一种锂二次电池及其制备方法与流程

本发明涉及锂电池，尤其涉及一种锂二次电池及其制备方法。

背景技术：

1、锂二次电池由于具有高安全性能、高能量密度及长使用寿命的特性，被广泛应用于手机、笔记本电脑、无人机和新能源汽车等领域。但是随着人们对更宽温度范围可使用的电池的迫切需求，人们已经投入大量成本对现有电池进行积极地改进。

2、然而最常用作电解液的锂盐lipf6和溶剂在高温下容易分解，从而造成电解液消耗并且导致高温下的性能恶化；同时，电解液的分解产物在电极表面沉积形成界面膜，而增加电池的内阻，也会导致电池在低温下放电性能差和电池使用寿命缩短的问题。

3、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂二次电池及其制备方法，旨在解决现有锂二次电池中电解液的锂盐和溶剂易分解以及分解产物形成界面膜，增加电池内阻的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种锂二次电池，包括：正极片、负极片以及电解液；

4、所述正极片包括正极集流体和设于所述正极集流体上的正极活性物质层；所述正极活性物质层包括磷酸铁锂；

5、所述电解液包括锂盐、添加剂和溶剂；所述添加剂包括三(三甲基硅)磷酸酯和二氟草酸硼酸锂。

6、所述的锂二次电池，其中，所述磷酸铁锂的中值粒径为0.2～5μm；所述磷酸铁锂的比表面积为4～22m2/g。

7、所述的锂二次电池，其中，所述三(三甲基硅)磷酸酯的添加量占所述电解液总重量的0.2％～3％，所述二氟草酸硼酸锂的添加量占所述电解液总重量的0.2％～3％；所述三(三甲基硅)磷酸酯的添加量与所述二氟草酸硼酸锂的添加量相等。

8、所述的锂二次电池，其中，所述添加剂还包括碳酸亚乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂、氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。

9、所述的锂二次电池，其中，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、乙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯中的至少一种。

10、所述的锂二次电池，其中，所述正极活性物质层还包括导电剂和粘结剂；所述磷酸铁锂的质量占所述正极活性物质层质量的90％～97％。

11、所述的锂二次电池，其中，所述导电剂包括天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、石墨烯、碳纳米管中的至少一种；所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、含环氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯中的至少一种。

12、所述的锂二次电池，其中，所述负极片包括负极集流体和设于所述负极集流体上的负极活性物质层；所述负极活性物质层包括负极活性物质、导电剂、粘结剂。

13、一种锂二次电池的制备方法，包括步骤：

14、将正极片、隔膜和负极片依次进行重复叠片，得到裸电芯；

15、将所述裸电芯置于外包装壳中，经干燥后注入电解液，然后进行真空封装、静置、化成、整形，得到锂二次电池。

16、所述的锂二次电池的制备方法，其中，所述隔膜选自涂覆或未涂覆的聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、聚偏二氟乙烯隔膜中的一种。

17、有益效果：本发明提供一种锂二次电池及其制备方法，所述锂二次电池包括：正极片、负极片以及电解液；所述正极片包括正极集流体和设于所述正极集流体上的正极活性物质层；所述正极活性物质层包括磷酸铁锂；所述电解液包括锂盐、添加剂和溶剂；所述添加剂包括三(三甲基硅)磷酸酯和二氟草酸硼酸锂。本发明利用磷酸铁锂可以减小锂离子在正极活性物质中的迁移距离，使得磷酸铁锂中的锂离子能够快速脱嵌，从而使得正极片具有较好的低温性能；然后利用电解液中包含的三(三甲基硅)磷酸酯和二氟草酸硼酸锂可以在电化学作用下，在磷酸铁锂材料的颗粒表面形成含氟的磷酸锂，含氟的磷酸锂具有高的离子电导率和低的电化学阻抗，可以有效地提升锂离子的嵌入和脱出速度，改善电池的低温性能。同时，含氟的磷酸锂具有较好的稳定性，将电解液与磷酸铁锂材料相隔开，避免了电解液的分解，从而显著改善电池的循环性能和使用寿命。

技术特征：

1.一种锂二次电池，其特征在于，包括：正极片、负极片以及电解液；

2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述磷酸铁锂的中值粒径为0.2～5μm；所述磷酸铁锂的比表面积为4～22m2/g。

3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述三(三甲基硅)磷酸酯的添加量占所述电解液总重量的0.2％～3％，所述二氟草酸硼酸锂的添加量占所述电解液总重量的0.2％～3％；所述三(三甲基硅)磷酸酯的添加量与所述二氟草酸硼酸锂的添加量相等。

4.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述添加剂还包括碳酸亚乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂、氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，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、乙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述正极活性物质层还包括导电剂和粘结剂；所述磷酸铁锂的质量占所述正极活性物质层质量的90％～97％。

7.根据权利要求6所述的锂二次电池，其特征在于，所述导电剂包括天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、石墨烯、碳纳米管中的至少一种；所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、含环氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述负极片包括负极集流体和设于所述负极集流体上的负极活性物质层；所述负极活性物质层包括负极活性物质、导电剂、粘结剂。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的锂二次电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：

10.根据权利要求9所述的锂二次电池的制备方法，其特征在于，所述隔膜选自涂覆或未涂覆的聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、聚偏二氟乙烯隔膜中的一种。

技术总结
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂二次电池及其制备方法，锂二次电池包括：正极片、负极片以及电解液；正极片包括正极集流体和设于正极集流体上的正极活性物质层；正极活性物质层包括磷酸铁锂；电解液包括锂盐、添加剂和溶剂；添加剂包括三(三甲基硅)磷酸酯和二氟草酸硼酸锂。本发明利用磷酸铁锂可以减小锂离子在正极活性物质中的迁移距离，使得磷酸铁锂中的锂离子能够快速脱嵌，从而使得正极片具有较好的低温性能；然后利用电解液中的三(三甲基硅)磷酸酯和二氟草酸硼酸锂可以在电化学作用下，在磷酸铁锂表面形成含氟的磷酸锂，其具有高的离子电导率和低的电化学阻抗，可以有效地提升锂离子的嵌入和脱出速度，改善电池的低温性能。

技术研发人员：请求不公布姓名,李真棠
受保护的技术使用者：广东马车动力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15