本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，特別是涉及一種電解液及其制備方法、電池和電子裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著市場(chǎng)對(duì)電動(dòng)車充電時(shí)間的要求越來越短，因此對(duì)鋰電池的充電能力要求也逐漸提高。目前，現(xiàn)有技術(shù)中從電解液方面來提升鋰電池的快充能力主要通過兩種途徑進(jìn)行：一是提升電解液的電導(dǎo)率以降低電池內(nèi)部的電阻，從而加快鋰離子的遷移速度，提高充電效率；二是降低電解液的粘度以減少電解液流動(dòng)時(shí)的阻力，同樣有助于加快鋰離子的傳輸速度。然而，目前用于改善電解液的電導(dǎo)率和粘度的溶劑容易造成電池鼓包并破壞原有負(fù)極sei界面，基于此，一些科研人員提出加入一些高界面保護(hù)添加劑，然而這雖然保護(hù)負(fù)極界面，但卻提高了界面阻抗，不利于快充設(shè)計(jì)。另有一些文獻(xiàn)提出提高鋰鹽含量，通過高鋰鹽去配位更多的自由溶劑分子以減低溶劑反應(yīng)活性，但高鋰鹽含量會(huì)造成粘度和成本增加，顯然也不適用于現(xiàn)有商業(yè)電池設(shè)計(jì)。

2、除此之外，現(xiàn)有的電解液設(shè)計(jì)環(huán)狀碳酸酯一般是鋰鹽含量的兩倍及以上，這是為了滿足鋰鹽的充分解離，但過多的環(huán)狀碳酸酯本身也存在一定的界面問題，例如pc對(duì)石墨負(fù)極的共嵌、ec/pc負(fù)極易還原和ec/pc的安全問題等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)為解決背景技術(shù)中存在的至少一個(gè)問題而提供一種電解液及其制備方法、電池和電子裝置。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種電解液，所述電解液包括鋰鹽、溶劑和添加劑，所述溶劑包括環(huán)狀碳酸酯溶劑、低粘度溶劑和線性碳酸酯溶劑；所述低粘度溶劑選自羧酸酯溶劑和醚類溶劑中的至少一種；

4、其中，以所述電解液總質(zhì)量為100％計(jì)，所述鋰鹽的質(zhì)量百分比為x％，所述環(huán)狀碳酸酯溶劑的質(zhì)量百分比為y％，所述低粘度溶劑的質(zhì)量百分比為z％，所述線性碳酸酯溶劑的質(zhì)量百分比為w％；

5、其中，所述x、y、z和w滿足條件：90≤x+y+z+w≤100，且y≤z≤w。

6、優(yōu)選地，所述x、y、z和w至少滿足下列條件(1)至條件(6)中的一種：

7、(1)0.5≤y/x≤1.4；

8、(2)2≤z/x≤3；

9、(3)2≤z/y≤4；

10、(4)2.5x≤y+z≤4.5x；

11、(5)10≤x≤15；

12、(6)30≤w≤55。

13、優(yōu)選地，所述x、y、z和w同時(shí)滿足下列條件(1)至條件(4)：

14、(1)0.5≤y/x≤1.4；

15、(2)2≤z/x≤3；

16、(3)2≤z/y≤4；

17、(4)2.5x≤y+z≤4.5x。

18、優(yōu)選地，所述鋰鹽選自lipf6、lifsi、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、二氟磷酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、雙(三氟甲基磺酰)亞胺鋰和二氟二草酸磷酸鋰中的一種或多種。

19、優(yōu)選地，所述環(huán)狀碳酸酯溶劑選自環(huán)狀碳酸乙烯酯及其衍生物、環(huán)狀碳酸丙烯酯及其衍生物、氟代環(huán)狀碳酸乙烯酯及其衍生物、環(huán)狀碳酸丙烯酯及其衍生物中的一種或多種。

20、優(yōu)選地，所述羧酸酯溶劑選自甲酸乙酯及其衍生物、乙酸乙酯及其衍生物、丙酸乙酯及其衍生物、乙酸丙酯及其衍生物中的一種或多種。

21、優(yōu)選地，所述醚類溶劑選自乙二醇二甲醚及其衍生物、四氫呋喃及其衍生物、二氧五環(huán)及其衍生物中的一種或多種。

22、優(yōu)選地，所述線性碳酸酯溶劑選自碳酸二乙酯及其衍生物、碳酸二甲酯及其衍生物、碳酸甲乙酯及其衍生物中的一種或多種。

23、優(yōu)選地，所述添加劑選自vc(碳酸亞乙烯酯)、ps(1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯)、pst(1,3-丙烯磺酸內(nèi)酯)、tmsb(三(三甲基硅基)硼酸酯)、tmsp(三(三甲基硅基)磷酸酯)、fec(氟代碳酸乙烯酯)、dtd(硫酸乙烯酯)、mmds(甲烷二磺酸亞甲酯)中的一種或多種。

24、本發(fā)明第二方面提供了一種電池，所述電池包括本發(fā)明第一方面提供的電解液。

25、本發(fā)明第三方面提供了一種電子裝置，所述電子裝置包括本發(fā)明第二方面提供的電池。

26、本發(fā)明通過提供一種電解液及其制備方法、電池和電子裝置，針對(duì)現(xiàn)有快充電解液中常用溶劑存在的界面穩(wěn)定性問題，通過調(diào)整鋰鹽、環(huán)狀碳酸酯溶劑和低粘度溶劑的含量的配比關(guān)系進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)，使得溶劑分子與鋰鹽充分配位，最大程度減少自由溶劑分子數(shù)量，以提高電解液界面穩(wěn)定性；并通過低粘度溶劑含量大于環(huán)狀碳酸酯溶劑的含量的設(shè)計(jì)，保證了溶液的低粘度，以達(dá)成快充需求，進(jìn)而完成一種兼顧界面穩(wěn)定性及快充性能電解液設(shè)計(jì)，進(jìn)而使得包括本申請(qǐng)所述電解液的電池的高溫/常溫高倍循環(huán)性能優(yōu)異，快充能力強(qiáng)。

技術(shù)特征：

1.一種電解液，其特征在于，所述電解液包括鋰鹽、溶劑和添加劑，所述溶劑包括環(huán)狀碳酸酯溶劑、低粘度溶劑和線性碳酸酯溶劑；所述低粘度溶劑選自羧酸酯溶劑和醚類溶劑中的至少一種；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述x、y、z和w至少滿足下列條件(1)至條件(6)中的一種：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述x、y、z和w同時(shí)滿足下列條件(1)至條件(4)：

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽選自lipf6、lifsi、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、二氟磷酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、雙(三氟甲基磺酰)亞胺鋰和二氟二草酸磷酸鋰中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電解液，其特征在于，所述環(huán)狀碳酸酯溶劑選自環(huán)狀碳酸乙烯酯及其衍生物、環(huán)狀碳酸丙烯酯及其衍生物、氟代環(huán)狀碳酸乙烯酯及其衍生物、環(huán)狀碳酸丙烯酯及其衍生物中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電解液，其特征在于，所述羧酸酯溶劑選自甲酸乙酯及其衍生物、乙酸乙酯及其衍生物、丙酸乙酯及其衍生物、乙酸丙酯及其衍生物中的一種或多種；和/或，

7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電解液，其特征在于，所述線性碳酸酯溶劑選自碳酸二乙酯及其衍生物、碳酸二甲酯及其衍生物、碳酸甲乙酯及其衍生物中的一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電解液，其特征在于，所述添加劑選自vc(碳酸亞乙烯酯)、ps(1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯)、pst(1,3-丙烯磺酸內(nèi)酯)、tmsb(三(三甲基硅基)硼酸酯)、tmsp(三(三甲基硅基)磷酸酯)、fec(氟代碳酸乙烯酯)、dtd(硫酸乙烯酯)、mmds(甲烷二磺酸亞甲酯)中的一種或多種。

9.一種電池，其特征在于，所述電池包括如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的電解液。

10.一種電子裝置，其特征在于，所述電子裝置包括如權(quán)利要求9所述的電池。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種電解液及其制備方法、電池和電子裝置，所述電解液包括鋰鹽、溶劑和添加劑，所述溶劑包括環(huán)狀碳酸酯溶劑、低粘度溶劑和線性碳酸酯溶劑；所述低粘度溶劑選自羧酸酯溶劑和醚類溶劑中的至少一種；其中，以所述電解液總質(zhì)量為100％計(jì)，所述鋰鹽的質(zhì)量百分比為X％，所述環(huán)狀碳酸酯溶劑的質(zhì)量百分比為Y％，所述低粘度溶劑的質(zhì)量百分比為Z％，所述線性碳酸酯溶劑的質(zhì)量百分比為W％；其中，所述X、Y、Z和W滿足條件：90≤X+Y+Z+W≤100，且Y≤Z≤W。本申請(qǐng)的電解液兼顧界面穩(wěn)定性及快充性能，包括本申請(qǐng)所述電解液的電池的高溫/常溫高倍循環(huán)性能優(yōu)異，快充能力強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)人員：華松,張建飛,杜雪麗,於洪將,江柯成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇正力新能電池技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6