一种锂离子电池的制作方法

1.本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池，尤其涉及一种具有更优异的高低温循环性能锂离子电池。


背景技术：

2.锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，li
+
在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，li
+
从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂离子电池通常包括正极、负极、隔膜、电解液和壳体，具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、重量轻、自放电少、无记忆效应与性能价格比高等优点，已成为高功率电动车辆、人造卫星、航空航天等领域可充式电源的主要选择对象。随着现代移动电子设备、通讯设备和动力电池产业的迅速发展，对锂离子电池提出了更高、更全面的要求。现在对锂电池提出了200wh/kg以上的高能量密度要求，并且循环包括高温、常温、低温循环性能要好，以适应不同环境下的需要。
3.锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。以碳基材料为负极的锂电池，在首次充电过程中会在电极和电解液的界面形成一层钝化膜，称为sei膜，sei膜在锂离子电池中具有特别重要的意义。由于sei膜的性质对电池的性能起到了至关重要的作用，所以人们在制备锂电池的过程中会加入一些能改善sei膜的功能添加剂。不同的添加剂所起作用不同，包括提高电池常温、高温或低温循环性能。目前大多数厂家都是在电解液中加入功能添加剂，但是以这种方式加入，添加剂大部分残留在电解液中，只有很小一部分经过反应在电极表面成膜。这导致加入添加剂的量较大，一般需要质量比5％以上，加入的添加剂越多会导致电解液离子电导率降低、稳定性下降，成膜效果不明显，而且常用的成膜添加剂种类少，价格贵，进一步增加了锂电池的制造成本。
4.因此，如何找到一种适宜的方式能够更好的提高锂离子电池的性能，特别是提高常温、高温或低温循环性能，解决上述现有技术中存在的问题，已成为诸多一线研究人员和研发型企业亟待解决的问题之一。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种锂离子电池，尤其是一种具有更优异的高低温循环性能锂离子电池，本发明提供的锂离子电池，在正负极的匀浆中均加入添加剂，电解液中也含有添加剂，均能参与到界面反应当中去，形成稳定良好的sei膜，提高电池高低温循环性能，大大降低了添加剂的使用量，并且使用酰亚胺类化合物作为正极成膜剂，而且原料廉价易得，能有效控制电池成本，适合大规模生产，具有规模化商用的广阔前景。
6.本发明提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和电解液；
7.所述正极中包括正极成膜添加剂；
8.所述负极中包括第一成膜添加剂；
9.所述电解液中包括第一成膜添加剂；
10.所述正极成膜添加剂中包括酰亚胺类化合物。
11.优选的，所述酰亚胺类化合物具有式(i)所示的结构式；
[0012][0013]
其中，r1选自h、c1～c10的脂肪族烃基、c6～c22的芳香族烃基；
[0014]
所述r2、r3各自独立的选自h、f、cl、br、i、c1～c3的烷基；
[0015]
所述r2和r3可以成环。
[0016]
优选的，所述第一成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、1,3-丙磺酸内酯，1,4-丁磺酰内酯、1,3-丙烯磺酸内酯，1,4-丁烯磺酰内酯、甲烷二磺酸亚甲酯和硫酸乙烯酯中的一种或多种。
[0017]
优选的，所述正极成膜添加剂中还包括第一成膜添加剂；
[0018]
所述电解液中的第一成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、1,3-丙磺酸内酯，1,4-丁磺酰内酯、1,3-丙烯磺酸内酯，1,4-丁烯磺酰内酯、甲烷二磺酸亚甲酯和硫酸乙烯酯中的两种或多种。
[0019]
优选的，所述正极的活性材料包括磷酸铁锂、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、聚阴离子正极材料、锂钒氧化物、锂铁氧化物、ncm和nca中的一种或多种；
[0020]
所述正极中，所述正极成膜添加剂与所述正极的活性材料的质量比例为0.02％～1％。
[0021]
优选的，所述负极的活性材料包括石墨负极、软碳负极、硬碳负极、硅碳负极、氮化物负极和纳米负极材料中的一种或多种；
[0022]
所述负极中，所述第一成膜添加剂与所述负极的活性材料的质量比例为0.02％～1％。
[0023]
优选的，所述电极液中，所述第一成膜添加剂占所述电极液的质量比例为0.5％～2％；
[0024]
所述正极成膜添加剂通过正极浆料加入正极中；
[0025]
所述负极中的第一成膜添加剂通过负极浆料加入负极中。
[0026]
优选的，所述正极还包括导电剂、粘结剂和增稠剂中的一种或多种；
[0027]
所述负极还包括导电剂、粘结剂和增稠剂中的一种或多种；
[0028]
所述电解液还包括锂盐和溶剂。
[0029]
优选的，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂和三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的一种或
多种；
[0030]
所述锂盐在所述电解液中的摩尔浓度为0.2mol/l～饱和浓度；
[0031]
所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸丁酯、丙酸丁酯、丁酸丁酯和四氢呋喃中的一种或多种。
[0032]
优选的，所述导电剂包括导电炭黑、石墨烯、碳纳米管、石墨、无定形碳、碳气凝胶和纳米多孔碳中的一种或多种；
[0033]
所述粘结剂包括pvdf、ptfe、sbr、cmc、paa、pba和pa中的一种或多种；
[0034]
所述增稠剂包括cmc、pva和paa中的一种或多种。
[0035]
本发明提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和电解液；所述正极中包括正极成膜添加剂；所述负极中包括第一成膜添加剂；所述电解液中包括第一成膜添加剂；所述正极成膜添加剂中包括酰亚胺类化合物。与现有技术相比，本发明针对现有的改善电池循环性能方面，都是在电解液配方中添加功能添加剂这一技术方向，导致加入添加剂的量较大，添加剂越多会导致电解液离子电导率降低、稳定性下降，而且还存在成膜效果不明显，添加剂种类少，价格贵，进一步增加了锂电池的制造成本等问题，
[0036]
本发明创造性的在正负电极匀浆过程和电解液中同时加入添加剂，浆料中的添加剂都能够参与到界面反应当中去，形成稳定良好的sei膜，大大降低了添加剂的使用量，并且形成的sei膜均匀致密地包裹在电解液-电极界面处。本发明更使用特定的酰亚胺类化合物作为正极成膜剂，廉价、易得，能更加有效的控制电池成本。
[0037]
实验结果表明，本发明在锂电正极的匀浆过程中加入酰亚胺类化合物等添加剂，在锂电负极的匀浆过程和电解液中加入碳酸亚乙烯酯等添加剂，能够提升锂电池的高低温循环性能，降低了电池的成本。
具体实施方式
[0038]
为了进一步了解本发明，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，本发明优选在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
[0040]
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或锂离子电池领域的常规纯度。
[0041]
本发明提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和电解液；
[0042]
所述正极中包括正极成膜添加剂；
[0043]
所述负极中包括第一成膜添加剂；
[0044]
所述电解液中包括第一成膜添加剂；
[0045]
所述正极成膜添加剂中包括酰亚胺类化合物。
[0046]
本发明的正极中包括正极成膜添加剂，而正极成膜添加剂中包括酰亚胺类化合物。本发明原则上对所述酰亚胺类化合物的具体结构没有特别限制，本领域技术人员可以
根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述酰亚胺类化合物优选具有式(i)所示的结构式；
[0047][0048]
其中，r1选自h、c1～c10的脂肪族烃基、c6～c22的芳香族烃基；
[0049]
所述r2、r3各自独立的选自h、f、cl、br、i、c1～c3的烷基；
[0050]
所述r2和r3可以成环。
[0051]
在本发明中，r1优选选自c1～c10的脂肪族烃基，更优选为c3～c8的脂肪族烃基，更优选为c5～c6的脂肪族烃基。所述r1还可优选为c6～c22的芳香族烃基，更优选为c10～c18的芳香族烃基，更可优选为c12～c16的芳香族烃基。
[0052]
在本发明中，r2、r3各自独立的优选选自h、f、cl、br、i、c1～c3的烷基。即，所述r2优选选自h、f、cl、br、i、c1的烷基、c2的烷基或c3的烷基。所述r3优选选自h、f、cl、br、i、c1的烷基、c2的烷基或c3的烷基。
[0053]
在本发明中，所述r2和r3优选可以成环。
[0054]
本发明所述负极中包括第一成膜添加剂。本发明原则上对所述第一成膜添加剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述负极中的第一成膜添加剂优选包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、1,3-丙磺酸内酯，1,4-丁磺酰内酯、1,3-丙烯磺酸内酯，1,4-丁烯磺酰内酯、甲烷二磺酸亚甲酯和硫酸乙烯酯中的一种或多种，更优选为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、1,3-丙磺酸内酯，1,4-丁磺酰内酯、1,3-丙烯磺酸内酯，1,4-丁烯磺酰内酯、甲烷二磺酸亚甲酯或硫酸乙烯酯。
[0055]
本发明所述电解液中包括第一成膜添加剂。本发明原则上对所述第一成膜添加剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述电解液中的第一成膜添加剂优选包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、1,3-丙磺酸内酯，1,4-丁磺酰内酯、1,3-丙烯磺酸内酯，1,4-丁烯磺酰内酯、甲烷二磺酸亚甲酯和硫酸乙烯酯中的一种或多种，更优选为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、1,3-丙磺酸内酯，1,4-丁磺酰内酯、1,3-丙烯磺酸内酯，1,4-丁烯磺酰内酯、甲烷二磺酸亚甲酯或硫酸乙烯酯。
[0056]
本发明原则上对所述正极成膜添加剂的其他成分没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良
好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述正极成膜添加剂中优选还包括第一成膜添加剂，更具体的，所述正极成膜添加剂中的第一成膜添加剂优选包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、1,3-丙磺酸内酯，1,4-丁磺酰内酯、1,3-丙烯磺酸内酯，1,4-丁烯磺酰内酯、甲烷二磺酸亚甲酯和硫酸乙烯酯中的一种或多种，更优选为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、1,3-丙磺酸内酯，1,4-丁磺酰内酯、1,3-丙烯磺酸内酯，1,4-丁烯磺酰内酯、甲烷二磺酸亚甲酯或硫酸乙烯酯。
[0057]
本发明原则上对所述正极的活性材料的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述正极的活性材料优选包括磷酸铁锂、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、聚阴离子正极材料、锂钒氧化物、锂铁氧化物、ncm和nca中的一种或多种，更优选为磷酸铁锂、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、聚阴离子正极材料、锂钒氧化物、锂铁氧化物、ncm或nca。本发明所述正极活性物质，即正极材料中含有锂离子化合物的物质。
[0058]
本发明原则上对所述正极中，所述正极成膜添加剂的加入量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述正极中，所述正极成膜添加剂与所述正极的活性材料的质量比例优选为0.02％～1％，更优选为0.2％～0.8％，更优选为0.4％～0.6％。
[0059]
本发明原则上对所述负极的活性材料的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述负极的活性材料优选包括石墨负极、软碳负极、硬碳负极、硅碳负极、氮化物负极和纳米负极材料中的一种或多种，更优选为石墨负极、软碳负极、硬碳负极、硅碳负极、氮化物负极或纳米负极材料。本发明所述负极活性物质，即负极材料中用于插嵌脱除锂离子碳材料。
[0060]
本发明原则上对所述负极中，所述第一成膜添加剂与所述负极的活性材料的比例没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述负极中，所述负极成膜添加剂与所述负极的活性材料的质量比例优选为0.02％～1％，更优选为0.2％～0.8％，更优选为0.4％～0.6％。
[0061]
本发明原则上对所述电极液中所述第一成膜添加剂的加入量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述电极液中，所述第一成膜添加剂占所述电极液的质量比例优选为0.5％～2％，更优选为0.7％～1.8％，更优选为0.9％～1.6％，更优选为1.1％～1.4％。
[0062]
本发明为完整和细化整体技术方案，更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述正极成膜添加剂优选通过正极浆料加入正极中，即在正极匀浆的过程中加入正极材料体系中。
[0063]
本发明为完整和细化整体技术方案，更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高
温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述负极中的第一成膜添加剂优选通过负极浆料加入负极中，即在负极匀浆的过程中加入负极材料体系中。
[0064]
本发明原则上对所述锂离子电池的正极的具体组成没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述正极优选包括导电剂、粘结剂和增稠剂中的一种或多种，更优选为导电剂、粘结剂或增稠剂。本发明所述正极的上述组成，即为正极浆料中的相应组成。将上述正极中的组成涂覆在集流体上，再经处理，即可形成锂离子电池正极。
[0065]
本发明原则上对所述负极的具体组成没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述负极优选包括导电剂、粘结剂和增稠剂中的一种或多种，更优选为导电剂、粘结剂或增稠剂。本发明所述负极的上述组成，即为负极浆料中的相应组成。
[0066]
本发明原则上对所述正极或负极中导电剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述导电剂优选包括导电炭黑、石墨烯、碳纳米管、石墨、无定形碳、碳气凝胶和纳米多孔碳中的一种或多种，更优选为电炭黑、石墨烯、碳纳米管、石墨、无定形碳、碳气凝胶或纳米多孔碳。
[0067]
本发明原则上对所述正极或负极中粘结剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述粘结剂优选包括pvdf、ptfe、sbr、cmc、paa、pba和pa中的一种或多种，更优选为pvdf、ptfe、sbr、cmc、paa、pba或pa。
[0068]
本发明原则上对所述正极或负极中增稠剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述增稠剂优选包括cmc、pva和paa中的一种或多种，更优选为cmc、pva或paa。
[0069]
本发明原则上对所述电解液的具体组成没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述电解液优选还包括锂盐和溶剂。
[0070]
本发明原则上对所述锂盐的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述锂盐优选包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂和三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的一种或多种，更优选为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂或三(三氟甲基磺酰)甲基锂。
[0071]
本发明原则上对所述锂盐在所述电解液中的摩尔浓度没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述锂盐在所述电解液中的摩尔浓度优选为0.2mol/l～饱和浓度，更优选为0.5mol/l～饱和浓度，更优选为1mol/l～饱和浓度。
[0072]
本发明原则上对所述溶剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明为更好的形成稳定良好的sei膜，提升电池在高温、低温和常温下的循环性能。进一步降低添加剂的使用量，所述溶剂优选包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸丁酯、丙酸丁酯、丁酸丁酯和四氢呋喃中的一种或多种，更优选为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸丁酯、丙酸丁酯、丁酸丁酯或四氢呋喃。
[0073]
本发明对所述锂离子电池的制备方法没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的制备锂离子电池的方法即可。本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，具体步骤优选为：在手套箱中配置上述电解液，将正极、负极、隔膜和所述电解液组装成锂离子电池。
[0074]
本发明对所述正极匀浆或负极匀浆的具体过程没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的制备锂离子电池的方法即可。本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行选择和调整，本发明所述正极匀浆，即将正极材料均匀混合后得到正极浆料。本发明所述负极匀浆，即将负极材料均匀混合后得到负极浆料。具体步骤可以为以下步骤：
[0075]
正极片制备：将正极活性物质如磷酸铁锂lifepo4，导电炭黑、粘结剂、酰亚胺类添加剂在溶剂中分散均匀，制成正极浆料。将正极浆料均匀地涂布在正极集流体上，随后烘干后，再进行冷压、裁切、真空干燥后，焊接极耳，即得正极片。
[0076]
负极片制备：将负极活性物质如人造石墨，导电炭黑、负极添加剂、羧甲基纤维素钠增稠剂，粘结剂丁苯橡胶在去离子水中分散均匀，制成负极浆料。将负极浆料均匀地涂布在负极集流体铜箔上，随后烘干后进行冷压、裁切、真空干燥后，焊接极耳，即得负极片。
[0077]
电解液配置：电解液可以溶解了六氟磷酸锂的碳酸乙烯酯-碳酸甲乙酯-碳酸二乙酯混合溶液，在其中加入一定量的添加剂。
[0078]
锂离子电池制作：
[0079]
将正极片、聚丙烯隔膜、负极片卷绕组装成裸电芯。将裸电芯装入铝塑包装袋中，真空干燥后，注入电解液、经真空封装、静置，预充放电后，即完成锂离子电池制作。
[0080]
本发明上述步骤提供了一种具有更优异的高低温循环性能锂离子电池，有效解决了现有技术中类似的方式存在的，只在正极中加入酰亚胺类化合物，提高电池高温性能和安全性能，但并未在负极和电解液中加入添加剂，更未涉及sei膜的形成的局限性。本发明在锂电正极的匀浆过程中加入酰亚胺类化合物等添加剂，在锂电负极的匀浆过程中加入碳酸亚乙烯酯等添加剂，电解液同时也加入添加剂，大幅提升了锂离子电池在高温、低温和常温下的循环性能。浆料中的添加剂都能够参与到界面反应当中去，形成稳定良好的sei膜，大大降低了添加剂的使用量，并且形成的sei膜均匀致密地包裹在电解液-电极界面处。而
且酰亚胺类化合物以及碳酸亚乙烯酯等原料均为工业品，组合物简单、易得，且该体系添加剂用量较少，适合大规模工业化生产。
[0081]
实验结果表明，本发明在锂电正极的匀浆过程中加入酰亚胺类化合物等添加剂，在锂电负极的匀浆过程和电解液中加入碳酸亚乙烯酯等添加剂，能够提升锂电池的高低温循环性能，降低了电池的成本。
[0082]
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种锂离子电池进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
[0083]
以下实施例中所用的试剂均为市售。
[0084]
实施例1
[0085]
正极片制备：将正极活性物质磷酸铁锂lifepo4、导电炭黑、粘结剂(pvdf)、酰亚胺类添加剂在溶剂n-甲基吡咯烷酮(nmp)中分散均匀，制成正极浆料。酰亚胺类添加剂(其中，r
1 r
2 r3均为h)占正极活性物质的0.2％。将正极浆料均匀地涂布得到正极片。
[0086]
负极片制备：将负极活性物质人造石墨、导电炭黑、负极添加剂、羧甲基纤维素钠增稠剂(cmc)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)在去离子水中分散均匀，制成负极浆料。固体成分中负极成膜剂碳酸亚乙烯酯占负极活性物质的0.2％。将负极浆料均匀地涂布得负极片。
[0087]
电解液配置：电解液是溶解了六氟磷酸锂(lipf6)的碳酸乙烯酯-碳酸甲乙酯-碳酸二乙酯(ec-emc-dec＝3:5:2)混合溶液，在其中加入相对于电解液质量比为0.5％的复配添加剂(r
1 r
2 r3均为h的酰亚胺添加剂与碳酸亚乙烯酯的混合)。
[0088]
将以上准备好的电极和电解液按现有电池生产工艺组装成15个软包电池，其中5个电池进行常温循环测试，5个电池进行45℃高温循环测试，5个电池进行-20℃低温循环测试，将测试数据取平均值。
[0089]
实施例2
[0090]
正极片制备：将正极活性物质磷酸铁锂lifepo4、导电炭黑、粘结剂(pvdf)、酰亚胺类添加剂在溶剂n-甲基吡咯烷酮(nmp)中分散均匀，制成正极浆料。酰亚胺类添加剂(其中，r1为苯环，r2、r3为h)占正极活性物质的0.5％。将正极浆料均匀地涂布得到正极片。
[0091]
负极片制备：将负极活性物质人造石墨、导电炭黑、负极添加剂、羧甲基纤维素钠增稠剂(cmc)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)在去离子水中分散均匀，制成负极浆料。固体成分中负极成膜剂硫酸乙烯酯占负极活性物质的0.5％。将负极浆料均匀地涂布得负极片。
[0092]
电解液配置：电解液是溶解了六氟磷酸锂(lipf6)的碳酸乙烯酯-碳酸甲乙酯-碳酸二乙酯(ec-emc-dec＝3:5:2)混合溶液，在其中加入相对于电解液质量比为1％的复配添加剂(r1为苯环，r
2 r3为h的酰亚胺添加剂与硫酸乙烯酯的混合)。
[0093]
将以上准备好的电极和电解液按现有电池生产工艺组装成15个软包电池，其中5个电池进行常温循环测试，5个电池进行45℃高温循环测试，5个电池进行-20℃低温循环测试，将测试数据取平均值。
[0094]
实施例3
[0095]
正极片制备：将正极活性物质磷酸铁锂lifepo4、导电炭黑、粘结剂(pvdf)、酰亚胺类添加剂在溶剂n-甲基吡咯烷酮(nmp)中分散均匀，制成正极浆料。酰亚胺类添加剂(其中，
r1为苯环，r2、r3为f)占正极活性物质的0.8％。将正极浆料均匀地涂布得到正极片。
[0096]
负极片制备：将负极活性物质人造石墨、导电炭黑、负极添加剂、羧甲基纤维素钠增稠剂(cmc)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)在去离子水中分散均匀，制成负极浆料。固体成分中负极成膜剂氟代碳酸乙烯酯占负极活性物质的0.8％。将负极浆料均匀地涂布得负极片。
[0097]
电解液配置：电解液是溶解了六氟磷酸锂(lipf6)的碳酸乙烯酯-碳酸甲乙酯-碳酸二乙酯(ec-emc-dec＝3:5:2)混合溶液，在其中加入相对于电解液质量比为1.5％的复配添加剂(r1为苯环，r
2 r3为f的酰亚胺添加剂与氟代碳酸乙烯酯的混合)。
[0098]
将以上准备好的电极和电解液按现有电池生产工艺组装成15个软包电池，其中5个电池进行常温循环测试，5个电池进行45℃高温循环测试，5个电池进行-20℃低温循环测试，将测试数据取平均值。
[0099]
实施例4
[0100]
正极片制备：将正极活性物质磷酸铁锂lifepo4、导电炭黑、粘结剂(pvdf)、酰亚胺类添加剂在溶剂n-甲基吡咯烷酮(nmp)中分散均匀，制成正极浆料。酰亚胺类添加剂(其中，r1为磺酸基，r2、r3为h)占正极活性物质的1％。将正极浆料均匀地涂布得到正极片。
[0101]
负极片制备：将负极活性物质人造石墨、导电炭黑、负极添加剂、羧甲基纤维素钠增稠剂(cmc)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)在去离子水中分散均匀，制成负极浆料。固体成分中负极成膜剂1,3-丙烯磺酸内酯占负极活性物质的1％。将负极浆料均匀地涂布得负极片。
[0102]
电解液配置：电解液是溶解了六氟磷酸锂(lipf6)的碳酸乙烯酯-碳酸甲乙酯-碳酸二乙酯(ec-emc-dec＝3:5:2)混合溶液，在其中加入相对于电解液质量比为2％的复配添加剂(r1为磺酸基，r2、r3为h的酰亚胺添加剂与1,3-丙烯磺酸内酯的混合)。
[0103]
将以上准备好的电极和电解液按现有电池生产工艺组装成15个软包电池，其中5个电池进行常温循环测试，5个电池进行45℃高温循环测试，5个电池进行-20℃低温循环测试，将测试数据取平均值。
[0104]
实施例5
[0105]
正极片制备：将正极活性物质磷酸铁锂lifepo4、导电炭黑、粘结剂(pvdf)、酰亚胺类添加剂在溶剂n-甲基吡咯烷酮(nmp)中分散均匀，制成正极浆料。酰亚胺类添加剂和碳酸亚乙烯酯(其中，r1为磺酸基，r2、r3为h)，整体占正极活性物质的1％。将正极浆料均匀地涂布得到正极片。
[0106]
负极片制备：将负极活性物质人造石墨、导电炭黑、负极添加剂、羧甲基纤维素钠增稠剂(cmc)，粘结剂丁苯橡胶(sbr)在去离子水中分散均匀，制成负极浆料。固体成分中负极成膜剂碳酸亚乙烯酯占负极活性物质的1％。将负极浆料均匀地涂布得负极片。
[0107]
电解液配置：电解液是溶解了六氟磷酸锂(lipf6)的碳酸乙烯酯-碳酸甲乙酯-碳酸二乙酯(ec-emc-dec＝3:5:2)混合溶液，在其中加入相对于电解液质量比为2％的复配添加剂(r1为磺酸基，r2、r3为h的酰亚胺添加剂与碳酸亚乙烯酯的混合)。
[0108]
将以上准备好的电极和电解液按现有电池生产工艺组装成15个软包电池，其中5个电池进行常温循环测试，5个电池进行45℃高温循环测试，5个电池进行-20℃低温循环测试，将测试数据取平均值。
[0109]
对比例1
[0110]
对比例和实施例的制备和测试方法基本相同，所不同的是对比例在正负极的浆料
中未加入添加剂，在电解液中加入相对于电解液质量比为5％的酰亚胺类添加剂(r1、r2和r3为h的酰亚胺添加剂与碳酸亚乙烯酯的混合)。
[0111]
实施例6
[0112]
对本发明实施例1～5和对比例1制备的电池进行性能检测。
[0113]
参见表1，表1为本发明实施例和对比例制备的电池的性能检测数据。
[0114]
表1
[0115][0116]
由表1的数据结果对比可以看出，使用本发明提供的方法和正极成膜剂与传统的电池制备方法相比，不但大大降低了添加剂的使用量，并且常温或高低温循环性能也得到了较大幅度的提升。
[0117]
以上对本发明提供的一种具有更优异的高低温循环性能锂离子电池进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有近似于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。