电解液、电化学装置及电子装置的制作方法

电解液、电化学装置及电子装置
【技术领域】
1.本技术涉及电解液技术领域，具体地讲，涉及电解液、电化学装置及电子装置。


背景技术：

2.伴随近年来电气制品的轻量化、小型化，锂离子电池已成为现代电子产品不可或缺的产品。具有高能量密度的锂离子二次电池的开发逐步推进，设计的使用上限电压也随之提高，例如，市场上钴酸锂体系目前额定电压可达4.45～4.5v。锂离子电池的高电压存储及充放电，对正负极结构的破坏愈加严重，对电解液本身的耐氧化能力及成膜稳定性都提出了更高的需求，因此需要研发一种可以形成稳定的正负极保护膜的电解液，以提高电化学装置在高电压下的电化学性能。


技术实现要素：

3.鉴于此，本技术提出了电解液、电化学装置及电子装置，该电解液可以形成稳定的正负极保护膜，可以有效降低电化学装置在高电压循环后的直流阻抗，提高电化学装置的循环稳定性。
4.第一方面，本技术提供一种电解液，包括式(i
‑
a)表示的化合物中的至少一种：
[0005][0006]
在式(i
‑
a)中，a1、a2、a3、a4各自独立地选自式(i
‑
b)、式(i
‑
c)、式(i
‑
d)或式(i
‑
e)表示的结构中的任意一种：
[0007][0008]
其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r
10
各自独立地选自c1‑6烷基、c2‑6烯基或c2‑6炔基；
[0009]
其中，表示与相邻原子的结合位点。
[0010]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，式(i
‑
a)包括式i
‑
1至式i
‑
4所示的化合物中的至少一种：
[0011][0012]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述式i所示的化合物在所述电解液中的质量百分比含量为0.05％～8％。
[0013]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述式i所示的化合物在所述电解液中的质量百分比含量为0.5％～4％。
[0014]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述电解液还包括氟代羧酸酯和/或非氟代羧酸酯。
[0015]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述电解液满足以下特征a至c中的至少一种：
[0016]
a.所述氟代羧酸酯在所述电解液中的质量百分比含量为5％～50％；
[0017]
b.所述非氟代羧酸酯在所述电解液中的质量百分比含量为5％～50％；
[0018]
c.所述氟代羧酸酯和所述非氟代羧酸酯在所述电解液中的总质量百分比含量为5％～50％，且所述非氟代羧酸酯和所述氟代羧酸酯的质量比n为0.5≤n≤10，优选为0.5≤n≤4。
[0019]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述非氟代羧酸酯包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯或丙酸丁酯中的至少一种。
[0020]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述氟代羧酸酯包括氟代乙酸乙酯、氟代乙酸丙酯、氟代乙酸丁酯、氟代丙酸乙酯、氟代丙酸丙酯或氟代丙酸丁酯中的至少一种，其中，所述氟代羧酸酯分子中至少有一个氢原子被氟原子取代。
[0021]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述电解液还包括氟代碳酸乙烯酯、1,3
‑
丙烷磺内酯、碳酸亚乙烯酯或腈类化合物中的至少一种。
[0022]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述电解液满足以下特征d至g中的至少一者：
[0023]
d.所述氟代碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分比含量为0.1％～10％；
[0024]
e.所述碳酸亚乙烯酯在所述电解液中的质量百分比含量为0.001％～2％；
[0025]
f.所述1,3
‑
丙烷磺内酯在所述电解液中的质量百分比含量为0.1％～5％；
[0026]
g.所述腈类化合物在所述电解液中的质量百分比含量为0.1％～12％。
[0027]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述腈类化合物包括如下所示化合物
中的至少一种：
[0028][0029]
其中，r
11
选自c1‑
12
亚烷基、取代的c1‑
12
亚烷基、c1‑
12
亚烷氧基或取代的c1‑
12
亚烷氧基；r
21
、r
22
各自独立地选自单键、c1‑
12
亚烷基或取代的c1‑
12
亚烷基；
[0030]
r
31
、r
32
、r
33
各自独立地选自单键、c1‑
12
亚烷基、取代的c1‑
12
亚烷基、c1‑
12
亚烷氧基或取代的c1‑
12
亚烷氧基；
[0031]
r
41
选自c1‑
12
亚烷基、取代的c1‑
12
亚烷基、c2‑
12
亚烯基、取代的c2‑
12
亚烯基、c6‑
26
亚芳基、取代的c6‑
26
亚芳基、c2‑
12
亚杂环基团或取代的c2‑
12
亚杂环基团；
[0032]
其中，经取代时，取代基为卤素原子。
[0033]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述腈类化合物包括
[0034][0035]
中的至少一种。
[0036]
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述电解液还包括氟代乙酸乙酯、丙酸
乙酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3
‑
丙烷磺内酯、碳酸亚乙烯酯、1,3,6
‑
己烷三腈、戊二腈。
[0037]
第二方面，本技术提供一种电化学装置，包括正极、负极、隔离膜和电解液，所述电解液为上述的电解液。
[0038]
第三方面，本技术提供一种电子装置，包括上述的电化学装置。
[0039]
相对于现有技术，本技术至少具有以下有益效果：
[0040]
本技术提供的电解液中包括式i化合物，该式i化合物在电化学装置充放电初期有利于在正负极形成正负极保护膜，从而保证电化学装置在高电压(例如电压为4.5v)下能够稳定循环，即提高了电化学装置在高电压下的循环性能。其中，式i所示化合物能够促进更为稳定的正负极保护膜生成，有效抑制副反应和阻抗增长，有效降低循环后的直流阻抗(dcr)。
[0041]
氟代羧酸酯能够提高采用该电解液的电化学装置在高电压下的循环容量保持率，非氟代羧酸酯能够进一步降低循环后的直流阻抗(dcr)。当电解液中羧酸酯类的质量含量过高时，可能会造成循环性能劣化，因此需要控制氟代羧酸酯和非氟代羧酸酯在电解液中的质量含量。当氟代羧酸酯和非氟代羧酸酯比例过低，则电池阻抗过大；如果两者的比例过高，则在高电压下电解液容易分解，不能利于循环性能。
[0042]
氟代碳酸乙烯酯或1,3
‑
丙烷磺内酯能够改善电化学装置在负极的成膜稳定性，和式i所示化合物协同作用，有效抑制阻抗增长和改善循环。腈类化合物可以在正极表面形成有机的保护层，在正极表面的有机分子可以很好地将电解液中易氧化组分与正极表面隔开，大大降低了高电压下正极表面对电解液的氧化作用，从而改善电化学装置的循环性能。
[0043]
因此，本技术提供的电解液、电化学装置及电子装置，电解液可以形成稳定的正负极保护膜，可以有效降低电化学装置在高电压循环后的直流阻抗，提高电化学装置的循环稳定性。
【具体实施方式】
[0044]
以下所述是本技术实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术实施例的保护范围。
[0045]
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
[0046]
在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中“多种”的含义是两个以上。
[0047]
本技术的上述申请内容并不意欲描述本技术中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
[0048]
本技术涉及一种电解液，包括式(i
‑
a)表示的化合物中的至少一种：
[0049][0050]
在式(i
‑
a)中，a1、a2、a3、a4各自独立地选自式(i
‑
b)、式(i
‑
c)、式(i
‑
d)或式(i
‑
e)表示的结构中的任意一种：
[0051][0052]
其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r
10
各自独立地选自c1‑6烷基、c2‑6烯基或c2‑6炔基；其中，表示与相邻原子的结合位点。
[0053]
本技术通过将式i所示的化合物加入电解液中，可以提高电解液耐氧能力，有利于在电化学装置的正负极生成有效及稳定的固体电解质相界面膜，有效抑制副反应和阻抗的增长，可以显著改善电化学装置在高压下的循环稳定性和直流阻抗(dcr)性能。
[0054]
作为本技术可选的技术方案，式(i
‑
a)表示的化合物包括式i
‑
1至式i
‑
4所示的化合物中的至少一种：
[0055][0056][0057]
作为本技术可选的技术方案，式i所示的化合物在电解液中的质量百分比含量为0.05％～8％；当式i所示的化合物的含量低于0.05％时，其对锂电池在高电压下的高温循环性能改善不明显；当式i所示的化合物的含量高于8％时，电解液中的化合物过多，造成界面膜阻抗较大，造成不可逆锂析出，阻碍电解液的离子传输通道，加速电池的容量衰减。
[0058]
可选地，式i所示的化合物在电解液中的质量百分比含量具体可以是0.05％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％或8％等等，当然也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。可以理解地，在电解液中加入式i所示的化合物，式i所示化合物参与正负极成膜提高了sei膜的稳定性，可以有效改善锂离子电池在高电压下的阻抗增长和循
环性能。优选地，式i所示的化合物在电解液中的质量百分比含量为0.5％～4％。
[0059]
作为本技术可选的技术方案，电解液包括氟代羧酸酯和/或非氟代羧酸酯。可以理解地，氟代羧酸酯、非氟代羧酸酯为氧惰性溶剂，可以提高电解液耐氧化性，可以有效提高电化学装置的循环稳定性。
[0060]
作为本技术可选的技术方案，氟代羧酸酯在电解液中的质量百分比含量为5％～50％，具体可以是5％、8％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％等等，当然也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。经过多次试验发现，在电解液中加入氟代羧酸酯，能够有效改善锂离子电池在高电压下的高温循环稳定性，但是氟代羧酸酯对锂电池的直流阻抗的影响较小。
[0061]
作为本技术可选的技术方案，非氟代羧酸酯在电解液中的质量百分比含量为5％～50％。具体可以是5％、8％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％等等，当然也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。经过多次试验发现，在电解液中加入非氟代羧酸酯，锂电池在高电压下的直流阻抗明显降低，但容量保持率也明显下降；即加入的非氟代羧酸酯会显著改善电池的直流阻抗性能，但会恶化锂离子电池在高电压下的高温循环性能。
[0062]
作为本技术可选的技术方案，电解液包括氟代羧酸酯和非氟代羧酸酯，且非氟代羧酸酯和氟代羧酸酯的质量比n为0.5≤n≤10。具体地，质量比具体可以是0.5、1.0、2、2.5、4、7、8、9或10等等，当然也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。经过多次试验发现，非氟代羧酸酯和氟代羧酸酯的质量比例过低时，电池直流阻抗较高，不利于实现电池快速充放电；当非氟代羧酸酯和氟代羧酸酯的质量比例过高时，则电解液在高电压下溶剂大量分解，不利于高电压下的循环性能。优选地，非氟代羧酸酯和氟代羧酸酯的质量比n为0.5≤n≤4。
[0063]
作为本技术可选的技术方案，非氟代羧酸酯包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯或丙酸丁酯中的至少一种。
[0064]
作为本技术可选的技术方案，氟代羧酸酯包括氟代乙酸乙酯、氟代乙酸丙酯、氟代乙酸丁酯、氟代丙酸乙酯、氟代丙酸丙酯或氟代丙酸丁酯中的至少一种，其中，氟代羧酸酯分子中至少有一个氢原子被氟原子取代。
[0065]
作为本技术可选的技术方案，电解液还包括氟代碳酸乙烯酯(fec)、1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)、碳酸亚乙烯酯(vc)或腈类化合物中的至少一种。
[0066]
作为本技术可选的技术方案，氟代碳酸乙烯酯(fec)在电解液中的质量百分比含量为0.1％～10％。氟代碳酸乙烯酯(fec)在电解液中的质量百分比含量具体可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、5％、8％或10％等等，当然也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。经过多次试验发现，当电解液中加入适量的氟代碳酸乙烯酯(fec)，能够改善电化学装置在高电压下在负极的成膜稳定性，在和式i所示化合物协同作用下，可以抑制阻抗增长，改善锂离子电池在高电压下的循环性能。
[0067]
优选地，氟代碳酸乙烯酯(fec)在电解液中的质量百分比含量为0.1％～5％。
[0068]
作为本技术可选的技术方案，1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)在电解液中的质量百分比含量为0.1％～5％。1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)在电解液中的质量百分比含量具体可以是0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％等等，当然也可以是上述范围内
的其他数值，在此不做限定。经过多次试验发现，当电解液中加入适量的1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)，能够改善电化学装置在高电压下在负极的成膜稳定性，在和式i所示化合物协同作用下，可以抑制阻抗增长，改善锂离子电池在高电压下的循环性能。
[0069]
优选地，1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)在电解液中的质量百分比含量为0.1％～5％。
[0070]
作为本技术可选的技术方案，碳酸亚乙烯酯(vc)在电解液中的质量百分比含量为0.001％～2％。碳酸亚乙烯酯(vc)在电解液中的质量百分比含量具体可以是0.001％、0.1％、0.5％、1％、1.5％或2％等等，当然也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。经过多次试验发现，当电解液中加入适量的碳酸亚乙烯酯(vc)，能够改善电化学装置在高电压下在负极的成膜稳定性，在和式i所示化合物协同作用下，可以抑制阻抗增长，改善锂离子电池在高电压下的循环性能。
[0071]
优选地，碳酸亚乙烯酯(vc)在电解液中的质量百分比含量为0.001％～1％。
[0072]
作为本技术可选的技术方案，腈类化合物在电解液中的质量百分比含量为0.1％～12％。腈类化合物在电解液中的质量百分比含量具体可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％或12％等等，当然也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。经过多次试验发现，当电解液中加入适量的腈类化合物，腈类化合物可以在正极表面形成有机的保护层，在正极表面的有机分子可以很好地将电解液中易氧化组分与正极表面隔开，大大降低了高电压下正极表面对电解液的氧化作用，从而改善锂离子电池在高电压下的循环性能。
[0073]
优选地，腈类化合物在电解液中的质量百分比含量为0.1％～5％。
[0074]
作为本技术可选的技术方案，腈类化合物包括如下所示化合物中的至少一种：
[0075][0076]
其中，r
11
选自c1‑
12
亚烷基、取代的c1‑
12
亚烷基、c1‑
12
亚烷氧基或取代的c1‑
12
亚烷氧基；r
21
、r
22
各自独立地选自单键、c1‑
12
亚烷基或取代的c1‑
12
亚烷基；
[0077]
r
31
、r
32
、r
33
各自独立地选自单键、c1‑
12
亚烷基、取代的c1‑
12
亚烷基、c1‑
12
亚烷氧基或取代的c1‑
12
亚烷氧基；
[0078]
r
41
选自c1‑
12
亚烷基、取代的c1‑
12
亚烷基、c2‑
12
亚烯基、取代的c2‑
12
亚烯基、c6‑
26
亚芳基、取代的c6‑
26
亚芳基、c2‑
12
亚杂环基团或取代的c2‑
12
亚杂环基团；
[0079]
其中，经取代时，取代基为卤素原子，卤素可以选自氟、氯、溴。
[0080]
作为本技术可选的技术方案，腈类化合物还可以选自以下结构所示腈类化合物中的至少一种；
[0081]
[0082][0083]
作为本技术可选的技术方案，本技术的电解液为非水电解液，有机溶剂选自碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、1,4
‑
丁内酯(gbl)、丙酸甲酯、戊酸甲酯、异丁酸甲酯、丁酸甲酯、丙酸丙酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯中的至少一种。
[0084]
作为本技术可选的技术方案，本技术锂盐选自有机锂盐或无机锂盐中的至少一种。
[0085]
作为本技术可选的技术方案，本技术锂盐选自六氟磷酸锂lipf6、双三氟甲烷磺酰亚胺锂lin(cf3so2)2(简写为litfsi)、双(氟磺酰)亚胺锂li(n(so2f)2)(简写为lifsi)、双草酸硼酸锂lib(c2o4)2(简写为libob)、二氟草酸硼酸锂libf2(c2o4)(简写为lidfob)中的至少一种。
[0086]
本技术还提供了一种电化学装置，包括正极、负极、隔离膜和电解液，电解液为上述的电解液。电化学装置可以是锂离子电池。
[0087]
作为本技术可选的技术方案，本技术正极包括正极活性材料、粘结剂和导电剂。
[0088]
作为本技术电化学装置的一种改进，本技术正极活性材料任选自钴酸锂licoo2、锂镍锰钴三元材料、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂中的至少一种。
[0089]
作为本技术电化学装置的一种改进，本技术负极包括负极活性材料、粘结剂和导电剂。
[0090]
作为本技术电化学装置的一种改进，本技术负极活性材料为石墨和/或硅。
[0091]
以下通过具体实施例对本技术的技术方案做示例性描述：
[0092]
(1)正极制备
[0093]
将正极活性材料钴酸锂(licoo2)、导电剂superp、粘结剂聚偏二氟乙烯按照重量比97.9：0.4：1.7进行混合，加入n
‑
甲基吡咯烷酮(nmp)，在真空搅拌机作用下搅拌均匀，获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆于正极集流体铝箔上；将铝箔烘干，然后经过冷压、裁片、分切后，在真空条件下干燥，得到正极。
[0094]
(2)负极制备
[0095]
将负极活性材料人造石墨、导电剂superp、增稠剂羧甲基纤维素钠(cmc)、粘结剂丁苯橡胶(sbr)按照重量比97：1.5：0.5：1进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔上；将铜箔烘干，然后经过冷压、裁片、分切后，在真空条件下干燥，得到负极片。
[0096]
(3)电解液制备
[0097]
在干燥的氩气气氛手套箱中，将溶剂混合，接着加入第一化合物和第二化合物，溶解并充分搅拌后加入锂盐lipf6，混合均匀后获得电解液，其中各个实施例和对比例中加入的第一化合物、第二化合物或溶剂的种类或含量不同。
[0098]
(4)隔离膜的制备
[0099]
将勃姆石与聚丙烯酸酯混合并将其分散到去离子水中以形成涂层浆料。随后采用微凹涂布法将涂层浆料均匀涂布到多孔基材的两个表面上，经过干燥处理以获得所需隔离膜。
[0100]
(5)锂离子电池的制备
[0101]
将正极、隔离膜、负极按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；焊接极耳后将裸电芯置于外包装箔铝塑膜中，将上述制备好的电解液注入到干燥后的裸电芯中，经过真空封装、静置、化成、整形、容量测试等工序，获得锂离子电池。
[0102]
根据上述方法制备实施例以及对比例，具体参数见下表1、表2及表3。
[0103]
性能测试：
[0104]
(1)锂离子电池循环性能测试
[0105]
将锂离子电池置于45℃(25℃)恒温箱中，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温。将达到恒温的锂离子电池以1c恒流充电至电压为4.5v，然后以4.5v恒压充电至电流为0.025c，接着以1c恒流放电至电压为3.0v，此为一个充放电循环。以首次放电的容量为100％，反复进行充放电循环300圈，停止测试，记录循环容量保持率，作为评价锂离子电池循环性能的指标。
[0106]
循环容量保持率是指，循环至某一圈时的容量除以第一次放电时的容量。
[0107]
(2)锂离子电池直流阻抗(dcr)测试
[0108]
将锂离子电池置于25℃环境，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温。以0.5c恒流充电至4.5v，恒压充电至电流为0.025c，静置30分钟，以0.1cdc10s(100ms取点)，1cdc360s(100ms取点)，最后提取70％soc时的直流阻抗(dcr)。
[0109]
根据上述制备方法制备得到实施例1
‑
1到实施例1
‑
21以及对比例1
‑
1，其中，实施
例1
‑
1到实施例1
‑
21以及对比例1
‑
1中所加入的第一化合物如下表1所示，所采用溶剂均为碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)和碳酸二乙酯(dec)的混合物，其中ec:pc:dec的质量比为1:1:1，对应的性能测试结果见表1所示。
[0110]
表1
[0111][0112][0113]
本技术的表中“/”表示未添加该物质，wt％均为基于电解液的总质量计算得到的质量百分比含量。
[0114]
从对比例1
‑
1的性能测试结果可以看出，当电解液中没有加入式i所示化合物时，锂离子电池的4.5v、45℃循环300圈后的容量保持率较差，直流阻抗(dcr)较大，锂离子电池在高电压下的高温循环性能较差。
[0115]
从实施例1
‑
1到实施例1
‑
17的性能此时结果可以看出，当电解液中加入了式i所示化合物后，锂离子电池4.5v、45℃循环300圈后的容量保持率均有所增加、dcr下降明显。即通过在电解液中加入式i所示化合物可以提高锂离子电池在高电压下的高温循环性能，这可能是由于式i所示的硅氧基团、磷氧基团、钛氧基团或铝氧基团参与锂离子电池的成膜，在高温存储中能够有效延后正负极固体电解质界面膜失效，抑制电解液分解副产物生成，从而提高了锂离子电池的高温循环性能。
[0116]
从实施例1
‑
1到实施例1
‑
17的性能测试结果可以看出，实施例1
‑
1的电解液中的式i所示化合物的质量百分比含量仅为0.02％，式i所示化合物质量含量过少，正负极保护膜稳定性降低，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的容量保持率相比于对比例1
‑
1无明显提高，且相比于实施例1
‑
2到实施例1
‑
6也表现较差。实施例1
‑
7的电解液中的式i所示化合物的质量百分比含量为9％，式i所示化合物质量含量过多，造成膜阻抗较大，造成不可逆锂析出，反而有可能阻碍电解液的离子传输通道，加速容量衰减。
[0117]
根据实施例1
‑
1到实施例1
‑
17的性能测试结果可以看出，当电解液中式i所示化合
物的质量含量在0.05％～8％时，均能够改善锂离子电池在高电压下的阻抗增长。当电解液中式i所示化合物的质量含量在0.5％～4％时，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的容量保持率相比于对比例1
‑
1明显提高，即锂离子电池在高电压下的循环性能和阻抗增长均得到明显改善。这是因为式i所示化合物参与正负极成膜提高了sei膜的稳定性，有利于提高锂离子电池在高电压下的循环性能，因此，在本技术的一些实施例中，式i所示化合物在电解液中的量百分比含量为0.05％～8％，进一步优选地，式i所示化合物在电解液中的质量百分比含量为0.5％～4％。
[0118]
从实施例1
‑
1到实施例1
‑
17的性能测试结果可以看出，当式i所示化合物具体为式i
‑
1所示的化合物时，对锂离子电池的性能改善效果最佳。
[0119]
进一步地，根据上述制备方法制备得到实施例2
‑
1到实施例2
‑
33以及对比例2
‑
1，实施例2
‑
1到实施例2
‑
33中所采用的第一化合物和第二化合物见表2，实施例2
‑
1到实施例2
‑
33所采用的溶剂与实施例1
‑
4相同，为了方便比对，在表2中加入实施例1
‑
4的数据，进行对比说明。
[0120]
表2
[0121]
[0122][0123]
请参考表2，通过对比分析实施例1
‑
4、实施例2
‑
1至实施例2
‑
3的数据可知，当电解液中仅加入0.1％～5％的氟代碳酸乙烯酯(fec)，缺少1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)、碳酸亚乙烯酯(vc)、1,3,6
‑
己烷三腈或戊二腈时，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的循环容量保持率上升，在和式i所示化合物协同作用下，并且可以有效抑制阻抗增长，改善锂离子电池在高电压下的循环性能。
[0124]
通过分析实施例2
‑
1、实施例2
‑
4及实施例2
‑
5的数据可知，当电解液中加入的氟代碳酸乙烯酯(fec)质量百分比含量达到10％，甚至12％时，锂离子电池的直流阻抗显著增长。
[0125]
从实施例2
‑
1到实施例2
‑
5的性能测试结果可以看出，氟代碳酸乙烯酯(fec)在电解液中的质量百分比含量控制在0.1％～5％时，对锂离子电池的性能改善效果最佳。
[0126]
通过分析实施例1
‑
4、实施例2
‑
6至实施例2
‑
8的数据可知，当电解液中仅加入
0.1％～5％的1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)，缺少氟代碳酸乙烯酯(fec)、碳酸亚乙烯酯(vc)、1,3,6
‑
己烷三腈或戊二腈时，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的循环容量保持率上升，在和式i所示化合物协同作用下，可以抑制阻抗增长，改善锂离子电池在高电压下的循环性能。
[0127]
通过分析实施例2
‑
6、实施例2
‑
9及实施例2
‑
10的数据可知，当电解液中加入的1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)质量百分比含量达到10％，甚至12％时，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的循环容量保持率下降，锂离子电池的直流阻抗显著增长。
[0128]
从实施例2
‑
6到实施例2
‑
10的性能测试结果可以看出，1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)在电解液中的质量百分比含量控制在0.1％～5％时，对锂离子电池的性能改善效果最佳。
[0129]
通过分析实施例1
‑
4、实施例2
‑
11至实施例2
‑
13的数据可知，当电解液中仅加入0.001％～1％的碳酸亚乙烯酯(vc)，缺少1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、1,3,6
‑
己烷三腈或戊二腈时，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的循环容量保持率上升，在和式i所示化合物协同作用下，可以抑制阻抗增长，改善锂离子电池在高电压下的循环性能。
[0130]
通过分析实施例2
‑
11、实施例2
‑
14及实施例2
‑
15的数据可知，当电解液中加入的碳酸亚乙烯酯(vc)质量百分比含量达到2％时，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的循环容量保持率上升，但是锂离子电池的直流阻抗有所增长。当电解液中加入的碳酸亚乙烯酯(vc)质量百分比含量达到3％时，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的循环容量保持率下降，并且锂离子电池的直流阻抗显著增长。
[0131]
从实施例2
‑
11到实施例2
‑
15的性能测试结果可以看出，碳酸亚乙烯酯(vc)在电解液中的质量百分比含量控制在0.001％～1％时，对锂离子电池的性能改善效果最佳。
[0132]
通过分析实施例1
‑
4、实施例2
‑
16至实施例2
‑
26的数据可知，当电解液中仅加入0.1％～5％的腈类化合物，缺少1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、碳酸亚乙烯酯(vc)时，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的循环容量保持率上升，在和式i所示化合物协同作用下，可以抑制阻抗增长，改善锂离子电池在高电压下的循环性能。
[0133]
当电解液中加入的腈类化合物质量百分比含量达到7％时，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的循环容量保持率上升，但是锂离子电池的直流阻抗有所增长。当电解液中加入的腈类化合物质量百分比含量达到12％时，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的循环容量保持率下降，并且锂离子电池的直流阻抗显著增长。
[0134]
从实施例2
‑
11到实施例2
‑
15的性能测试结果可以看出，腈类化合物在电解液中的质量百分比含量控制在0.1％～5％时，对锂离子电池的性能改善效果最佳。
[0135]
通过分析对比例2
‑
1、实施例2
‑
27至实施例2
‑
33的数据可知，当电解液中加入腈类化合物、1,3
‑
丙烷磺内酯(ps)、氟代碳酸乙烯酯(fec)及碳酸亚乙烯酯(vc)时，在和式i所示化合物协同作用下，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的循环容量保持率上升，可以抑制阻抗增长，改善锂离子电池在高电压下的循环性能。
[0136]
由于式i所示的化合物多烷氧基团改善了电解液和隔膜及负极的界面浸润能力，从而使其他化合物成膜更均匀致密，从而改善了锂离子电池在高电压下的循环性能。当电解液中复合添加fec、ps、vc、1,3,6
‑
己烷三腈或戊二腈中的至少一种时，能够大幅度改善电池性能。
[0137]
进一步地，根据上述制备方法制备得到实施例3
‑
1到实施例3
‑
13以及对比例3
‑
1到对比例3
‑
6，对比例以及实施例中所采用的第一化合物以及第二化合物与实施例1
‑
10相同，区别在于所采用的溶剂不同。对比例3
‑
1到对比例3
‑
6，以及实施例3
‑
1到实施例3
‑
13所采用的溶剂中氟代羧酸酯和非氟代羧酸酯质量比例如表3所示，其余溶剂成分仍按照ec:pc:dec以质量比为1:1:1补充。
[0138]
表3
[0139]
[0140][0141]
请参考表3，通过分析实施例1
‑
4、对比例3
‑
1至对比例3
‑
3的数据可知：在电解液中加入非氟代羧酸酯后，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的直流阻抗下降，但容量保持率也明显下降，即在电解液中加入非氟代羧酸酯会显著改善电池阻抗，但会恶化锂离子电池在高电压下的高温循环性能。
[0142]
通过分析实施例1
‑
4、对比例3
‑
4至对比例3
‑
6的数据可知：在电解液中加入氟代羧酸酯后，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的直流阻抗略微升高或降低，但是容量保持率大幅上升，即在电解液中加入氟代羧酸酯对阻抗的影响较小，但能够显著改善锂离子电池在高电压下的高温循环性能。
[0143]
通过分析实施例1
‑
4、对比例3
‑
1、实施例3
‑
1至实施例3
‑
6的数据可知：实施例3
‑
1至实施例3
‑
6的锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的直流阻抗高于实施例1
‑
4的锂离子电池，同时实施例3
‑
1至实施例3
‑
6的锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的容量保持率明显小于对比例3
‑
1的锂离子电池，即随着非取代羧酸酯的质量含量的上升、非氟代羧酸酯与氟代羧酸酯的质量比例的上升，仍然能够改善电解液的dcr，通过加入氟代羧酸酯能够抑制
非氟代羧酸酯对高电压高温循环的劣化。
[0144]
通过分析对比例3
‑
1、实施例3
‑
4、实施例3
‑
7至实施例3
‑
9的数据可知：在非氟代羧酸酯的质量含量不变时，随着氟代羧酸酯的质量含量的上升、非氟代羧酸酯与氟代羧酸酯的质量比的下降，锂离子电池在4.5v、45℃循环300圈后的容量保持率升高，能够改善锂离子电池的高电压下的高温循环性能。
[0145]
通过分析对比例3
‑
1至对比例3
‑
3、实施例3
‑
7、实施例3
‑
10至实施例3
‑
11的数据可知：乙酸乙酯对锂离子电池的直流阻抗的改善效果最为显著，但对于改善高电压高温循环后的容量保持率不具优势；丙酸丙酯对改善锂离子电池的直流阻抗的效果较弱，但对改善高温循环性能的效果最优。通过分析对比例3
‑
4至对比例3
‑
6、实施例3
‑
7、实施例3
‑
12至实施例3
‑
13可知：二氟乙酸乙酯恶化锂离子电池的直流阻抗的程度较轻，对于高温循环性能的改善效果相对略差。
[0146]
为了平衡阻抗和高电压下的高温循环性能，将非氟代羧酸酯与氟代羧酸酯的质量比设为n，0.5≤n≤10。非氟代羧酸酯和氟代羧酸酯的质量比例过低时，电池直流阻抗较高，不利于实现电池快速充放电；当非氟代羧酸酯和氟代羧酸酯的质量比例过高时，则电解液在高电压下溶剂大量分解，不利于高电压下的循环性能。因此，优选为0.5≤n≤4。
[0147]
通过分析实施例3
‑
14至对比例3
‑
17、实施例3
‑
10可知：在电解液中加入第一化合物和第二化合物，并调节非氟代羧酸酯与氟代羧酸酯的质量比例，可使得电化学装置在大幅度降低直流阻抗的前提下，有效改善高温循环性能。
[0148]
综上，在本技术的实施例中，电解液包括式i所示化合物，从而在电化学装置充放电初期形成高稳定的正负极保护膜，在不低于4.4v的高电压下可以实现稳定循环，提高了电化学装置在高电压下的循环性能；在循环中有效延后正负极sei膜失效，抑制阻抗增长，提高了电化学装置的充放性能。
[0149]
在一些实施例中，电解液还包括氟代羧酸酯与非氟代羧酸酯，用并限定两者的质量比能够降低电解液的dcr，改善电化学装置在高电压下的快速充放电能力。式i所示化合物与氟代羧酸酯参与负极成膜，式i所示化合物与非氟代羧酸酯参与正极成膜，通过合理组合并调整使用量，可改善电化学装置在高电压下sei膜的稳定性。
[0150]
本技术虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本技术构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本技术的保护范围应当以本技术权利要求所界定的范围为准。