一种锂离子电池及电子装置制造方法及图纸

技术编号:30094874 阅读:18 留言:0更新日期:2021-09-18 08:58
本发明专利技术提供一种锂离子电池及电子装置。该锂离子电池包括负极片和电解液;所述负极片的压实密度为A;所述电解液包括氟代碳酸乙烯酯和丙酸酯,所述丙酸酯选自丙酸正丙酯和/或丙酸乙酯;所述氟代碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为B;所述丙酸酯在所述电解液中的质量百分含量为C;其中,A、B、C满足:8.75≤A/B≤21.67;B<C。本发明专利技术通过对电解液的组成,负极片压实密度与电解液中的氟代碳酸乙烯酯的关系,以及电解液中氟代碳酸乙烯酯的含量与电解液中丙酸酯的含量进行限定,能够使锂离子电池在室温下具有优异的长循环性能。池在室温下具有优异的长循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池及电子装置


[0001]本专利技术属于锂离子电池
,涉及一种锂离子电池及电子装置。

技术介绍

[0002]锂离子电池自从商业化以来,因它的轻便、比能量高、无记忆效应、循环性能好,被广泛用于数码、储能、动力、军用航天和通讯设备等领域。随着锂离子电池的广泛应用,消费者对锂离子电池的能量密度、循环寿命、高温性能、安全性能等性能提出了更高的要求。
[0003]锂离子电池在使用过程中,随着循环次数的增加,正负极表面不可避免地会发生一些副反应消耗锂离子电池中的电解液,副反应也会产生气体,电池的容量会迅速衰减进而使锂离子电池的长循环性能变差。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种锂离子电池,通过使电解液包括氟代碳酸乙烯酯与丙酸酯,其中丙酸酯选自丙酸正丙酯和/或丙酸乙酯,并限定负极片压实密度与电解液中的氟代碳酸乙烯酯的关系,以及限定电解液中氟代碳酸乙烯酯的含量小于电解液中丙酸酯的含量,能够使锂离子电池在室温下具有优异的长循环性能。
[0005]本专利技术还提供一种电子装置,由于该电子装置包括如上所述的锂离子电池,因此具有优异的长循环性能。
[0006]本专利技术第一方面提供一种锂离子电池,包括负极片和电解液;
[0007]所述负极片的压实密度为A,单位为g/cm3;
[0008]所述电解液包括氟代碳酸乙烯酯和丙酸酯,所述丙酸酯选自丙酸正丙酯和/或丙酸乙酯;
[0009]所述氟代碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为B;
[0010]所述丙酸酯在所述电解液中的质量百分含量为C;
[0011]其中,A、B、C满足:8.75≤A/B≤21.67;B<C。
[0012]如上所述的锂离子电池,其中,1.75g/cm3≤A≤1.95g/cm3。
[0013]如上所述的锂离子电池,其中,9%≤B≤20%,且20%<C≤70%。
[0014]如上所述的锂离子电池,其中,所述负极片中的负极活性材料选自碳素材料、硅基材料、锡基材料及其各自所对应的合金材料中的一种。
[0015]如上所述的锂离子电池,其中,所述电解液还包括添加剂;
[0016]所述添加剂选自碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、葵二腈、1,3,6

己烷三腈、3

甲氧基丙腈、甘油三腈、1,2

二(2

氰乙氧基)乙烷、1,3

丙磺酸内酯、丙烯基

1,3

磺酸内酯中的至少一种。
[0017]如上所述的锂离子电池,其中,所述电解液还包括非水有机溶剂;
[0018]所述非水有机溶剂选自碳酸酯与羧酸酯中的至少一种。
[0019]如上所述的锂离子电池,其中,所述碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或其各自的氟代物中的至少一种。
[0020]如上所述的锂离子电池,其中,所述羧酸酯选自乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丁酸甲酯、正丁酸乙酯或其各自的氟代物中的至少一种。
[0021]如上所述的锂离子电池,其中,所述电解液还包括锂盐;所述锂盐选自六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。
[0022]本专利技术第二方面提供一种电子装置,包括如上所述的锂离子电池。
[0023]本专利技术的锂离子电池通过对电解液的组成进行限定,并限定负极片压实密度与电解液中的氟代碳酸乙烯酯的关系,以及限定电解液中氟代碳酸乙烯酯的含量小于电解液中丙酸酯的含量,能够使电池的正负极界面更加稳定,减少正负极表面的副反应以及电解液的消耗,有利于锂离子电池具有较高的容量保持率和较小的厚度膨胀率,进而使锂离子电池在室温下具有优异的长循环性能。
[0024]本专利技术还提供一种电子装置,由于该电子装置包括如上所述的锂离子电池,因此具有优异的长循环性能。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本专利技术的实施例,对本专利技术实施例中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专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,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,都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术第一方面提供一种锂离子电池,包括负极片和电解液;
[0027]其中,负极片的压实密度为A;
[0028]电解液包括氟代碳酸乙烯酯和丙酸酯,其中,丙酸酯选自丙酸正丙酯和/或丙酸乙酯;
[0029]氟代碳酸乙烯酯在电解液中的质量百分含量为B;
[0030]丙酸酯在电解液中的质量百分含量为C;
[0031]A、B、C满足以下关系:
[0032]8.75≤A/B≤21.67
[0033]B<C
[0034]本专利技术的负极片的压实密度A的单位为g/cm3。
[0035]可以理解的是,本专利技术的锂离子电池除了负极片和电解液外,还包括正极片和隔膜。
[0036]在一种具体的实施方式中,可以通过将正极片、隔膜和负极片层叠放置后卷绕得到电芯后放入包装箔后,注入电解液后,经真空封装、静置、化成、整形、分选等工序,即可得到本专利技术的锂离子电池。
[0037]当锂离子电池中的电解液包括氟代碳酸乙烯酯、丙酸正丙酯和/或丙酸乙酯,同时
电解液中氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量B小于电解液中丙酸正丙酯和/或丙酸乙酯的总的质量百分含量C时,并且负极片的压实密度A和B的关系满足8.75≤A/B≤21.67时,能够使锂离子电池在室温循环时具有较高的容量保持率和较小的厚度膨胀率,从而表现出优异的长循环性能。
[0038]专利技术人推测使锂离子电池具有优异的长循环性能的原因可能如下:
[0039]一方面,氟代碳酸乙烯酯具有较高的氧化电位,可避免电解液与正极表面发生副反应,同时,氟代碳酸乙烯酯具有较低的还原电位,有利于在负极表面形成富含LiF的SEI膜,因此加入氟代碳酸乙烯酯后可使正负极界面都较为稳定,不易与电解液发生副反应。
[0040]另一方面,当氟代碳酸乙烯酯的含量B与负极片的压实密度A满足上述限定时,可能会有效缓解由于负极片压实密度过高导致的负极片浸润效果较差的现象,使负极片界面以及内部具有足够的氟代碳酸乙烯酯,从而改善锂离子电池的长循环性能。
[0041]此外,氟代碳酸乙烯酯的粘度较大,当加入较高含量的氟代碳酸乙烯酯时会增加电解液的粘度,会对电解液的离子导电率有不利影响,本专利技术在电解液中加入粘度较低的丙酸正丙酯和/或丙酸乙酯本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池,其特征在于,包括负极片和电解液;所述负极片的压实密度为A,单位为g/cm3;所述电解液包括氟代碳酸乙烯酯和丙酸酯,所述丙酸酯选自丙酸正丙酯和/或丙酸乙酯;所述氟代碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为B;所述丙酸酯在所述电解液中的质量百分含量为C;其中,A、B、C满足:8.75≤A/B≤21.67;B<C。2.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,1.75g/cm3≤A≤1.95g/cm3。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池,其特征在于,9%≤B≤20%,且20%<C≤70%。4.根据权利要求1

3任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述负极片中的负极活性材料选自碳素材料、硅基材料、锡基材料及其各自所对应的合金材料中的一种。5.根据权利要求1

4任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述电解液还包括添加剂;所述添加剂选自碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、葵二腈、1,3,6

己烷三腈、3

甲氧基丙腈、甘油三腈、1,2

二(2

氰乙氧基)乙...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾长安李素丽李俊义
申请(专利权)人:珠海冠宇电池股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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