本申請涉及儲能領域，具體涉及一種電解液、電池及儲能裝置。

背景技術：

1、隨著鋰離子電池技術的不斷發(fā)展，鋰離子電池與鉛酸、鎘鎳等其他類型的電池相比具有比容量大、無記憶效應、工作電壓高、充電速度快、工作溫度范圍寬、循環(huán)壽命長、體積小、重量輕等優(yōu)點。目前，鋰離子電池已廣泛應用于移動電話、筆記本電腦、電動汽車、儲能電柜等領域，并且其應用范圍越來越廣泛。

2、在電解液中添加添加劑可以改善電池的正負極界面的穩(wěn)定性，提高電池的循環(huán)壽命，然而，傳統成膜添加劑會在循環(huán)前期快速消耗，無法持續(xù)發(fā)揮保護界面作用，尤其是高溫(≥45℃)應用條件下，循環(huán)穩(wěn)定性仍不理想。

技術實現思路

1、本申請實施例提供一種電解液，其應用于電池時，可以使得電池具有較高的常溫循環(huán)性能及高溫循環(huán)性能。

2、第一方面，本申請實施例提供一種電解液，所述電解液包括鋰鹽、飽和脂肪族二異氰酸酯及氟吡啶，所述電解液滿足關系式：0..05≤b/a≤60，其中，a為所述電解液中飽和脂肪族二異氰酸酯的質量分數，b為所述電解液中氟吡啶的質量分數。

3、進一步地，所述電解液中氟吡啶的質量分數b與所述電解液中飽和脂肪族二異氰酸酯的質量分數a的比值b/a的范圍為：1≤b/a≤3。

4、進一步地，所述電解液中飽和脂肪族二異氰酸酯的質量分數a的范圍為：0.05％≤a≤1％。

5、進一步地，所述飽和脂肪族二異氰酸酯的化學通式為：o＝c＝n-cnh2n-n＝c＝o，其中，n為3至18的整數。

6、進一步地，所述飽和脂肪族二異氰酸酯包括：

7、中的至少一種。

8、進一步地，所述電解液中氟吡啶的質量分數b的范圍為：0.05％≤b≤3％。

9、第二方面，本申請實施例還提供一種電池，其包括：

10、本申請實施例所述的電解液；

11、正極極片；

12、隔膜，所述隔膜位于所述正極極片的一側；以及

13、負極極片，所述負極極片設置于所述隔膜背離所述正極極片的一側，所述負極極片包括負極活性層。

14、進一步地，所述負極活性層包括石墨；所述電池滿足關系式：800≤voi/(a+b)≤30000，其中，voi為所述負極極片的oi值，負極極片的oi值為負極極片的x射線衍射譜圖中004特征衍射峰的峰面積與負極極片的x射線衍射譜圖中110特征衍射峰的峰面積的比值。

15、進一步地，所述負極極片的oi值voi的范圍為：10≤voi≤30。

16、第三方面，本申請實施例還提供一種儲能裝置，其包括：

17、箱體；以及

18、多個本申請實施例所述的電池，所述多個電池收容于所述箱體內。

19、本實施例中，在電解液中添加飽和脂肪族二異氰酸酯，飽和脂肪族二異氰酸酯具有較好的柔性，兩端的異氰酸根可以更好的在負極極片的負極活性層(如石墨)的表面吸附，從而形成螯合或靶向結構，其在負極活性層的表面具有較強的吸附能，可以優(yōu)先吸附在負極活性層的表面并進行還原分解(飽和脂肪族二異氰酸酯的還原電位為0.98v?vs.li/li+)參與負極活性層的sei膜的形成，相較于單異氰酸酯類添加劑，飽和脂肪族二異氰酸酯可以更好的穩(wěn)定負極活性層的sei膜；相較于芳香族二異氰酸酯，飽和脂肪族二異氰酸酯的阻抗更小，更有利于電池的動力學，且可以更好的穩(wěn)定負極活性層的sei膜。在電解液中添加氟吡啶，氟吡啶(例如2-氟吡啶)多步還原分解過程，第一步脫氟生成lif(還原電位為1.87vvs.li/li+)，lif可以增強負極活性層的sei膜的機械性能；第二步吡啶環(huán)寡聚(還原電位為1.6v?vs.li/li+)形成寡聚物，第三步寡聚物徹底分解(還原電位為0.91v?vs.li/li+)生成含氮sei膜，從而可以穩(wěn)定負極活性層的界面、提升電池的循環(huán)穩(wěn)定性。然而，飽和脂肪族二異氰酸酯的還原電位的還原分解電位以及氟吡啶的第三步分解電位均較低，與電解液中常規(guī)成膜添加劑(如碳酸亞乙烯酯(vc)、氟代碳酸乙烯酯(fec))及溶劑(如碳酸乙烯酯(ec))的還原分解電位均較為接近，因此，飽和脂肪族二異氰酸酯及氟吡啶這兩種添加劑單獨使用時，在電池成膜階段活性鋰的損失依然較大，無法充分發(fā)揮降低電解液分解消耗的作用。發(fā)明人經研究發(fā)現，飽和脂肪族二異氰酸酯及氟吡啶共同使用時，可以使得氟吡啶的第一步脫氟反應明顯增強，從而可以生成更多l(xiāng)if提高界面的穩(wěn)定性，同時可以明顯減弱后續(xù)飽和脂肪族二異氰酸酯、氟吡啶、常規(guī)成膜添加劑及溶劑的分解反應，換而言之，飽和脂肪族二異氰酸酯與氟吡啶的自犧牲分解減少，常規(guī)成膜添加劑、溶劑以及活性鋰的消耗量降低，這表明飽和脂肪族二異氰酸酯與氟吡啶之間存在協同作用，有利于降低電解液消耗，可以長效發(fā)揮界面保護作用，延長鋰離子電池循環(huán)壽命。

技術特征：

1.一種電解液，其特征在于，所述電解液包括鋰鹽、飽和脂肪族二異氰酸酯及氟吡啶，所述電解液滿足關系式：0.05≤b/a≤60，其中，a為所述電解液中飽和脂肪族二異氰酸酯的質量分數，b為所述電解液中氟吡啶的質量分數。

2.根據權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述電解液中氟吡啶的質量分數b與所述電解液中飽和脂肪族二異氰酸酯的質量分數a的比值b/a的范圍為：1≤b/a≤3。

3.根據權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述電解液中飽和脂肪族二異氰酸酯的質量分數a的范圍為：0.05％≤a≤1％。

4.根據權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述飽和脂肪族二異氰酸酯的化學通式為：o＝c＝n-cnh2n-n＝c＝o，其中，n為3至18的整數。

5.根據權利要求4所述的電解液，其特征在于，所述飽和脂肪族二異氰酸酯包括：

6.根據權利要求1-5任一項所述的電解液，其特征在于，所述電解液中氟吡啶的質量分數b的范圍為：0.05％≤b≤3％。

7.一種電池，其特征在于，包括：

8.根據權利要求7所述的電池，其特征在于，所述負極活性層包括石墨；所述電池滿足關系式：800≤voi/(a+b)≤30000，其中，voi為所述負極極片的oi值，負極極片的oi值為負極極片的x射線衍射譜圖中004特征衍射峰的峰面積與負極極片的x射線衍射譜圖中110特征衍射峰的峰面積的比值。

9.根據權利要求8所述的電池，其特征在于，所述負極極片的oi值voi的范圍為：10≤voi≤30。

10.一種儲能裝置，其特征在于，包括：

技術總結
本申請?zhí)峁┮环N電解液、電池及儲能裝置。本申請的電解液包括鋰鹽、飽和脂肪族二異氰酸酯及氟吡啶，所述電解液滿足關系式：0.05≤b/a≤60，其中，a為所述電解液中飽和脂肪族二異氰酸酯的質量分數，b為所述電解液中氟吡啶的質量分數。本申請的電解液應用于電池時，可以使得電池具有較高的常溫循環(huán)性能及高溫循環(huán)性能。

技術研發(fā)人員：段佳寧
受保護的技術使用者：廈門海辰儲能科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/9/29