【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請的實施例涉及電池領(lǐng)域，具體地，涉及電解液、二次電池和用電裝置。
技術(shù)介紹
1、在新能源領(lǐng)域的電池發(fā)展中，鋰離子二次電池的具有能量密度高、循環(huán)壽命長、平均輸出電壓高、安全性能高、自放電率低、適應(yīng)極端環(huán)境，綠色環(huán)保等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、航天、人工智能、動力汽車、大規(guī)模儲能等領(lǐng)域。商用的鋰離子二次電池電解液以碳酸酯為溶劑，高溶解度和解離度的六氟磷酸鋰(lipf6)為鋰鹽，輔助各種功能型添加劑保證鋰離子電池可適用于多場景。
2、然而，lipf6對h2o(水)極為敏感，電解液中痕量的h2o與pf6-(六氟磷酸根)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成hf(氟化氫)，導(dǎo)致電解液的酸度上升。一方面，生成的hf會破壞電池內(nèi)部的sei膜(固體電解質(zhì)界面膜)，使鋰離子在負(fù)極側(cè)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)，消耗活性鋰離子；另一方面，sei的破壞引發(fā)電解液在負(fù)極側(cè)的持續(xù)反應(yīng)，產(chǎn)生較多氣體，電池內(nèi)部的壓力增大，出現(xiàn)電池鼓漲、漏液現(xiàn)象；以上兩個情況造成電池的dcr(直流內(nèi)阻)增大，進(jìn)而惡化電池的高低溫循環(huán)性能、存儲性能，降低電池的使用壽命。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請通過在電解液中引入包括亞磷酰三胺化合物的添加劑，可以消除電解液中游離的h+，抑制電解液的酸度增加、改善高溫循環(huán)和存儲過程產(chǎn)氣，提升電池的循環(huán)性能和安全性。
2、本申請的一些實施例提供了一種電解液，包括非水溶劑、鋰鹽和添加劑，其中，添加劑包括亞磷酰三胺化合物，亞磷酰三胺化合物的結(jié)構(gòu)式如下式(i)所示：
3、
4、其中，
5、在一些實施例中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述亞磷酰三胺化合物的質(zhì)量占比為0.1％-1.0％，可選為0.5％。具體地，亞磷酰三胺化合物的使用量較低時，對電解液中的游離h+絡(luò)合能力不足，循環(huán)后期產(chǎn)氣較多，導(dǎo)致循環(huán)驟降；亞磷酰三胺化合物的使用量較高時，電池的bol?dcr較大，循環(huán)后期易出現(xiàn)負(fù)極析鋰，影響電池的循環(huán)性能。因此，亞磷酰三胺化合物在電解液中的添加量需要限定在合理范圍內(nèi)。在一些實施例中，基于所述電解液的總質(zhì)量，添加劑的總質(zhì)量占比≥2％。
6、在一些實施例中，本申請的添加劑還包括碳酸亞乙烯酯(vc)、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、硫酸乙烯酯(dtd)、甲烷二磺酸亞甲酯(mmds)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(tmsp)、四乙烯基硅烷(tvsi)中的一種或多種(可作為成膜添加劑)，并且基于電解液的總質(zhì)量，上述添加劑中除亞磷酰三胺化合物之外的添加劑的質(zhì)量占比為0.5％-5％。在一些具體實施例中，基于電解液的總質(zhì)量，添加劑可以包括亞磷酰三胺化合物組合2％的碳酸亞乙烯酯(vc)、1％的氟代碳酸乙烯酯(fec)，0.5％的硫酸乙烯酯(dtd)和0.5％的三(三甲基硅烷)磷酸酯(tmsp)。
7、在一些實施例中，鋰鹽包括六氟磷酸鋰(lipf6)、雙氟磺酰亞胺鋰(lifsi)、四氟硼酸鋰(libf4)、二氟草酸硼酸鋰(lidfob)、二氟草酸磷酸鋰(lidfop)、二草酸硼酸鋰(libob)、二氟磷酸鋰(lipf2o2)中任意一種或至少兩種的組合。
8、本申請的另一些實施例提供了一種二次電池，該二次電池包括：正極、負(fù)極和將正極和負(fù)極浸潤其中的電解液，其中，電解液為上述電解液。本申請的又一些實施例還提供了包括上述二次電池的用電裝置。
9、綜上，本申請的添加劑中的亞磷酰三胺化合物分子中的p和n原子中的孤對電子具有親質(zhì)子性，可以絡(luò)合電解液中的游離的h+，避免電解液酸度升高對sei的破壞；同時，該亞磷酰三胺化合物還能在正極表面氧化分解形成富含n、p的致密無機(jī)層，有效降低sei的阻抗。該亞磷酰三胺化合物的兩種作用機(jī)理能抑制電解液的持續(xù)分解，改善電池存儲和循環(huán)產(chǎn)氣，提升電池的安全性能。
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1.一種電解液，其特征在于，包括非水溶劑、鋰鹽和添加劑，其中，所述添加劑包括亞磷酰三胺化合物，所述亞磷酰三胺化合物的結(jié)構(gòu)式如下式(I)所示：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，R1-R6獨立地選自甲基、乙基、二氟甲基和乙烯基中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述亞磷酰三胺化合物的質(zhì)量占比為0.1％-1.0％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解液，其特征在于，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述亞磷酰三胺化合物的質(zhì)量占比為0.5％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述添加劑的質(zhì)量占比≥2％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解液，其特征在于，所述添加劑還包括碳酸亞乙烯酯(VC)、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(PS)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、硫酸乙烯酯(DTD)、甲烷二磺酸亞甲酯(MMDS)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)、四乙烯基硅烷(TVSI)中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解液，其特征在于，所述添加劑還包括碳酸亞乙烯
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰(LiPF6)、雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB)、二氟草酸磷酸鋰(LiDFOP)、二草酸硼酸鋰(LiBOB)、二氟磷酸鋰(LiPF2O2)中一種或多種。
9.一種二次電池，其特征在于，包括：正極、負(fù)極和將所述正極和負(fù)極浸潤其中的電解液，其中，所述電解液為根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的電解液。
10.一種用電裝置，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的二次電池。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電解液，其特征在于，包括非水溶劑、鋰鹽和添加劑，其中，所述添加劑包括亞磷酰三胺化合物，所述亞磷酰三胺化合物的結(jié)構(gòu)式如下式(i)所示：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，r1-r6獨立地選自甲基、乙基、二氟甲基和乙烯基中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述亞磷酰三胺化合物的質(zhì)量占比為0.1％-1.0％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解液，其特征在于，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述亞磷酰三胺化合物的質(zhì)量占比為0.5％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述添加劑的質(zhì)量占比≥2％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解液，其特征在于，所述添加劑還包括碳酸亞乙烯酯(vc)、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、硫酸乙烯酯...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：余樂，胡阿娟，
申請(專利權(quán))人：遠(yuǎn)景動力技術(shù)江蘇有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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