本技術屬于二次電池，具體涉及一種電解液、鋰離子二次電池和用電設備。

背景技術：

1、隨著新能源汽車的普及，動力電池的安全性能收到前所未有的重視程度，對其安全、阻燃等方面的性能要求大幅提升。

2、鋰離子二次電池主要由電解液、正負極材料、隔膜所組成。其中，電解液作為鋰離子的載體，在充放電過程中起到運輸鋰離子的功能，需要具有較高的離子電導率。鋰離子二次電池電解液主要由高純度的有機溶劑、電解質(zhì)和必要的添加劑等材料，在一定的溫度濕度下，按照特定的比例配制而成，是動力電池能發(fā)揮性能的關鍵所在。但是有機溶劑在過熱條件下易燃，容易引起嚴重的安全事故。雖然很多種類的阻燃電解液添加劑都在一定程度上起到了阻燃的效果，但是由于添加劑存在揮發(fā)大、粘度大、化學或電化學不穩(wěn)定等缺點，會對電池的電性能造成一定影響。

技術實現(xiàn)思路

1、因此，本技術要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術中的電解液的阻燃效果不好或者阻燃添加劑會影響電化學性能等缺陷，從而提供一種電解液、鋰離子二次電池和用電設備。

2、為此，本技術提供如下技術方案：

3、根據(jù)本技術的一個方面，提供一種電解液，包括：鋰鹽、冠醚及其衍生物、四聚乙醛、丁二腈和成膜添加劑；

4、其中，所述鋰鹽和所述冠醚及其衍生物的質(zhì)量比為1：(0.7-1.3)；所述四聚乙醛和所述丁二腈的質(zhì)量比為1：(0.7-1.3)。

5、作為示例，所述鋰鹽和所述冠醚及其衍生物的質(zhì)量比可以為1：0.7，1：0.8，1：0.9，1：1，1：1.1，1：1.2，1：1.3，或處于以上任何數(shù)值所組成的范圍內(nèi)；所述四聚乙醛和所述丁二腈的質(zhì)量比可以為1：0.7，1：0.8，1：0.9，1：1，1：1.1，1：1.2，1：1.3，或處于以上任何數(shù)值所組成的范圍內(nèi)。

6、本技術提供的電解液，鋰鹽和冠醚及其衍生物形成共晶溶劑，四聚乙醛和丁二腈形成共晶溶劑，特定的配比才能使得分子間的強相互作用明顯，但是，冠醚及其衍生物類親鋰離子性能較好但界面較差，四聚乙醛與丁二腈可以形成鋰離子溶劑化殼層，增強界面性能，兩種共晶溶劑相互混合，可以使得綜合性能更加優(yōu)異，在提升安全性能的同時不影響電池的電性能；同時，由于該混合物體系的粘度較正常電解液會偏高，成膜添加劑的加入緩解了粘度較高情況下的界面成膜問題，避免了粘度較高引起的成膜不均勻，電化學性能明顯惡化等問題。

7、需要說明的是，共晶溶劑(deep?eutectic?solvent，des)，是指兩種或兩種以上的物質(zhì)(氫鍵受體(或者路易斯酸)和氫鍵供體(或者路易斯堿))以一定比例混合，利用氫鍵等分子間作用力，使得混合物的熔點大大降低，進而在室溫下呈現(xiàn)液態(tài)(類似于合金的熔點低于各個組分的金屬熔點)。

8、在一些可選地實施方式中，電解液中還包括稀釋劑；

9、和/或，所述冠醚及其衍生物與所述四聚乙醛的質(zhì)量比為1：(0.5-1.3)。作為示例，所述冠醚及其衍生物與所述四聚乙醛的質(zhì)量比可以為1：0.5，1：0.7，1：0.8，1：0.9，1：1，1：1.1，1：1.2，1：1.3，或處于以上任何數(shù)值所組成的范圍內(nèi)。

10、在一些可選地實施方式中，以所述電解液的總質(zhì)量計，包括：鋰鹽10％-30％，冠醚及其衍生物10％-30％，四聚乙醛10％-30％，丁二腈10％-30％，稀釋劑1％-30％，成膜添加劑0.1％-5％。

11、作為示例，以所述電解液的總質(zhì)量計，所述鋰鹽的質(zhì)量百分含量可以為10％，12％，15％，18％，20％，25％，23％，30％，或處于以上任何數(shù)值所組成的范圍內(nèi)；所述冠醚及其衍生物的質(zhì)量百分含量可以為10％，12％，15％，18％，20％，25％，23％，30％，或處于以上任何數(shù)值所組成的范圍內(nèi)；所述四聚乙醛的質(zhì)量百分含量可以為10％，12％，15％，18％，20％，25％，23％，30％，或處于以上任何數(shù)值所組成的范圍內(nèi)；所述丁二腈的質(zhì)量百分含量可以為10％，12％，15％，18％，20％，25％，23％，30％，或處于以上任何數(shù)值所組成的范圍內(nèi)；所述稀釋劑的質(zhì)量百分含量可以為1％，3％，5％，7％，10％，12％，15％，18％，20％，25％，23％，30％，或處于以上任何數(shù)值所組成的范圍內(nèi)；所述成膜添加劑的質(zhì)量百分含量可以為0.1％，0.3％，0.5％，0.8％，1％，1.2％，1.5％，1.8％，2％，2.5％，3％，3.5％，4％，4.5％，5％，或處于以上任何數(shù)值所組成的范圍內(nèi)；最終保證各組分的質(zhì)量百分含量之和為100％即可。

12、在一些可選地實施方式中，所述鋰鹽包括雙三氟甲基磺酰亞胺鋰litfsi、雙氟磺酰亞胺鋰lifsi、六氟磷酸鋰lipf6、氯化鋰licl、高氯酸鋰liclo4、二氟草酸硼酸鋰lidfob、雙(五氟乙基磺酰)亞胺鋰libeti、三氟乙酸鋰litfa、四氟硼酸鋰libf4中的至少一種。

13、在一些可選地實施方式中，所述冠醚及其衍生物包括冠醚、苯并冠醚、氮雜冠醚、硫雜冠醚中的至少一種。

14、本技術中，部分冠醚及其衍生物的分子式如下：

15、12冠：c8h(16+x)nxo(4-x),(0≤x≤4)，氮雜冠醚；

16、15冠：c10+4yh20o5,(0≤y)，苯并冠醚；

17、18冠：c12h24szo(6-z),(0≤z≤6)，硫雜冠醚；

18、21冠：c14h28o7,冠醚；

19、在一些可選地實施方式中，所述冠醚及其衍生物包括15-冠醚-5、21-冠-7、苯并-15-冠醚-5、1-氮雜-18-冠-6-醚、1,7-二氮-12-冠醚-4、1,10-二硫代-18-冠-6中的至少一種。

20、在一些可選地實施方式中，所述成膜添加劑包括氟代碳酸乙烯酯(fec)、1,3-丙磺酸內(nèi)酯(ps)、碳酸亞乙烯酯(vc)、硫酸乙烯酯(dtd)中的至少一種。

21、在一些可選地實施方式中，所述稀釋劑包括tte(1，1，2，2-四氟乙基-2，2，3，3-四氟丙基醚，c5h4f8o，cas:16627-68-2)、tfetfe(1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚，cas:406-78-0)、二乙二醇單甲醚(g2，cas:111-77-3)中的至少一種。

22、根據(jù)本技術的又一方面，提供一種鋰離子二次電池，包括上述的電解液。

23、根據(jù)本技術的又一方面，提供一種用電設備，包括上述的鋰離子二次電池。

24、本領域技術人員能夠理解的是，本技術提供的鋰離子二次電池除包括上述電解液外，還包括正極極片、負極極片、隔膜和殼體等結構件。在電池充放電過程中，鋰離子在正極極片和負極極片之間往返嵌入和脫出，電解液在正極極片和負極極片之間起到傳導離子的作用，隔膜設置在正極極片和負極極片之間，主要起到防止正負極短路的作用，同時可以使鋰離子通過。

25、作為示例，正極極片包括正極集流體和正極活性材料層，正極集流體具有在其自身厚度方向上相對的兩個表面，正極活性材料層設置在負極集流體相對的兩個表面中的任意一者或兩者之上。本技術的鋰離子二次電池中使用的正極極片的材料、組成及其制造方法可包括任何現(xiàn)有技術中公開的技術。

26、具體地，正極極片的制備可以包括：將正極活性材料(例如磷酸鐵鋰)、導電劑(例如導電炭黑)、粘結劑(例如pvdf)按質(zhì)量百分含量依次為96％～98％、1.4％～2％、1.2％～2％的比例復配，加入適量的n-甲基吡咯烷酮(nmp)，在高速分散機分散至黏度為5000mpa·s～15000mpa·s，得到正極漿料。將上述正極漿料均勻涂覆在鋁箔集流體上，涂覆量為18～22g/cm2，經(jīng)過烘干、輥壓、分切后得到正極極片。

27、作為示例，負極極片包括負極集流體和負極活性材料層，負極集流體具有在其自身厚度方向上相對的兩個表面，負極活性材料層設置在負極集流體相對的兩個表面中的任意一者或兩者之上。本技術的鋰離子二次電池中使用的負極極片的材料、組成及其制造方法可包括任何現(xiàn)有技術中公開的技術。

28、具體地，所述負極極片制備可以包括：將負極活性材料(例如石墨)、增稠劑(例如羧甲基纖維素鈉)、粘接劑(例如丁苯橡膠)、導電劑(例如乙炔黑)按照質(zhì)量比96-98:0.5-1.5:0.5-1.5:0.5-1.5進行混合，加入去離子水，在真空攪拌機作用下獲得負極漿料。將上述負極漿料均勻涂覆在銅箔上，涂覆量為8～12/cm2，烘干后冷壓、分切得到負極片。

29、本技術的鋰離子二次電池中使用的隔膜層材料和形狀沒有特別限制，其可包括任何現(xiàn)有技術中公開的技術。

30、本技術對電解液的制備方法不作具體限定，可采用本領域常規(guī)的制備方法制備得到電解液，作為示例，可以在室溫下將各組分混合均勻即可。本技術的鋰離子二次電池中使用的電解液還可包括任何現(xiàn)有技術中公開的技術。

31、本技術對鋰離子二次電池的制備方法不作具體限定，可采用本領域常規(guī)的制備方法制備得到鋰離子二次電池。例如，將正極極片、隔膜和負極極片依序?qū)盈B放置，使隔膜位于正極極片和負極極片之間，通過疊片或者卷繞工藝得到電芯，再經(jīng)過烘烤、注液、化成、分容等工序即可得到本技術的鋰離子二次電池。

32、可以理解的是，本技術提供的用電設備中，所述鋰離子二次電池可以用作所述用電設備的電源，也可以用作所述用電設備的能量存儲單元。所述用電設備可以但不限于是移動設備(例如手機、筆記本電腦等)、電動車輛(例如純電動車、混合動力電動車、插電式混合動力電動車、電動自行車、電動踏板車、電動高爾夫球車、電動卡車等)、電氣列車、船舶及衛(wèi)星、儲能系統(tǒng)等。所述用電設備與上述鋰離子二次電池相對于現(xiàn)有技術所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

33、本技術技術方案，具有如下優(yōu)點：

34、本技術提供的電解液，包括：鋰鹽、冠醚及其衍生物、四聚乙醛、丁二腈和成膜添加劑；其中，所述鋰鹽和所述冠醚及其衍生物的質(zhì)量比為1：(0.7-1.3)；所述四聚乙醛和所述丁二腈的質(zhì)量比為1：(0.7-1.3)。本技術通過鋰鹽、冠醚及其衍生物、四聚乙醛、丁二腈和成膜添加劑的相互配合，能夠在提升安全性能的同時不影響電性能，甚至還能夠提升循環(huán)性能。其中，鋰鹽和冠醚及其衍生物形成共晶溶劑，四聚乙醛和丁二腈形成共晶溶劑，特定的配比才能使得分子間的強相互作用明顯，但是，冠醚及其衍生物雖然親鋰離子性能較好但界面較差，四聚乙醛與丁二腈可以形成鋰離子溶劑化殼層，增強界面性能，兩種共晶溶劑相互配合，可以使得綜合性能更加優(yōu)異，在提升安全性能的同時不影響電池的電性能；同時，由于該混合物體系的粘度較正常電解液會偏高，成膜添加劑的加入緩解了粘度較高情況下的界面成膜問題，避免了粘度較高引起的成膜不均勻，電化學性能明顯惡化的問題。另外，現(xiàn)有技術中常見季銨鹽與多種氫鍵供體化合物組成的共晶溶劑，大多數(shù)在制備過程中需要在100℃左右混合組分，并且需要緩慢加熱8-10小時，而本技術的電解液在室溫下混合即可，簡單方便節(jié)省能耗。

35、本技術提供的電解液，還包括稀釋劑。這主要是由于上述電解液混合物體系的粘度較正常電解液會偏高，因此加入低粘度稀釋劑，通過削弱電解質(zhì)成分之間的整體結合強度，降低粘度、加速離子傳輸，幫助減輕濃度較高電解質(zhì)的高粘度。

36、本技術實施例的額外層面及優(yōu)點將部分地在后續(xù)說明中描述和顯示，或是經(jīng)由本技術實施例的實施而闡釋。