[发明专利]电解液和储能装置

说明书

本申请提供一种电解液和储能装置，以电解液的质量计，电解液包括质量百分含量为a的氟代溶剂、质量百分含量为b的环状碳酸酯和质量百分含量为c的六氟磷酸锂，其中，1％≤a≤30％，25％≤b≤45％，7％≤c≤10％。利用该电解液制得的储能装置在具有较大单体电芯容量时，能够保证具有较好的过充安全性能。

技术领域

本申请涉及储能装置技术领域，尤其涉及一种电解液和储能装置。

背景技术

现有储能装置中，大容量的电芯相对小容量电芯，在成本上和能量密度上进一步取得优势。但是由于大容量电芯的散热差，大容量电芯在过充安全测试过程中，热量极易累积在电芯中。热量累积容易造成电芯内部发生连锁化学反应，从而造成电芯失效、着火等安全问题，进而影响储能装置的过充安全性能。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种电解液和储能装置，利用该电解液制得的储能装置在具有较大单体电芯容量时，能够保证具有较好的过充安全性能。

本申请实施例提供一种电解液，以电解液的质量计，电解液包括质量百分含量为a的氟代溶剂、质量百分含量为b的环状碳酸酯和质量百分含量为c的六氟磷酸锂，其中，1％≤a≤30％，25％≤b≤45％，7％≤c≤10％。

本申请实施例提供一种电解液，通过在电解液中引入氟代溶剂，以提升电解液的耐氧化能力，减少过充过程中电解液发生氧化反应而产生的热量。同时，在引入氟代溶剂的同时，为了解决氟代溶剂容易在负极发生还原反应的问题，本申请实施例通过调整降低电解液中六氟磷酸锂的含量，在保证电解液中具有足够的锂离子导电的同时，能够降低电解液中六氟磷酸锂与电解液中的水分反应形成的路易斯酸的含量，从而使得负极极片表面形成的固体电解质界面膜(SEI膜)及正极极片表面形成的正极表面钝化膜(CEI膜)更少地发生腐蚀，同时减少了路易斯酸对氟代溶剂上F的夺取，减少了氟代溶剂的脱氟效应，使得氟代溶剂更好地在过充过程中发挥作用。此外，通过提高电解液中环状碳酸酯的含量，利用环状碳酸酯可以在负极开环聚合，形成致密的SEI膜的特性，解决了氟代溶剂引入电解液中竞争成膜不良的问题，同时高浓度的环状碳酸酯在稳定负极的同时，还能够阻止氟代溶剂在负极侧的消耗与氧化，稳定氟代溶剂在电解液中的含量，从而间接提高电解液的耐氧化性，进而在解决储能装置的过充安全性能的同时，利于提升储能装置的充放电循环性能。

在一种可能的实施方式中，环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯中的至少一种。

在一种可能的实施方式中，氟代溶剂包括氟代碳酸酯、氟代羧酸酯和氟代醚中的至少一种。

在一种可能的实施方式中，氟代碳酸酯选自化学式(I-1)至化学式(I-7)中的至少一种：

氟代羧酸酯选自化学式(I-8)至化学式(I-17)中的至少一种：

氟代醚选自化学式(I-18)至化学式(I-21)中的至少一种：

在一种可能的实施方式中，电解液包括锂盐，锂盐包括六氟磷酸锂，锂盐还包括二氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、四氟硼酸锂中的至少一种。

本申请实施例还提供一种储能装置，包括正极极片和如上述的电解液。

在一种可能的实施方式中，正极极片包括集流体和覆于正极集流体表面的正极活性层，正极极片中，正极活性层的涂布密度为t g/1540.25mm²，且满足如下关系式：0.07≤(1-a-b)*c/t≤0.288。通过满足上述关系式，能够指导制备得到的储能装置在具有大容量的单体电芯的同时，保证电芯过充安全测试性能评级达标，从而能够实现指导制备具有较好的过充安全性能的储能装置。