锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池及其制备方法，述锂离子电池包括正极极片、负极极片和电解液，所述负极极片包括负极集流体、第一负极活性物质层和位于所述负极集流体和所述第一负极活性物质层之间的第二负极活性物质层；所述第二负极活性物质层包括锂盐添加剂；所述电解液包括非水溶剂、二氟磷酸锂、丙磺酸内酯和双氟磺酰亚胺，本发明专利技术在负极集流体表面设置两层负极活性物质层，在下层负极活性物质层中掺杂锂盐添加剂，配合相应的电解液，从而改善做成电池后极片内部与电解液接触不充分形成的SEI膜不致密现象，进而达到改善电芯循环性能的目的。的目的。的目的。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种锂离子电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是将正极极片、负极极片、隔离纸按照卷绕/叠片方式排列好放入特定容器内，再注液封口完成，其中，负极片与电解液的浸润接触、电解液在负极片内分散效果直接影响了电芯的电化学性能；特别随着电芯能量密度提升，在提高涂布重量及压实密度的情况下，相较于极片表面(靠隔膜部分)，极片内部深处(靠芯材部分)电解液浸润不如外部，从而导致内部石墨成膜效果较差，随着循环进行极片内外反应不均一，造成循环劣化。
[0003]开发一种形成SEI膜稳定、均匀的锂离子电池负极极片，匹配特定的电解液应用于锂离子电池，提高锂离子电池的循环性能是十分必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池及其制备方法，本专利技术在负极集流体表面设置两层负极活性物质层，在下层负极活性物质层中掺杂锂盐添加剂，配合相应的电解液，从而改善做成电池后极片内部与电解液接触不充分形成的SEI膜不致密现象，进而达到改善电芯循环性能的目的。
[0005]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片和电解液，所述负极极片包括负极集流体、第一负极活性物质层和位于所述负极集流体和所述第一负极活性物质层之间的第二负极活性物质层；
[0007]所述第二负极活性物质层包括锂盐添加剂；
[0008]所述电解液包括非水溶剂和二氟草酸硼酸锂(LIODFB)，所述二氟草酸硼酸锂的质量浓度为0.5～2wt％。
[0009]本专利技术在负极集流体表面设置两层负极活性物质层，在下层负极活性物质层中掺杂锂盐添加剂，避免了单层涂布工艺在干燥阶段，浆料内部锂盐随着水分的蒸发而发生偏移，导致内部锂盐聚集在极片表面，分布极为不均匀，从而导致极片内外SEI膜成分差别很大，反应不均匀从而循环导致劣化，因为锂盐均在下层，扩散不会导致锂盐在表面聚集，且因为扩散距离较大，锂盐分布比单层更均匀，结合与电解液浸润后电解液化成后效果，锂盐及其形成的SEI膜更为均匀。在下层负极活性物质层中掺杂锂盐添加剂，结合电解液中加入的LIODFB，使电芯负极中LIODFB分布较为均匀，化成形成的SEI膜成分也较为均匀，进而提高电池的循环性能。
[0010]优选地，所述第一负极活性物质层和第二负极活性物质层均包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和增稠剂。
[0011]优选地，所述锂盐添加剂包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂(LIODFB)、二氟双草酸硼酸锂(LIODFP)或六氟磷酸锂中的任
意一种或至少两种的组合。
[0012]优选地，以所述第二负极活性物质层的质量为100％计，所述锂盐添加剂的质量分数为0.1～5％，例如：0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、或5％等。
[0013]优选地，所述非水溶剂包括碳酸亚乙酯、碳酸乙基甲酯、碳酸二乙酯或碳酸丙烯酯中的任意一种或至少两种的组合。
[0014]优选地，所述碳酸亚乙酯(EC)、碳酸乙基甲酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸丙烯酯(DMC)的质量比为(1～5):(2～7):(1～6):(0～4)，例如：1:3:5:2、2:5:5:3、3:5:2:3、4:5:5:3或5:7:6:4等。
[0015]优选地，电解液还包括二氟磷酸锂(LiF2PO2)、丙磺酸内酯(PS)、双氟磺酰亚胺(LiFSI)、硫酸乙烯酯(DTD)或碳酸亚乙烯酯中的任意一种或至少两种的组合。
[0016]优选地，以所述电解液的质量为100％计，所述二氟磷酸锂的质量分数为0.1～2.5％，例如：0.1％、0.5％、0.8％、1％、1.5％、2％或2.5％等。
[0017]优选地，以所述电解液的质量为100％计，所述丙磺酸内酯的质量分数为0.1～2.5％，例如：0.1％、0.5％、0.8％、1％、1.5％、2％或2.5％等。
[0018]优选地，以所述电解液的质量为100％计，所述双氟磺酰亚胺的质量分数为0.5～3％，例如：0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％或3％等。
[0019]优选地，以所述电解液的质量为100％计，所述硫酸乙烯酯的质量分数为0～2％，例如：0％、0.1％、0.5％、0.8％、1％、1.5％或2％等。
[0020]优选地，以所述电解液的质量为100％计，所述碳酸亚乙烯酯的质量分数为0～1％，例如：0％、0.1％、0.5％、0.8％或1％等。
[0021]优选地，所述正极包括正极集流体和正极活性层。
[0022]优选地，所述正极活性层的正极活性物质包括含锂的复合氧化物。
[0023]优选地，所述含锂的复合氧化物包括LiMnO2、LiFeO2、LiMn2O4、Li2FeSiO4LiNi
1/3
Co
1/3
Mn
1/3
O2、LiNi5CO2Mn3O2或Li
z
Ni
(1
‑
x
‑
y)
Co
x
M
y
O2中的任意一种或至少两种的组合，0.01≤x≤0.20(例如：0.01、0.05、0.08、0.1、0.15或0.2等)，0≤y≤0.20(例如：0、0.05、0.08、0.1、0.15或0.2等)，0.97≤z≤1.20(例如：0.97、0.99、1、1.1或1.2等)，M为B、Sr、Ti、Ca、Zr、Zn、Si、W、Mn、V、Mg、Mo、Nb或Al中的任意一种或至少两种的组合。
[0024]优选地，所述负极活性物质包括结晶碳、无定形碳、碳涂层石墨、树脂涂层石墨、氧化铟、氧化硅、氧化锡、钛酸锂、氧化锌或氧化锂中的任意一种或至少两种的组合。
[0025]第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的锂离子电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0026](1)将负极活性物质、粘结剂、增稠剂及导电剂与溶剂混合得到第一负极浆料，取部分第一负极浆料加入锂盐添加剂得到第二负极浆料，将所述第一负极浆料和第二负极浆料同时涂布在负极集流体表面得到负极极片；
[0027](2)将正极活性物质、导电剂及粘结剂与溶剂混合得到正极浆料，将正极浆料涂覆在正极集流体表面得到正极极片；
[0028](3)将二氟磷酸锂、丙磺酸内酯和双氟磺酰亚胺和非水溶剂混合，得到电解液，将负极极片、正极极片、电解液和隔膜组装后得到所述锂离子电池。
[0029]优选地，步骤(1)所述导电剂包括导电炭黑。
[0030]优选地，步骤(1)所述增稠剂包括羧甲基纤维素。
[0031]优选地，步骤(1)所述粘结剂包括丁苯橡胶。
[0032]优选地，步骤(1)所述溶剂包括水。
[0033]优选地，步骤(1)所述双层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片和电解液，所述负极极片包括负极集流体、第一负极活性物质层和位于所述负极集流体和所述第一负极活性物质层之间的第二负极活性物质层；所述第二负极活性物质层包括锂盐添加剂；所述电解液包括非水溶剂和二氟草酸硼酸锂，所述二氟草酸硼酸锂的质量浓度为0.5～2wt％。2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层均包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和增稠剂；优选地，所述锂盐添加剂包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟双草酸硼酸锂或六氟磷酸锂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，以所述第二负极活性物质层的质量为100％计，所述锂盐添加剂的质量分数为0.1～5％。3.如权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水溶剂包括碳酸亚乙酯、碳酸乙基甲酯、碳酸二乙酯或碳酸丙烯酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述碳酸亚乙酯、碳酸乙基甲酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯的质量比为(1～5):(2～7):(1～6):(0～4)。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解液还包括二氟磷酸锂、丙磺酸内酯、双氟磺酰亚胺、硫酸乙烯酯或碳酸亚乙烯酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，以所述电解液的质量为100％计，所述二氟磷酸锂的质量分数为0.1～2.5％；优选地，以所述电解液的质量为100％计，所述丙磺酸内酯的质量分数为0.1～2.5％；优选地，以所述电解液的质量为100％计，所述双氟磺酰亚胺的质量分数为0.5～3％；优选地，以所述电解液的质量为100％计，所述硫酸乙烯酯的质量分数为0～2％；优选地，以所述电解液的质量为100％计，所述碳酸亚乙烯酯的质量分数为0～1％。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括正极集流体和正极活性层；优选地，所述正极活性层的正极活性物质包括含锂的复合氧化物；优选地，所述含锂的复合氧化物包括LiMnO2、LiFeO2、LiMn2O4、Li2FeSiO4LiNi
1/3
Co
1/3
Mn
1/3
O2、LiNi5CO2Mn3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李轶，王仁和，张为民，余乐，
申请(专利权)人：远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：