[发明专利]电解液及电化学储能装置

说明书

本申请涉及一种电解液及电化学储能装置。所述电解液包括添加剂，所述添加剂为磷酸酯季铵盐。所述磷酸酯季铵盐可以保证电化学储能装置化成时在负极表面能够形成一层致密均匀且具有较高离子传导性的SEI膜，从而可显著改善电化学储能装置的首次充放电效率、高温循环性能、高温存储性能以及倍率性能。

技术领域

本申请涉及储能装置领域，尤其涉及一种电解液及电化学储能装置。

背景技术

近年来，随着全球环境恶化和能源短缺等问题的日趋严重，相对于传统的镍氢、镍镉和铅酸电池，使用液体电解液的锂离子电池由于具有更高的比能量密度、更好的循环性能、更宽的工作温度和更友好的环境兼容性，因而其需求得到了爆发式的增长，特别是在对能量密度要求很高的高端消费电子器件领域和电动运输车领域内更是占据了应用的主导地位。

为了满足人们对能量密度越来越高的要求，采用高压实和厚涂布的正、负极片处理工艺现已成为业界用于提升锂离子电池能量密度的通用策略。不过，随之带来的问题是，液体电解液很难完全浸润高压实和厚涂布的正、负极片上各个活性材料颗粒间的间隙，从而导致锂离子电池在充放电时(特别是在低温环境中)会出现很大的欧姆极化，最终使得锂离子电池的各项性能急剧恶化。

众所周知，当锂离子电池化成时，液体电解液中的某些化学成份会优先被负极还原分解，从而在负极表面形成一层只对锂离子传导而不对电子传导的所谓固体电解质界面膜(简称SEI膜)。SEI膜是锂离子进出负极活性材料颗粒内部的传输通道，因而是控制负极反应动力学的一个关键因素。如果在锂离子电池化成时形成的SEI膜太厚，一方面会导致锂离子电池中有限的活性锂资源被过多消耗，另一方面会导致锂离子进出负极活性材料颗粒内部时遇到较大阻力。此外，如果在锂离子电池化成时形成的SEI膜不够致密稳定，那么组成SEI膜的某些亚稳态物质将会被液体电解液逐渐溶解，从而导致新鲜暴露的负极活性材料颗粒表面与液体电解液会继续反应以不断修复SEI膜，最终便会造成锂离子电池中有限的活性锂资源被不断地消耗而使得锂离子电池容量急剧下降。鉴于此，特提出本申请。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种电解液及电化学储能装置，所述电解液中含有添加剂磷酸酯季铵盐，所述磷酸酯季铵盐可以保证电化学储能装置化成时在负极表面能够形成一层致密均匀且具有较高离子传导性的SEI膜，从而可显著改善电化学储能装置的首次充放电效率、高温循环性能、高温存储性能以及倍率性能。

为了达到上述目的，在本申请的一方面，本申请提供了一种电解液，其包括添加剂，所述添加剂为磷酸酯季铵盐。所述磷酸酯季铵盐选自式1所示的化合物中的一种或几种；其中，所述磷酸酯季铵盐包括阴离子基团(对应为)以及阳离子基团(除去之外的部分)。

在式1中，R₁、R₂各自独立地选自取代或未取代的碳原子数为1～6的烷基、取代或未取代的碳原子数为6～16的单环芳基中的一种；R₃选自取代或未取代的碳原子数为1～12的亚烷基中的一种；R₄选自取代或未取代的碳原子数为1～6的烷基中的一种；R₅选自取代或未取代的碳原子数为1～3的亚烷基中的一种；取代基选自碳原子数为1～3的烷基、卤素中的一种或几种；选自F^-、[PF₆]^-、[AsF₆]^-、[BF₄]^-、[NO₃]^-、[ClO₄]^-、中的一种。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种电化学储能装置，其包括本申请一方面所述的电解液。

相对于现有技术，本申请的有益效果为：