一种电解液及包含其的二次电池的制作方法

本发明涉及二次电池领域，具体涉及一种电解液及包含其的二次电池。

背景技术：

1、锂离子电池凭借绿色环保、高能量密度的优势，已广泛应用于笔记本电脑、手机、电子手表、新能源汽车等电子设备。随着用户对续航与性能要求的不断提高，开发具有更高能量密度和功率密度的锂离子电池成为迫切需求。

2、提高工作电压是提升锂离子电池能量密度的有效途径。然而，随着工作电压的提高，负极电势进一步降低，这对电解液的耐还原性能提出了更高要求。相关技术中的常规电解液体系在高电压条件下容易在负极发生还原分解，一方面会持续消耗电解液中的活性锂离子并生成副产物，导致电池的容量保持率加速衰减；另一方面，还原分解反应往往伴随大量放热，在高温条件下容易引发热失控，影响电池的热稳定性。如何兼顾高电压条件下电池的循环性能与热稳定性，成为本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的首要目的是提供一种电解液，以抑制高电压下电解液在负极的还原分解，从而兼顾电池的循环性能和热稳定性。

2、本申请的另一目的是提供一种包含上述电解液的二次电池。

3、本申请的目的是通过以下技术方案实现的：

4、根据本申请的实施例，第一方面，提供了一种电解液，所述电解液包括化合物a和化合物b，以所述电解液的总质量为基准计，所述化合物a的质量含量为a %，所述化合物b的质量含量为b %，满足：3≤a≤60，1≤b≤30；

5、所述化合物a为羧酸甲酯化合物，包括式ⅰ所示的物质中的至少一种：

6、

7、式ⅰ

8、其中，r1为碳原子数为2~6的氟取代或者未取代的烷基；

9、所述化合物b为氟磺酰胺化合物，包括式ⅱ所示的物质中的至少一种：

10、

11、式ⅱ

12、其中，r2和r3各自独立地包括氟取代或未取代的下述基团中的至少一种：c1~c6的烷基、c2~c6的烯基、c2~c6的炔基、苯基、硅烷基、烷基磺酰基、氟代磺酰基。

13、根据本申请的实施例，第二方面，还提供了一种二次电池，包括第一方面所述的电解液。

14、本发明技术方案，具有如下优点：

15、本申请提供的电解液中包括化合物a，化合物a为羧酸甲酯化合物。常见的羧酸酯通常在高温下会发生还原性脱羧、酯交换等副反应，这些副反应会生成短链羧酸、醇、烯烃等具有腐蚀性或高反应活性的产物，进而侵蚀负极界面、破坏固体电解质界面膜并引发更多的电解液分解，形成恶性循环。本申请研究发现，相比于羧酸乙酯或羧酸丙酯类化合物，羧酸甲酯更不容易发生还原性脱羧、酯交换等副反应，在实际电池中更稳定。一方面虽然羧酸甲酯的α-h（酸侧链中直接与羰基相连的碳原子上的氢）酸性更强，还原性更强，α-h更容易被攻击，但是在羧酸甲酯得到电子后其α-c形成一个碳负离子，羧酸甲酯烷氧基（-och3）很短，发生分子内酯交换需要形成一个四元或五元环过渡态，而烷氧基更长的羧酸乙酯和羧酸丙酯形成环状过渡态的空间位阻更小，因此羧酸甲酯更不容易发生酯交换反应；另一方面羧酸乙酯和羧酸丙酯醇部分的β-h的转移也更容易发生，从而更容易生成烯烃和羧酸，而羧酸甲酯的醇部分的β-c（酯侧链中直接与o相连的碳原子后连接的碳原子）根本不存在，因为甲氧基（-och3）只有一个碳，因此分子内醇部分的β-h转移的路径是关闭的。电解液包括羧酸甲酯后上述副反应的发生概率显著降低，从源头上减少了腐蚀性副产物的生成，从而减少电解液的消耗以及副反应放热，有利于维持电池循环过程中的容量保持率，但是这也造成了羧酸甲酯参与成膜程度低的问题。

16、因此，本申请提供的电解液中还包括化合物b，化合物b为氟磺酰胺化合物。化合物b能够与化合物a共同形成稳定的界面膜，抑制电解液在负极活性材料表面持续还原分解。并且化合物a相对于其他羧酸酯更为稳定，不容易被氟磺酰胺类化合物高温产生的活性物质影响，同时，化合物a虽具有低粘度优势，可改善电解液的浸润性和动力学性能，但其沸点偏低，在炉温测试条件下易汽化产气，单独使用存在高温安全性不足的问题；而化合物b具有高沸点特性，能够提升电解液的整体沸点，有效抑制化合物a的汽化行为。两者复配后，既保留了化合物a优异的耐还原性和低粘度优势，又通过化合物b的成膜作用和高沸点特性弥补了其高温稳定性缺陷，使得电解液体系在高电压条件下能够同时兼顾优异的循环性能、动力学性能和热稳定性。

17、本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述和显示，或是经由本申请实施例的实施而阐释。

1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括化合物a和化合物b，以所述电解液的总质量为基准计，所述化合物a的质量含量为a %，所述化合物b的质量含量为b %，满足：3≤a≤60，1≤b≤30；

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括第一环状碳酸酯，所述第一环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和双氟代碳酸乙烯酯中的至少一种，以所述电解液的总质量为基准计，所述第一环状碳酸酯的质量含量为c %，满足：12≤c≤30。

4.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括含硫化合物，所述含硫化合物包括单环含硫化合物、双环含硫化合物和三环含硫化合物中的至少一种；

5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述羧酸甲酯化合物包括式1-1~式1-8中的至少一种：；

6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟磺酰胺化合物包括式2-1~式2-16中的至少一种：

7.一种二次电池，其特征在于，所述二次电池包括权利要求1～6中任一项所述的电解液。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还包括负极片，所述负极片包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一侧表面上的负极活性层，所述负极活性层包括含氮化合物；

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述含氮化合物包括氮化硼；和/或，以所述负极活性层的总质量为基准计，所述含氮化合物的质量含量为0.05%~5%。

10.根据权利要求8或9所述的二次电池，其特征在于，