锂离子电池制造技术

技术编号:25919417 阅读:24 留言:0更新日期:2020-10-13 10:39
本申请涉及一种锂离子电池,所述锂离子电池包括正极片、负极片、电解液;其中,位于所述正极集流体上的单面的所述正极活性物质层的涂布重量在0.026g/cm

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池
本申请涉及锂离子电池
,具体地,涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池,特别地,该电解液适用于极片上的活性材料的涂布量高的锂离子电池中。
技术介绍
在飞速发展的信息时代中,手机、笔记本、相机等电子产品的需求逐年增加,锂离子电池在这些领域中得到了广泛的应用。与此同时,锂离子电池在电动汽车、混合动力汽车、储能设备等领域也已活跃的发展起来。锂离子电池作为电子产品的工作电源,具有能量密度高、无记忆效应、工作电压高等突出的特点,正逐步取代传统的Ni-Cd电池、MH-Ni电池。然而,随着电子产品市场需求的扩大及动力、储能设备的发展,人们对锂离子电池的能量密度的要求也不断提高,因此,开发具有高能量密度的锂离子电池成为当务之急。目前,提高锂离子电池的能量密度主要有以下几种方式:一、开发高电压阴极材料,但是目前应用于4.4V以上的阴极材料还不完善,而且部分电解液在高电压下不稳定;二、采用高容量的新材料,比如硅材料,但是硅材料膨胀严重,首周库仑效率低,且循环稳定性低;三、通过提高集流体上的活性物质层的涂布重量,从而提高锂离子电池的能量密度。这种方法虽然具有较高的应用可行性,但是单位集流体上的活性物质的涂布重量的提高会导致锂离子电池的动力学恶化严重,例如会严重影响锂离子的迁移率,从而使得锂离子电池出现倍率性能差、低温性能差等现象。因此,现在亟需提供一种电解液,使其在锂离子电池中的集流体上的活性物质层的涂布重量高的条件下进行应用后,能够提高锂离子电池的高温循环性能、倍率性能以及低温放电性能。
技术实现思路
为了解决上述问题,本申请人进行了锐意研究,结果发现:包含有二氟磷酸锂和环状硫酸酯类化合物的电解液,应用在锂离电池中后,特别是应用在位于集流体上的单面的活性物质层的涂布重量高的锂离子电池中后,能够提高锂离子电池的高温循环性能、倍率性能以及低温放电性能,从而完成本申请。本申请的目的在于提供一种电解液,包括锂盐、有机溶剂以及添加剂,其中,所述添加剂包括二氟磷酸锂和环状硫酸酯类化合物。特别的,所述环状硫酸酯类化合物为选自由下述式Ⅰ和式Ⅱ所示的化合物中的一种或多种:其中,在所述式Ⅰ中,n为1~3的整数,在所述式Ⅱ中,m为0~3的整数,在所述式Ⅰ和式Ⅱ中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立地为选自氢原子、卤原子、氰基、羧基、磺酸基、碳原子数为1~20的烷烃基、碳原子数为2~20的不饱和烃基、以及上述碳原子数为1~20的烷烃基、碳原子数为2~20的不饱和烃基被卤原子取代所形成的基团中的一种,其中,卤原子为F、Cl、Br、I。本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池,包括正极片、负极片、锂电池隔膜和本申请所提供的电解液,其中,所述正极片包括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,其中,所述正极活性物质层包括正极活性材料;所述负极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体上的负极活性物质层,其中,所述负极活性物质层包括负极活性材料;所述锂电池隔膜位于正极片和负极片之间。特别的,在上述锂离子电池中,位于所述正极集流体上的单面的正极活性物质层的涂布重量在0.026g/cm2以下,位于所述负极集流体上的单面的负极活性物质层的涂布重量的在0.013g/cm2以下。本申请提供的电解液,应用到锂离子电池中,特别是当应用到位于极片上的单面的活性物质层的涂布重量高的锂离子电池中后,不仅能够提高锂离子电池的高温循环性能,而且能够提高锂离子电池的倍率性能和低温放电性能。具体实施方式下面通过对本申请进行详细说明,本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。本申请的目的在于提供一种电解液,包括锂盐、有机溶剂以及添加剂,其中,所述添加剂包括二氟磷酸锂(LiPO2F2)和环状硫酸酯类化合物。在上述电解液中,所提及的环状硫酸酯类化合物为含有-O-SO2-O-基团的环状化合物。特别的,-O-SO2-O-基团位于环状化合物的环上。在优选的实施方式中,环状化合物可为五元环状化合物、六元环状化合物、七元环状化合物、八元环状化合物。进一步地,优选为五元环状化合物、六元环状化合物、八元环状化合物,更进一步地,优选为五元环状化合物和/或六元环状化合物。其中,在环上有几个原子,该环就称“几元环”。在上述电解液中,环状硫酸酯类化合物的具体种类并不受到具体的限制,可根据实际需求进行选择。在优选的实施方式中,所述环状硫酸酯类化合物为选自由下述式Ⅰ和式Ⅱ所示的化合物中的一种或多种:在上述式Ⅰ中,n为1~3的整数,进一步的,n优选为1~2。当n选取2以上的整数时,除连接有取代基R1、R2的碳原子外,位于不同位置的碳原子上的取代基可以相同,也可以完全不同,又或者是两个以上不同位置的碳原子上的取代基相同,并不受到具体的标号的限制。例如,当n为2时,除连接有取代基R1、R2的碳原子外,剩余两个碳原子上的四个取代基可以完全相同,也可以完全不同,又或者是四个取代基中的任意两者以上相同。在上述式Ⅱ中,m为0~3的整数,进一步的,m优选为0~1。当m选取2以上的整数时,除连接有取代基R5、R6的碳原子外,位于不同位置的碳原子上的取代基的类型可以相同,也可以完全不同,又或者是两个以上不同位置的碳原子上的取代基相同,并不受到具体的标号的限制。例如,当m为2时,除连接有取代基R5、R6的碳原子外,剩余两个碳原子上的四个取代基可以完全相同,也可以完全不同,又或者是四个取代基中的任意两者以上相同。在上述式Ⅰ和式Ⅱ中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立地为选自氢原子、卤原子、氰基、羧基、磺酸基、碳原子数为1~20的烷烃基、碳原子数为2~20的不饱和烃基、以及上述碳原子数为1~20的烷烃基、碳原子数为2~20的不饱和烃基被卤原子取代所形成的基团中的一种,其中,卤原子为F、Cl、Br、I。特别的,在碳原子数为2~20的不饱和烃基中,不饱和烃基为链状不饱和烃基。在上述式Ⅰ中,R1、R2、R3、R4可以互不相同,也可以完全相同,或者是R1、R2、R3、R4中的任意二者相同,又或者是R1、R2、R3、R4中的任意三者相同。在上述式Ⅱ中,R5、R6、R7、R8可以互不相同,也可以完全相同,或者是R5、R6、R7、R8中的任意二者相同,又或者是R5、R6、R7、R8中的任意三者相同。当选择碳原子数为1~20的烷烃基时,烷烃基的具体种类并没有特别的限制,例如链状烷烃基、环状烷烃基均可。其中,链状烷烃基包括直链烷烃基和支链烷烃基。特别的,选择直链烷烃基。优选地,选择碳原子数为1~10的烷烃基,进一步优选地,选择碳原子数为1~5的烷烃基,更进一步优选地,选择碳原子数为1~3的烷烃基。作为烷烃基的实例,具体可以举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环戊本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池,其特征在于,包括正极片、负极片、电解液,其中,所述正极片包括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,其中,所述正极活性物质层包括正极活性材料;所述负极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体上的负极活性物质层,其中,所述负极活性物质层包括负极活性材料;所述锂电池隔膜位于正极片和负极片之间,其特征在于,位于所述正极集流体上的单面的所述正极活性物质层的涂布重量在0.026g/cm

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池,其特征在于,包括正极片、负极片、电解液,其中,所述正极片包括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,其中,所述正极活性物质层包括正极活性材料;所述负极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体上的负极活性物质层,其中,所述负极活性物质层包括负极活性材料;所述锂电池隔膜位于正极片和负极片之间,其特征在于,位于所述正极集流体上的单面的所述正极活性物质层的涂布重量在0.026g/cm2以下,位于所述负极集流体上的单面的所述负极活性物质层的涂布重量在0.013g/cm2以下;所述电解液,包括锂盐、有机溶剂以及添加剂,其中,所述添加剂包括二氟磷酸锂和环状硫酸酯类化合物,所述环状硫酸酯类化合物为选自由下述式Ⅰ和式Ⅱ所示的化合物中的一种或多种:



其中,在所述式Ⅰ中,n为1~3的整数,
在所述式Ⅱ中,m为0~3的整数,
在所述式Ⅰ和式Ⅱ中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立地为选自氢原子、卤原子、氰基、羧基、磺酸基、碳原子数为1~20的烷烃基、碳原子数为2~20的不饱和烃基、以及上述碳原子数为1~20的烷烃基、碳原子数为2~20的不饱和烃基被卤原子取代所形成的基团中的一种,其中,卤原子为F、Cl、Br、I。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,在所述式Ⅰ和式Ⅱ中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立地为选自...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈培培冯绍伟付成华龙兵唐超
申请(专利权)人:宁德新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:福建;35

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1