比例8、对比例9的测试结果可知,相较于电解液仅添加多取代氟苯衍生物的电池400,或者电解液仅环三硅氧烷衍生物的电池400,当电解液中同时添加多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物时,电池400具有更高的常温循环容量保持率及高温循环容量保持率。这是由于环三硅氧烷衍生物相较于多取代氟苯衍生物具有更高的还原电位和更低的静电势,从而能够保持常温下对电极极片的良好渗透,确保在负极极片430表面的均匀成膜。此外,在高温下,多取代氟苯衍生物的加入可弥补环三硅氧烷衍生物扩散到电极界面的限速过程,因而多取代氟苯衍生物可以先吸附,从而可快速减小破损界面的反应,后续环三硅氧烷衍生物的扩散分解会逐步修复破损SEI膜,由于多取代氟苯衍生物中吸电子基对环三硅氧烷衍生物的硅氧环有强偶极作用,因而可以促进环三硅氧烷衍生物的开环,诱导产生更坚固的SEI层,从而保证高温性能的稳定发挥。此外,由实施例1、对比例4及对比例6的测试结果可知,相较于电解液仅添加多取代氟苯衍生物的电池400,或者电解液仅环三硅氧烷衍生物的电池400,当电解液中同时添加多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物时,电池400的高温体积膨胀率也会大大降低,具有更低的高温体积膨胀率。
由实施例1、实施例4至实施例6的测试结果可知,当电解液同时添加多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物时,随着电解液中多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物总质量分数的增加,电池400的常温容量保持率及高温容量保持率均先升高后降低,这是由于随着多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物添加剂含量的升高,其对界面的保护作用逐渐增强,此时表现为常温循环性能和高温循环性能的增加,但随着多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物添加剂含量的逐渐增加,由于多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物的极性都较低,大量添加会影响电解液中阴阳离子的解离,导致电解液离子电导率的降低,从而恶化电池400的常温循环性能及高温循环性能。
由实施例5、实施例7、实施例8的测试结果可知,当电解液同时添加多取代氟苯衍生物及环三硅氧烷衍生物时,当多取代氟苯衍生物与环三硅氧烷的添加量的比值小于1时,多取代氟苯衍生物在负极极片430的界面吸附减少,溶剂分子在负极极片430的界面处副反应增加,因而电池400高温容量稍微下降,同时使SEI膜厚度增加,体积膨胀率增加;反之,当多取代氟苯衍生物与环三硅氧烷添加量比值大于1时,因更多的多取代氟苯衍生物在负极极片430的界面吸附,抑制了溶剂分子在负极极片430的界面处的副反应,因而电池400高温容量保持升高,同时SEI增厚现象被抑制,体积膨胀率降低;但在常温循环过程中,高含量的多取代氟苯衍生物的溶剂化能力较低,从而会降低负极极片430的界面离子传输过程,导致常温循环性能的劣化。
由对比例10的测试数据可知,当电解液中添加10wt%的2,4,6-三(三氟甲基)-1,3,5-三氟苯和10wt%的2,4,6-三甲基-2,4,6-三乙烯基环三硅氧烷时,其60℃存储60天的体积膨胀率最小,这说明此时的电池400具有较高的耐高温性能,高温稳定性最好;但是由于其电荷转移阻抗较高,因此其25℃下循环500次的容量保持率及45℃下循环500次的容量保持率均降低。
在本申请中提及“实施例”“实施方式”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现所述短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。此外,还应该理解的是,本申请各实施例所描述的特征、结构或特性,在相互之间不存在矛盾的情况下,可以任意组合,形成又一未脱离本申请技术方案的精神和范围的实施例。
最后应说明的是,以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种电解液,其特征在于,所述电解液包括电解质盐、有机溶剂、第一添加剂及第二添加剂,所述第一添加剂为多取代氟苯衍生物,所述第二添加剂为环三硅氧烷衍生物,所述电解液中,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的总和的范围为0.5wt%≤w1+w2≤10wt%,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1的范围为0.3wt%≤w1≤9.7wt%;
所述多取代氟苯衍生物的结构式为:
,其中,R1为氢或吸电子基团,R2为氢或吸电子基团,R3为氢或吸电子基团,R4为氢或吸电子基团,R5为氢或吸电子基团;其中,R1、R2、R3、R4、R5中至少一个为吸电子基团;
所述环三硅氧烷衍生物的结构式为:
,
其中,R6为氟、氰基、三氟甲基、三氟乙基、苯基、乙烯基中的至少一种,R7为甲基、氟基、三氟甲基、苯基中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述多取代氟苯衍生物的质量分数w1与所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的比值的范围为0.8≤w1/w2≤1.2。
3.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述环三硅氧烷衍生物的质量分数w2的范围为0.3wt%≤w2≤9.7wt%。
4.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述多取代氟苯衍生物为、、/>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,所述环三硅氧烷衍生物为、/>、/>中的至少一种。
6.一种电池,其特征在于,包括:
权利要求1-5任一项所述的电解液;
正极极片,所述正极极片浸渍于所述电解液中;
隔膜,位于所述正极极片的一侧,且浸渍于所述电解液中,以及
负极极片,所述负极极片设置于所述隔膜背离所述正极极片的一侧且浸渍于所述电解液中。
7. 一种用电系统,其特征在于,包括:
用电设备,以及
储能装置,所述储能装置为所述用电设备进行供电,所述储能装置包括多个权利要求6所述的电池。
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