[发明专利]电解液和使用其的电化学装置

说明书

本申请涉及电解液和使用其的电化学装置。所述电解液包括砜化合物、含磷化合物以及添加剂A，所述添加剂A包含如下化合物中的至少一种：含有苯环的化合物、氟醚化合物、氟代酮化合物和氟代硅氧烷化合物。本申请提供的电解液具有较高的电导率以及较好的电化学稳定性和安全性能，可以显著改善电池的循环性能并满足锂金属电池大倍率放电的需求，在锂金属电池中具有非常大的应用价值。

技术领域

本申请涉及电化学装置技术领域，且更具体来说涉及一种电解液和使用其的电化学装置。

背景技术

锂离子电池由于具有环境友好、工作电压高、比容量大和循环寿命长等优点而得到广泛应用，成为当今世界最具发展潜力的新型绿色化学电源。其中包装厚度小，质量轻的软包电池受到人们的青睐。然后随着锂电行业的迅猛发展，人们对锂离子电池提出了更高的要求：更加轻薄、更小和更高能量密度。随着锂离子电池能量密度的进一步提高，锂金属电池得到广泛的关注。

锂金属具有最低的化学电势(-3.04V)和非常高的反应活性，普通的液态电解液与锂金属的反应活性高。如果电解液与锂金属电极的反应活性高或在电极表面形成的固体电解质界面膜(SEI)不稳定，锂金属电池在循环过程中库伦效率会非常低，且锂枝晶刺穿隔膜造成短路还会带来安全风险。

因此，开发能够满足长循环、大倍率充放电需求的锂金属电池的液态电解液至关重要。

发明内容

本申请提供一种电解液和使用其的电化学装置以试图在至少某种程度上解决至少一种存在于相关领域中的问题。

根据一些实施例，本申请提供一种电解液，所述电解液包括砜化合物、含磷化合物以及添加剂A，所述添加剂A包含如下化合物中的至少一种：含有苯环的化合物、氟醚化合物、氟代酮化合物和氟代硅氧烷化合物。

根据一些实施例，当所述电解液包括含有苯环的化合物时，基于所述电解液的总重量，所述含有苯环的化合物的重量百分比为6wt％-60wt％。

根据一些实施例，基于所述电解液的总重量，所述砜化合物和所述含磷化合物的重量百分比的和为X，所述添加剂A的重量百分比为Y，其中X和Y满足如下条件：0.25≤Y/X≤3.5。

根据一些实施例，所述砜化合物包括式I或式II化合物中的至少一种：

其中：

R₁和R₂各自独立地选自C₆-C₂₆芳基、卤素、C₁-C₁₂烷基、C₂-C₁₂烯基和C₁-C₁₂卤代烷基；

R₃选自氢、C₆-C₂₆芳基、卤素、C₁-C₁₂烷基和C₁-C₁₂卤代烷基；并且

其中n选自1-6的整数。

根据一些实施例，所述砜化合物包括如下化合物中的一种或多种：二甲基砜、乙烯砜、二乙砜、甲基乙烯砜、甲基乙基砜、环丁砜、硫杂环丁烷-1,1-二氧化物或3-溴硫杂环丁烷-1,1-二氧化物。

根据一些实施例，所述含磷化合物包括式III化合物：

其中：