[发明专利]一种电解液及包括该电解液的电化学装置

说明书

本发明提供一种电解液及包括该电解液的电化学装置。本发明的电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包含添加剂A、添加剂B以及添加剂C；其中，所述添加剂A选自腈类化合物中的至少一种，所述添加剂B选自氟代碳酸乙烯酯，所述添加剂C选自异氰酸酯中的至少一种。本发明的电解液用在锂离子电池中，可显著提升电池的循环寿命与安全性能。

技术领域

本发明属于电化学装置技术领域，具体涉及一种电解液及包括该电解液的电化学装置。

背景技术

锂离子电池是应用非常广泛的二次电池。通常，电解液中的特定成膜添加剂会在正极与负极表面会发生反应并生成钝化膜(正极通常叫CEI膜，负极通常叫SEI膜)，从而抑制电解液与正负极进一步反应，从而保证电池具有较高的循环性能，然而钝化膜在循环过程中，由于电极形变产生的应力会发生破裂，或者会在电位变化过程中发生分解及成分演变，最终导致钝化膜的保护作用失效，从而导致电解液与电极发生进一步反应，最终导致电池容量衰减。因此提高电解液在正负极表面形成的钝化膜的稳定性对改善电池循环寿命非常重要。为了进一步提升电解液的循环寿命，迫切需要开发一种长循环寿命的电解液。

发明内容

本发明的目的是提供一种电解液及包括该电解液的电化学装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种电解液，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包含添加剂A、添加剂B以及添加剂C；其中，所述添加剂A选自腈类化合物中的至少一种，所述添加剂B选自氟代碳酸乙烯酯，所述添加剂C选自异氰酸酯中的至少一种。

根据本发明的实施方案，所述添加剂C选自具有如式Ⅰ所示结构的异氰酸酯中的至少一种：

式Ⅰ中，R₁、R₂、R₃相同或不同，彼此独立地选自H原子、F原子、烷基、氟代烷基；n选自1～20，优选为1～12。

优选地，所述烷基选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基中的至少一种。

优选地，所述氟代烷基选自一氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟异丙基、全氟丁基中的至少一种。

根据本发明的实施方案，所述添加剂C的加入量占电解液的总质量的0.1～11％，优选为0.1～5％。

根据本发明的实施方案，所述添加剂A选自如下腈类化合物中的至少一种：乙腈(AN)、丙二腈、丁二腈(SN)、戊二腈(GN)、己二腈(ADN)、1,3,6-己烷三甲腈、1,3,5-戊烷三甲腈、乙二醇双丙腈醚、六氟环三磷腈、五氟乙氧基环三磷腈、五氟苯氧基环三磷腈、1,4-二氰基-2-丁烯、对氟苯甲腈、对甲基苯甲腈、2-氟己二腈、2,2-二氟丁二腈、三氰基苯、丙烯腈、巴豆腈、反式丁烯二腈、反式己烯二腈、1,2-二(氰乙氧基)乙烷、1,2,3-三(氰乙氧基)丙烷、双(氰乙基)砜、3-(三甲基硅氧基)丙腈。

根据本发明的实施方案，所述添加剂A的加入量占电解液的总质量的0.1～15％，例如为0.1～10％。

根据本发明的实施方案，所述添加剂B的加入量占电解液的总质量的0.5～30％。

根据本发明的实施方案，所述电解液中，所述添加剂B与所述添加剂C的质量比大于等于0.02小于等于110，优选为大于等于0.2小于等于10，进一步优选为大于等于0.4且小于等于5。