一种锂离子电池制造技术

本申请涉及一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔设置于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜、电解液以及根据电池内压上升而工作的SSD安全阀；正极极片包含正极集流体和设置于所述正极集流体上的正极活性物质层；所述电解液包含锂盐、溶剂和添加剂；所述正极活性物质层中含有Li2CO3；所述添加剂中含有二腈类化合物。该锂离子电池能兼顾具有优异的过充安全性能和热箱性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池相对于铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池具有更高的能量密度、自放电小、循环寿命长等优点，当前已广泛应用于消费电子领域和动力储能领域。近年来，尤其是其在动力储能领域的应用需求急剧增长，比如，电动汽车，大型储能电站，大型移动储能设备等。这对锂离子电池的安全性能提出了更高的要求。正极是为锂离子提供活性物质的部分，是电池内部Li+的主要来源，是为电池提供电子载体的重要部分。当前常用的锂离子电池正极主要有钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中，钴酸锂安全性较差，磷酸铁锂能量密度较差，三元材料可以兼顾安全和能量密度。但是，用三元材料做正极材料的电池在过充的过程中，电池温度会上升，导致电池模组内部温度上升幅度很大，超出了电池模组使用的安全上限，从而限制了锂离子电池在电动汽车和大型储能设备中的应用。为此，很多锂电厂商为电池模组设计了SSD安全阀，以防止电池模组在滥用的情况下出现危险。然而，要想使SDD安全阀起作用，电池内部必须要产生一定的压力，使其发生翻转。已有技术报道了将Li2CO3加入正极或者涂覆在隔膜上，改善锂电池的过充性能。Li2CO3作为一种碳酸盐，可以与电解液中的HF等酸性物质快速反应产生二氧化碳气体，使电池内部气压上升。电池在过充时，这种反应被加速，使得电池内部气压急剧上升，SDD安全阀发生翻转，从而保护锂电池的过充安全性。但是，在以上技术中，Li2CO3的加入存在使电池的热箱性能恶化的问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种锂离子电池，能兼顾防过充效果和保证电 池的热箱性能。本申请的具体技术方案为：本申请涉及一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔设置于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜、电解液以及根据电池内压上升而工作的SSD安全阀；正极极片包含正极集流体和设置于所述正极集流体上的正极活性物质层；所述电解液包含锂盐、溶剂和添加剂；所述正极活性物质层中含有Li2CO3；所述添加剂中含有二腈类化合物。优选的，所述二腈类化合物为结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示的二腈类化合物中的至少一种；其中，R1选自取代或未取代的C1-C18的亚烷基、取代或未取代的C2-C18亚烯基、取代或未取代的C2-C18亚炔基、取代或未取代的C6-C18亚芳基；R2、R3各自独立地选自取代或未取代的C1-C9的亚烷基、取代或未取代的C2-C9亚烯基、取代或未取代的C2-C9亚炔基、取代或未取代的C6-C9亚芳基；R4、R5、R6各自独立地选自取代或未取代的C1-C6的亚烷基、取代或未取代的C2-C6亚烯基、取代或未取代的C2-C6亚炔基；其中，取代基选自卤素、C1-C3的烷基。优选的，R1选自C1-C18的亚烷基、C2-C18亚烯基、C2-C18亚炔基、C6-C18亚芳基；R2、R3各自独立地选自C1-C9的亚烷基、C2-C9亚烯基、C2-C9亚炔基、C6-C9亚芳基；R4、R5、R6各自独立地选自C1-C6的亚烷基、C2-C6亚烯基、C2-C6亚炔基。优选的，所述二腈类化合物选自丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、葵二腈、十二烷二腈和3,3’-[1,2-乙二基双(氧基)]双丙腈中的至少一种。优选的，所述二腈类化合物为丁二腈和己二腈。优选的，所述锂盐选自LiPF6；所述溶剂选自碳酸乙烯酯、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、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、四氢呋喃中的至少一种。优选的，所述添加剂中还含有1，3-丙烯磺酸内酯和碳酸亚乙烯酯。优选的，所述正极活性物质层还含有正极活性材料；所述正极活性材料含有LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2。优选的，所述Li2CO3在所述正极活性物质层中的质量百分含量为1～2wt％。优选的，所述二腈类化合物在所述电解液中的质量百分含量为1～2.5wt％。本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：本申请正极极片中含有的Li2CO3与电解液中分解产生的HF等酸性物质快速反应产生二氧化碳气体，从而使SSD安全阀(由于电池内部压力的上升导致电流断开的安全机构)发生翻转，可以防止过充电的进一步进行，从而改善了锂电池的过充电安全性能。电解液中二腈类化合物能够钝化正极表面，起到抑制因Li2CO3的添加而使热箱性能恶化的作用，热箱性能得到改善；即本申请提供的锂离子电池，可有效兼顾锂电池的过充安全性能和热箱性能。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请提供的技术方案及所给出的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。本申请涉及一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔设置于正极极片和负极极片之间的隔膜、电解液以及根据电池内压上升而工作的SSD安全阀；正极极片包含正极集流体和设置于正极集流体上的正极活性物质层；电解液包含锂盐、溶剂和添加剂；正极活性物质层中含有Li2CO3；添加剂中含有二腈类化合物。过充时，正极极片中含有的Li2CO3与电解液中分解产生的HF等酸性物质快速反应产生二氧化碳气体，从而使SSD安全阀(由于电池内部压力的上升导致电流断开的安全机构)发生翻转，可以防止过充电的进一步进行，从而改善了锂电池的过充电安全性能。此外，二腈类化合物能够钝化正极表面，起到抑制因Li2CO3的添加而使热箱性能恶化的作用，热箱性能得到改善。作为本申请的一种改进，本申请电解液中的二腈类化合物为结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示的二腈类化合物中的至少一种；其中，R1选自取代或未取代的C1-C18的亚烷基、取代或未取代的C2-C18亚烯基、取代或未取代的C2-C18亚炔基、取代或未取代的C6-C18亚芳基；R2、R3各自独立地选自取代或未取代的C1-C9的亚烷基、取代或未取代的C2-C9亚烯基、取代或未取代的C2-C9亚炔基、取代或未取代的C6-C9亚芳基；R4、R5、R6各自独立地选自取代或未取代的C1-C6的亚烷基、取代或未取代的C2-C6亚烯基、取代或未取代的C2-C6亚炔基；其中，取代基选自卤素、C1-C3的烷基。较佳的，R1选自C1-C18的亚烷基、C2-C18亚烯基、C2-C18亚炔基、C6-C18亚芳基；R2、R3各自独立地选自C1-C9的亚烷基、C2-C9亚烯基、C2-C9亚炔基、C6-C9亚芳基；R4、R5、R6各自独立地选自C1-C6的亚烷基、C2-C6亚烯基、C2-C6亚炔基。较佳的，本申请二腈类化合物选自丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、葵二腈、十二烷二腈、式Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅱa、Ⅲa所示二腈类化合物中的至少一种；更佳的，本申请电解液中的添加的二腈类化合物选自丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、葵二腈、十二烷二腈和式Ⅲa所示的3,3’-[1,2-乙二基双(氧基)]双丙腈中的至少一种。作为本申请的一种改进，本申请电解液中含有丁二睛和己二腈。当然除丁二睛和己二腈外，还可以含有其它二腈类化合物或腈类化合物或其它物质。作为本申请的一种改进，本申请电解液中添加的二腈类化合物为丁二睛和己二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔设置于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜、电解液以及根据电池内压上升而工作的SSD安全阀；正极极片包含正极集流体和设置于所述正极集流体上的正极活性物质层；所述电解液包含锂盐、溶剂和添加剂；其特征在于，所述正极活性物质层中含有Li2CO3；所述添加剂中含有二腈类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔设置于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜、电解液以及根据电池内压上升而工作的SSD安全阀；正极极片包含正极集流体和设置于所述正极集流体上的正极活性物质层；所述电解液包含锂盐、溶剂和添加剂；其特征在于，所述正极活性物质层中含有Li2CO3；所述添加剂中含有二腈类化合物。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述二腈类化合物为结构式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示的二腈类化合物中的至少一种；其中，R1选自取代或未取代的C1-C18的亚烷基、取代或未取代的C2-C18亚烯基、取代或未取代的C2-C18亚炔基、取代或未取代的C6-C18亚芳基；R2、R3各自独立地选自取代或未取代的C1-C9的亚烷基、取代或未取代的C2-C9亚烯基、取代或未取代的C2-C9亚炔基、取代或未取代的C6-C9亚芳基；R4、R5、R6各自独立地选自取代或未取代的C1-C6的亚烷基、取代或未取代的C2-C6亚烯基、取代或未取代的C2-C6亚炔基；其中，取代基选自卤素、C1-C3的烷基。3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，R1选自C1-C18的亚烷基、C2-C18亚烯基、C2-C18亚炔基、C6-C18亚芳基；R2、R3各自独立地选自C1-C9的亚烷基、C2-C9亚烯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠峰，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35