[发明专利]一种电解液、包含该电解液的电化学装置及电子装置

说明书

本申请提供了一种电解液、包含该电解液的电化学装置及电子装置，其中，电解液包括氟代碳酸乙烯酯、通式(I)表示的氟代羧酸酯和通式(II)表示的氟代醚，上述三种物质具有协同效果，可以有效提高电解液的氧化性窗口，降低溶剂在正极界面的氧化分解，减少电解液在循环过程中的溶剂消耗，从而改善高压电化学装置的循环寿命。

技术领域

本发明涉及电化学领域，具体是涉及一种电解液、包含该电解液的电化学装置及电子装置。

背景技术

锂离子电池能够成为现如今最流行和青睐的电能储能器件，主要是因为具有好的环境友好性、高的能量密度、高的工作电压和长的循环寿命长等优点。

但随着人类生活水平的提高，对于电能储能器件的要求越来越高，特别是对于锂离子电池能量密度的需求。提高锂离子电池的工作电压是提高锂离子电池能量密度的重要手段之一，但传统的电解液已经无法满足现如今的工作要求，因此发展高电压电解液迫在眉睫。

溶剂作为电解液的主要成分，溶剂的稳定性对于高压电解液稳定性至关重要。传统的碳酸酯类或羧酸酯类溶剂当充电截至电压高于4.3V时很容易发生氧化分解。电解液持续氧化分解，一方面会增加电池界面的阻抗；另一方面溶剂快速消耗导致锂离子传输出现断桥。有鉴于此，亟需解决溶剂在高电压下的稳定性问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电解液、包含该电解液的电化学装置及电子装置，以改善高压电化学装置的循环寿命。具体技术方案如下：

本申请的第一方面提供了一种电解液，其包括氟代碳酸乙烯酯、通式(I)表示的氟代羧酸酯和通式(II)表示的氟代醚：

其中，

R₁和R₂各自独立地选自C₁至C₅的烷基、氟取代的C₁至C₅的烷基、磺酸基取代的C₂至C₅的烷基、氰基取代的C₂至C₅的烷基，且R₁和R₂中至少一个为氟取代的C₁至C₅的烷基；

R₃和R₄各自独立地选自C₁至C₅的烷基、氟取代的C₁至C₅的烷基、磺酸基取代的C₂至C₅的烷基、氰基取代的C₂至C₅的烷基，且R₃和R₄中至少一个为氟取代的C₁至C₅的烷基。

通过深入研究，本申请的发明人发现，由于氟原子具有很强的电负性和弱极性，被氟化的物质具有较高的氧化电位，电解液包括氟代碳酸乙烯酯、通式(I)表示的氟代羧酸酯和通式(II)表示的氟代醚产生协同效果，可以有效提高电解液的氧化性窗口，有效降低溶剂在正极界面的氧化分解，将本申请的电解液应用于高压电化学装置，可以改善高压电化学装置的循环寿命。

本申请的一种实施方案中，所述通式(I)表示的氟代羧酸酯包括下式(I-1)至(I-4)中的至少一种：

所述通式(II)表示的氟代醚包括下式(II-1)至(II-4)中的至少一种：

不限于任何理论，本申请人发现，选择上述氟代羧酸酯和氟代醚时，将本申请的电解液应用于高压电化学装置，可以进一步改善高压电化学装置的循环寿命。

本申请的一种实施方案中，所述电解液满足如下特征中的至少一种：