[发明专利]一种电解液及电化学装置

说明书

本申请提供了一种电解液及电化学装置。本申请的电解液包括环硫二乙酸酐和三腈化合物。将环硫二乙酸酐和三腈化合物加入到电解液中，能够在正负极材料表面形成稳定的保护层，保证电化学装置在≥4.45V的高电压下稳定充放电工作。本发明提供的电化学装置可以在高能量密度、充电截止电压≥4.45V时，良好地运行；该电化学装置具有优越的高温间歇循环性能和放电状态下的耐高温性能。

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种电解液和包含该电解液的电化学装置。

背景技术

锂离子电池具有高能量密度，工作电压高、自放电率低、循环寿命长、无污染等优点，现已作为电源广泛应用于相机、手机、无人机、笔记本电脑、智能手表等电子产品。近年来，随着智能电子产品的快速发展，对锂离子电池的续航能力有了更高的要求。提升锂离子电池的充电截止电压，提高正极材料的脱锂量，是有效提高锂离子电池能量密度的手段。目前，4.4V高电压锂离子电池产品已广泛应用，进一步提高充电截止电压至4.45V甚至大于4.5V的高电压体系是各大科研单位、电池制造企业研究的热点。然而，提高充电截止电压也会带来许多问题，例如电池容易胀气、高温下循环容量衰减加速等。如何解决上述高能量密度高电压锂离子电池存在的问题以提高电池的续航能力已成为本领域的重要课题。

发明内容

本发明提供了一种电解液和包括该电解液的电化学装置，所述电解液包括包含取代或未取代的环硫二乙酸酐和三腈化合物。该电解液能在正负极形成较稳定的SEI保护层，能显著改善高温下的循环性能，特别是高温间歇循环性能，以及抑制放电状态下电池产气。

本发明的一方面提供了一种电解液。在一些实施例中，所述电解液包含：

式I化合物，以及

式II化合物或式III化合物中的至少一种；

其中，R₁、R₂、R₃及R₄各自独立选自氢原子，氟原子，取代或未取代的C₁-C₁₀烷基、取代或未取代的C₂-C₁₀烯基、取代或未取代的C₂-C₁₀炔基、取代或未取代的C₆-C₁₂芳基、取代或未取代的C₁-C₁₀烷氧基、或取代或未取代的C₆-C₁₂芳氧基；经取代时，取代基为氟、氰基或C₁-C₁₀烷基；其中a、d和f各自独立选自1至5的整数，b、c、e、g、h和i各自独立选自0至5的整数。

在一些实施例中，所述式I化合物包含

中的至少一种。

在一些实施例中，所述式I化合物的量占所述电解液重量的0.05重量％至3重量％。

在一些实施例中，所述式II、式III化合物包含下述化合物中的至少一种。

在一些实施中，所述式II化合物、式III化合物或其组合的量占所述电解液重量的0.1重量％至5重量％。

在一些实施例中，所述电解液进一步包含添加剂A，所述添加剂A包含二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂、四氟磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、双氟磺酰亚胺钠、双三氟甲烷磺酰亚胺钠、六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钾、双三氟甲烷磺酰亚胺钾或六氟磷酸钾中的至少一种。

在一些实施例中，所述添加剂A占所述电解液的质量分数为约0.01重量％至约1重量％。