本申請涉及二次電池，尤其涉及一種電解液、二次電池及用電裝置。

背景技術：

1、近年來，二次電池廣泛應用于水力、火力、風力和太陽能電站等儲能電源系統，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領域。

2、現有技術的二次電池常以非水性溶劑作為電解液溶劑，容易發生因為電解液燃燒導致的起火、爆炸等安全事故。因此，現有的電解液仍待改進。

技術實現思路

1、本申請是鑒于上述課題而進行的，其目的在于，提供一種電解液，該電解液在高溫下的可燃性降低，耐氧化性強，可以有效延長電池的熱失控時間，提升電池的安全性能。

2、本申請的第一方面提供一種電解液，包括：有機溶劑，以及無機納米顆粒，所述無機納米顆粒懸浮分散于所述有機溶劑中。

3、以有機分子作為溶劑的電解液往往使得二次電池具有更優異的電化學性能，是現在二次電池的主流電解液體系，但是其中的有機溶劑熱穩定性和化學穩定性差，在過熱條件下容易燃燒，且容易在正極氧化分解，從而影響電池的安全性能和循環穩定性。電解液中包括無機納米顆粒時，由于無機顆粒的尺寸在納米級別，其具有大的比表面積和表面能，且表面通常帶有電荷，這使得納米無機顆粒表面與有機溶劑之間具有一定的吸附作用和電荷相互作用，使無機納米顆粒可以克服重力，懸浮分散在電解液中，并能夠起到“束縛”有機溶劑的作用，降低了電解液中溶劑的揮發性，從而提高電解液的熱穩定性，降低電解液的可持續燃燒時間，進而延長電池的熱失控時間。同時，電解液中懸浮分散的無機納米顆粒還能夠通過減少自由溶劑含量、改善電解液的抗氧化水平，減少電解液在正極的氧化分解，提高二次電池的氧化電壓，改善電池的電化學表現。無機納米顆粒具有良好的熱穩定性和電化學穩定性，電解液中的無機納米顆粒在循環過程中可以穩定存在，不會發生氧化還原分解反應，可以在電池的整個生命周期起到降低電解液在高溫下的可燃性，提升電池的安全性能和循環穩定性的作用。

4、在任意實施方式中，所述無機納米顆粒的dv50為50nm～500nm，可選為100nm～250nm。

5、無機納米顆粒的dv50為50nm～500nm時，可以在電解液中懸浮分散，且可以起到“束縛”有機溶劑的作用，使電解液中自由溶劑含量大幅下降，從而降低電解液的可持續燃燒時間、延長電池的熱失控時間，提高電池的氧化電壓、改善電池的安全性能和循環穩定性。

6、在任意實施方式中，所述無機納米顆粒包括金屬硅酸鹽、金屬氮化物、金屬氟化物、金屬氧化物中的至少一種。

7、在任意實施方式中，所述無機納米顆粒包括硅酸鋰、氮化鋰、氟化鋰、三氧化二鋁中的至少一種。

8、在任意實施方式中，所述電解液中，所述無機納米顆粒與所述有機溶劑的質量比為1:1.5～1:9，可選為1:3～1:6。

9、無機納米顆粒與有機溶劑的質量比為1:1.5～1:9時，無機納米顆粒即能懸浮分散在電解液中，又能發揮無機納米顆粒對有機溶劑的“束縛”作用，使電解液中自由溶劑含量大幅下降，從而降低電解液的可持續燃燒時間、延長電池的熱失控時間，提高電池的氧化電壓、改善電池的安全性能和循環穩定性。

10、在任意實施方式中，所述有機溶劑包括碳酸酯類溶劑、醚類溶劑、羧酸酯類溶劑中的至少一種。

11、在任意實施方式中，所述碳酸酯溶劑包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯中、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯中的一種或多種；所述醚類溶劑包括1，2-二甲氧丙烷、二甲氧甲烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、二氧戊環中的一種或多種；所述羧酸酯類溶劑包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯中的一種或多種。

12、在任意實施方式中，所述電解液中還包括穩定劑，所述穩定劑包括表面活性劑。

13、在有機溶劑中，表面活性劑可以通過自身具有的極性的親水基團與無機納米顆粒通過氫鍵、離子鍵等結合，而非極性碳氫鏈伸向有機溶劑中，從而減少無機納米顆粒的聚集現象，使得無機納米顆粒在有機溶劑中穩定的懸浮分散，從而降低電解液的可持續燃燒時間、延長電池的熱失控時間，提高電池的氧化電壓、改善電池的安全性能和循環穩定性。

14、在任意實施方式中，所述表面活性劑包括羧甲基纖維素鈉、聚山梨酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。

15、在任意實施方式中，所述電解液中，所述穩定劑與所述無機納米顆粒的質量比為1:100～3:100，可選為2:100～3:100。

16、穩定劑與無機納米顆粒的質量比為1:100～3:100時，穩定劑對無機納米顆粒具有良好的分散效果，使得無機納米顆粒可以在電解液中穩定的懸浮分散，從而降低電解液的可持續燃燒時間、延長電池的熱失控時間，提高電池的氧化電壓、改善電池的安全性能和循環穩定性。

17、本申請的第二方面提供一種二次電池，包括任意實施方式中的電解液。

18、本申請的第三方面還提供一種用電裝置，包括第二方面的二次電池。

技術特征：

1.一種電解液，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述無機納米顆粒的dv50為50nm～500nm，可選為100nm～250nm。

3.根據權利要求1或2所述的電解液，其特征在于，所述無機納米顆粒包括金屬硅酸鹽、金屬氮化物、金屬氟化物、金屬氧化物中的至少一種。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的電解液，其特征在于，所述無機納米顆粒包括硅酸鋰、氮化鋰、氟化鋰、三氧化二鋁中的至少一種。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的電解液，其特征在于，所述電解液中，所述無機納米顆粒與所述有機溶劑的質量比為1:1.5～1:9，可選為1:3～1:6。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的電解液，其特征在于，所述有機溶劑包括碳酸酯類溶劑、醚類溶劑、羧酸酯類溶劑中的至少一種。

7.根據權利要求6所述的電解液，其特征在于，

8.根據權利要求1至7中任一項所述的電解液，其特征在于，所述電解液中還包括穩定劑，所述穩定劑包括表面活性劑。

9.根據權利要求8所述的電解液，其特征在于，所述表面活性劑包括羧甲基纖維素鈉、聚山梨酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。

10.根據權利要求8或9所述的電解液，其特征在于，所述電解液中，所述穩定劑與所述無機納米顆粒的質量比為1:100～3:100，可選為2:100～3:100。

11.一種二次電池，其特征在于，包括權利要求1至10中任一項所述的電解液。

12.一種用電裝置，其特征在于，包括權利要求11所述的二次電池。

技術總結
本申請提供了一種電解液、二次電池及用電裝置。電解液包括有機溶劑，以及無機納米顆粒，無機納米顆粒懸浮分散于有機溶劑中。該電解液具有短的可持續燃燒時間和高的氧化電壓，電池具有長的熱失控時間和優異的循環穩定性。

技術研發人員：宋育倩,李星,古力,石鵬
受保護的技術使用者：寧德時代新能源科技股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28