本技術(shù)涉及電化學(xué),特別是涉及一種二次電池的電解液、二次電池及電子裝置。
背景技術(shù):
1、二次電池,例如鋰離子電池,因其能量密度高、循環(huán)性能好、安全、環(huán)保且無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品、電動交通工具、航空航天、能源儲備等領(lǐng)域。
2、為了滿足社會發(fā)展的需求,尋求具有更高能量密度的鋰離子電池成為亟待解決的問題,而這就使得鋰離子電池往更高電壓設(shè)計(jì),使得電極界面反應(yīng)加劇,導(dǎo)致循環(huán)過程鋰離子電池的容量衰減,阻抗增長迅速,會惡化鋰離子電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)的目的在于提供一種二次電池的電解液、二次電池及電子裝置,以改善二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。具體技術(shù)方案如下:
2、本技術(shù)的第一方面提供了一種二次電池的電解液,其包括氟代乙酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸鋰,氟代乙酸乙酯包括乙酸二氟乙酯或乙酸三氟乙酯中的至少一種。基于電解液的質(zhì)量,氟代乙酸乙酯的質(zhì)量百分含量為a%,12≤a≤65,氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為b%,2.7≤b≤10.3,二氟磷酸鋰的質(zhì)量百分含量為c%,0.05≤c≤0.5。電解液包括氟代乙酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸鋰,并調(diào)控a、b和c的值在上述范圍內(nèi),由于上述氟代乙酸乙酯具有較高的氧化電位,在正極反應(yīng)性低,有利于減少正極側(cè)的界面反應(yīng),減少循環(huán)過程中的正極界面阻抗的增加;同時(shí),氟代碳酸乙烯酯和/或二氟磷酸鋰優(yōu)先于上述氟代乙酸乙酯在負(fù)極進(jìn)行還原反應(yīng),可以緩解氟代乙酸乙酯在負(fù)極的還原反應(yīng),生成阻抗較低的負(fù)極電解質(zhì)界面膜(sei膜),降低負(fù)極界面阻抗,從而可以整體改善二次電池循環(huán)過程中的容量衰減問題,并降低循環(huán)過程中的阻抗增長,改善二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
3、在本技術(shù)的一些實(shí)施方案中,15≤a+b≤73.8。通過調(diào)控a+b的值在上述范圍內(nèi),有利于在正極和負(fù)極均形成低阻抗且富含無機(jī)組分(例如lif)的穩(wěn)定界面膜,從而更好地改善二次電池循環(huán)過程中的容量衰減問題,并進(jìn)一步降低循環(huán)過程中的阻抗增長,提高二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
4、在本技術(shù)的一些實(shí)施方案中,1.2≤a/b≤21.5。調(diào)控a/b的值在上述范圍內(nèi),可以利用氟代乙酸乙酯減少循環(huán)過程中的正極界面阻抗的增加的同時(shí),更好地發(fā)揮氟代碳酸乙烯酯與氟代乙酸乙酯之間的協(xié)同作用,優(yōu)化sei膜的組分,生成阻抗較低的sei膜,降低負(fù)極界面阻抗,從而進(jìn)一步改善二次電池循環(huán)過程中的容量衰減問題以及降低循環(huán)過程中的阻抗增長,進(jìn)而更有利于提高二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
5、在本技術(shù)的一些實(shí)施方案中,電解液滿足以下特征中的至少一者:(1)20≤a≤50;(2)2.7≤b≤8。調(diào)控a、b和c的值在上述范圍內(nèi),可以進(jìn)一步改善二次電池循環(huán)過程中的容量衰減問題以及降低循環(huán)過程中的阻抗增長,進(jìn)而更有利于提高二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
6、在本技術(shù)的一些實(shí)施方案中,電解液還包括式i化合物,式i化合物包括以下化合物中的至少一者:
7、
8、
9、基于電解液的質(zhì)量,式i化合物的質(zhì)量百分含量為d%,0.2≤d≤6。在電解液包括氟代乙酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸鋰的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步引入式i化合物,并調(diào)控其質(zhì)量百分含量在上述范圍內(nèi),式i化合物與上述電解液組分(氟代乙酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸鋰)共同參與正極和負(fù)極的界面成膜反應(yīng),有利于在正極和負(fù)極形成低阻抗的界面組分,并且在循環(huán)過程中穩(wěn)定,從而可以進(jìn)一步改善二次電池循環(huán)過程中的容量衰減問題,降低循環(huán)過程中的阻抗增長,提高二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
10、在本技術(shù)的一些實(shí)施方案中,其中,0.06≤d/b≤1.4。調(diào)控d/b的值在上述范圍內(nèi),可以更好地發(fā)揮式i化合物與氟代碳酸乙烯酯之間的協(xié)同作用,優(yōu)化sei膜的組成,更有利于形成高離子傳導(dǎo)、低阻抗且在循環(huán)過程中穩(wěn)定的界面組分,從而可以進(jìn)一步改善二次電池循環(huán)過程中的容量衰減問題,降低循環(huán)過程中的阻抗增長,提高二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
11、在本技術(shù)的一些實(shí)施方案中,電解液還包括式ii化合物,式ii化合物包括以下化合物中的至少一者:
12、
13、
14、基于電解液的質(zhì)量,式ii化合物的質(zhì)量百分含量為e%,0.2≤e≤3。在電解液包括氟代乙酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸鋰的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步引入式ii化合物,并調(diào)控其質(zhì)量百分含量在上述范圍內(nèi),式ii化合物與上述電解液組分(氟代乙酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸鋰)共同參與正極和負(fù)極的界面成膜反應(yīng),有利于在正極和負(fù)極形成低阻抗的界面組分,并且在循環(huán)過程中穩(wěn)定,從而可以進(jìn)一步改善二次電池循環(huán)過程中的容量衰減問題,降低循環(huán)過程中的阻抗增長,提高二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
15、在本技術(shù)的一些實(shí)施方案中,電解液還包括上述式i化合物和式ii化合物,基于電解液的質(zhì)量,式i化合物的質(zhì)量百分含量為d%,式ii化合物的質(zhì)量百分含量為e%,1≤d+e≤6.5。在電解液包括氟代乙酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸鋰的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步同時(shí)引入上述式i化合物和式ii化合物,式i化合物和式ii化合物與上述電解液組分共同參與正極和負(fù)極的界面成膜反應(yīng),同時(shí)改善正極和負(fù)極界面,從而可以進(jìn)一步改善二次電池循環(huán)過程中的容量衰減問題,降低循環(huán)過程中的阻抗增長,提高二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
16、本技術(shù)的第二方面提供了一種二次電池,其包括正極極片、負(fù)極極片和本技術(shù)的第一方面提供的電解液。將本技術(shù)第一方面提供的電解液應(yīng)用于二次電池,有利于改善二次電池循環(huán)過程中的容量衰減問題,以及降低循環(huán)過程中的阻抗增長,提高二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
17、在本技術(shù)的一些實(shí)施方案中,正極極片包括鋁集流體,鋁集流體的厚度為4μm至10μm。正極極片包括鋁集流體,并調(diào)控其厚度在上述范圍內(nèi),可以使得正極極片具有合適的強(qiáng)度,降低其斷裂的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)有利于降低循環(huán)過程中二次電池的阻抗,從而有利于降低循環(huán)過程中的阻抗增長,提高二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
18、在本技術(shù)的一些實(shí)施方案中,負(fù)極極片包括銅集流體,銅集流體的厚度為4μm至10μm。負(fù)極極片包括銅集流體,并調(diào)控其厚度在上述范圍內(nèi),可以使得負(fù)極極片具有合適的強(qiáng)度,降低其斷裂的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)有利于降低循環(huán)過程中二次電池的阻抗,從而有利于降低循環(huán)過程中的阻抗增長,提高二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
19、本技術(shù)的第三方面提供了一種電子裝置,其包括本技術(shù)第二方面提供的二次電池。本技術(shù)提供的二次電池在高電壓下具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性,從而本技術(shù)提供的電子裝置具有良好的使用性能和較長的使用壽命。
20、本技術(shù)的有益效果:
21、本技術(shù)提供了一種二次電池的電解液、二次電池及電子裝置。電解液包括氟代乙酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸鋰,氟代乙酸乙酯包括乙酸二氟乙酯或乙酸三氟乙酯中的至少一種;基于電解液的質(zhì)量,氟代乙酸乙酯的質(zhì)量百分含量為a%,12≤a≤65,氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為b%,2.7≤b≤10.3,二氟磷酸鋰的質(zhì)量百分含量為c%,0.05≤c≤0.5。電解液包括氟代乙酸乙酯、氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸鋰,并調(diào)控a、b和c的值在上述范圍內(nèi),由于上述氟代乙酸乙酯具有較高的氧化電位,在正極反應(yīng)性低,有利于減少正極側(cè)的界面反應(yīng),減少循環(huán)過程中的正極界面阻抗的增加,同時(shí),氟代碳酸乙烯酯和二氟磷酸鋰協(xié)同作用,優(yōu)先于上述氟代乙酸乙酯在負(fù)極進(jìn)行還原反應(yīng),可以緩解氟代乙酸乙酯在負(fù)極的持續(xù)還原反應(yīng),生成阻抗較低的sei膜,降低負(fù)極界面阻抗,從而可以整體改善二次電池循環(huán)過程中的容量衰減問題,并降低循環(huán)過程中的阻抗增長,提高二次電池在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
22、當(dāng)然,實(shí)施本技術(shù)的任一產(chǎn)品或方法并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。