一种锂离子电池及其制备方法与流程

本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种锂离子电池及其制备方法。

背景技术：

1、锂离子电池具有高的能量密度、使用寿命和安全性能，从而被广泛用作新能源汽车的动力电池。锂离子电池是由高脱锂电位材料和低嵌锂电位材料为正负极构成的电池体系；磷酸铁锂由于具有较高的热分解温度、结构稳定，被优选作为锂离子电池的正极。但是其差的导电性引起的低温性能差、倍率性能差和使用寿命不足限制了它的使用。

2、另一方面，电解液的热分解和电化学分解在正极表面形成高阻抗的界面膜，也加剧了电池低温性能和使用寿命的恶化，尤其在反应速率变得更快的高温下，进一步加速了该副反应，并且由于副反应产生的气体组分可使电池的内压快速地增加，因此对电池的稳定性具有致命的不利影响。

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离子电池及其制备方法，旨在解决现有锂离子电池的低温性能和倍率性能差等问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种锂离子电池，包括正极片、负极片和电解液；

4、所述正极片包括正极集流体和位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；所述添加剂包括如下结构的化合物：

6、

7、其中，r1至r6各自独立地选自氢、氰基、取代的或未取代的c1至c20烷基、取代的或未取代的c1至c20烷氧基、取代的或未取代的c2至c20烯基、取代的或未取代的c2至c20炔基、取代的或未取代的c3至c20环烷基、取代的或未取代的c6至c20芳基、取代的或未取代的c2至c20杂芳基中的一种。

8、所述的锂离子电池，其中，所述化合物选自中的至少一种。

9、所述的锂离子电池，其中，所述添加剂还包括碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、氟代碳酸亚乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三氰化物、丙烯磺内酯、丙烷磺内酯、四氟硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂中的至少一种。

10、所述的锂离子电池，其中，所述化合物的质量占所述电解液总质量的0.2％～3％。

11、所述的锂离子电池，其中，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂中的至少一种；所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯中的至少一种。

12、所述的锂离子电池，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。

13、所述的锂离子电池，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总质量的90％～97％。

14、所述的锂离子电池，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碳材料和si类活性物质中的一种或多种以及导电剂、粘结剂。

15、所述的锂离子电池，其中，所述碳材料包括石墨、软碳、硬碳、中间相沥青碳化产物、煅烧的焦炭中的至少一种；所述si类活性物质包括硅纳米材料、氧化亚硅、含硅的碳材料中的至少一种。

16、一种锂离子电池的制备方法，包括步骤：

17、将正极片、隔膜和负极片依次进行重复叠片，得到裸电芯；

18、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，得到锂离子电池。

19、有益效果：本发明提供一种锂离子电池及其制备方法，所述锂离子电池通过电解液与正极活性材料的高度匹配性，利用该电解液可以在正极活性材料的表面形成低阻抗且稳定的界面膜，同时该电解液在正极上具有更好的浸润性，使得所述锂离子电池具有优良的低温性能和循环寿命。进一步地，正极片上正极活性物质层中的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，使得所述锂离子电池具有较好的低温性能；同时，结合含有所述化合物的电解液具有极强的极性，使得所述电解液在磷酸铁锂材料中具有较好的润湿性，同时还可以在电化学的作用下在正极材料表面形成薄且均匀的低阻抗界面膜，从而显著提升其循环性能，提升电池使用寿命。

技术特征：

1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片和电解液；

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述化合物选自中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂还包括碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、氟代碳酸亚乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三氰化物、丙烯磺内酯、丙烷磺内酯、四氟硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述化合物的质量占所述电解液总质量的0.2％～3％。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂中的至少一种；所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池，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。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池，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总质量的90％～97％。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池，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碳材料和si类活性物质中的一种或多种以及导电剂、粘结剂。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述碳材料包括石墨、软碳、硬碳、中间相沥青碳化产物、煅烧的焦炭中的至少一种；所述si类活性物质包括硅纳米材料、氧化亚硅、含硅的碳材料中的至少一种。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：

技术总结
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池及其制备方法，锂离子电池通过电解液与正极活性材料的高度匹配性，利用该电解液可以在正极活性材料的表面形成低阻抗且稳定的界面膜，同时电解液在正极上具有更好的浸润性，使得锂离子电池具有优良的低温性能和循环寿命。正极活性物质层中的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，使得所述锂离子电池具有较好的低温性能；同时，结合该电解液具有极强的极性，使得电解液在磷酸铁锂材料中具有较好的润湿性，同时还可以在电化学的作用下在正极材料表面形成薄且均匀的低阻抗界面膜，从而显著提升其循环性能，提升电池使用寿命。

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