一种锂离子电池及其应用制造技术

本发明专利技术提出了一种锂离子电池及其应用，所述锂离子电池至少包括：正极极片；负极极片，所述负极极片的孔隙率小于35％，且所述负极极片上负极材料的双面面密度大于18mg/cm2；隔膜，所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间；以及电解液，填充在所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜之间，所述电解液包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂为单腈化合物，且所述第一添加剂在所述电解液中的质量含量为1％～20％。通过本发明专利技术提出的一种锂离子电池及其应用，能够降低锂离子电池的阻抗，改善锂离子电池的循环性能和低温性能。善锂离子电池的循环性能和低温性能。善锂离子电池的循环性能和低温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池及其应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池及其应用。

技术介绍

[0002]目前，锂离子电池在电动汽车和规模储能领域迅速发展，占领了大量的市场份额。随着锂离子电池的发展，锂离子电池的能量密度有了更高的需求。提升锂离子电池能量密度最直接的方式就是提高电极的面密度和降低孔隙率。能够在同等大小的电池中能够含有更多的活性材料，其具备的容量也大幅提升，能量密度得到提高。这种方式能够快速提升电池的能量密度，减少研发新材料的成本，是一种经济且高效的方法。
[0003]然而，随着电极片面密度的提高和孔隙率的降低，会在循环过程中，导致电池的极化大幅增加，低温放电率减少且能量利用率降低。不仅如此，极化的增大还增加了析锂的风险，因此锂离子电池的循环性能也会变差，限制锂离子电池的发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种锂离子电池及其应用，能够保证电解液均匀的浸润电极极片，并降低电池的极化，避免析锂的风险，降低锂离子电池的阻抗，改善循环性能和低温性能。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下的技术方案实现的。
[0006]本专利技术提出一种锂离子电池，至少包括以下组分：
[0007]正极极片；
[0008]负极极片，所述负极极片的孔隙率小于35％，且所述负极极片上负极材料的双面面密度大于18mg/cm2；
[0009]隔膜，所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间；以及
[0010]电解液，填充在所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜之间，所述电解液包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂为单腈化合物，且所述第一添加剂在所述电解液中的质量含量为1％～20％。
[0011]在本专利技术一实施例中，所述第二添加剂选自硝酸锂、2
‑
三氟甲基吡啶、3
‑
三氟甲基吡啶、双(2,2,2
‑
三氟乙基)甲基磷酸酯或碳酸亚乙烯酯中的一种或几种组合。
[0012]在本专利技术一实施例中，所述第二添加剂在所述电解液中的质量含量为0.1％
‑
10％。
[0013]在本专利技术一实施例中，所述单腈化合物的化学式为R
‑
C≡N；其中，R为碳原子数为1～8、不饱和度为0～6的烷基取代基。
[0014]在本专利技术一实施例中，所述电解液包括非水溶剂，所述非水溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙酯或碳酸二乙酯中任意一种或至少两种的组合。
[0015]在本专利技术一实施例中，所述非水溶剂在所述电解液中质量含量为60％
‑
85％。
[0016]在本专利技术一实施例中，所述电解液包括锂盐，所述锂盐包括LiPF6、LiBF4、LiFSI、LiTFSI、LiBOB、LiODFP、LiODFB、LiPO2F2或CF3SO3Li中任意一种或至少两种的组合。
[0017]在本专利技术一实施例中，所述锂盐在所述电解液中的浓度为0.1mol/L
‑
2mol/L。
[0018]在本专利技术一实施例中，所述正极极片包括正极材料，所述正极材料包括磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物或锂镍钴铝氧化物中的任意一种或至少两种的组合。
[0019]在本专利技术一实施例中，所述负极极片包括负极材料，所述负极材料包括软碳、硬碳、人造石墨、天然石墨、硅、硅氧化合物、硅碳化合物或钛酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
[0020]本专利技术还一种电化学装置，包括上述所述的锂离子电池。
[0021]综上所述，本专利技术提出一种锂离子电池及其应用，能够保证均匀的浸润并降低电池的极化，使锂离子能够在电池内能够均匀的传输，避免析锂的风险，并且单腈化合物具有极低的熔点和高的介电常数，因此电解液低温下的动力学也能够得到极大改善。能够在循环过程中生成致密的SEI膜，保证材料内部孔隙表面也同样能够被SEI膜保护，避免活性材料颗粒与电解液直接接触导致的电解液分解，这两种添加剂联用能够大幅提升锂离子电池的循环性能。能够在获得高电压的锂离子电池的同时，降低锂离子电池的阻抗，改善循环性能和低温性能。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术中一种锂离子电池的结构示意图。
[0024]标号说明：10、正极极片；20、负极极片；30、隔膜；40、电解液。
具体实施方式
[0025]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0026]应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。
[0027]下面结合若干实施例及附图对本专利技术的技术方案做进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅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的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。
[0028]请参阅图1所示，本专利技术提出一种锂离子电池，包括正极极片10、负极极片20、隔膜30和电解液40，隔膜30位于正极极片10和负极极片20之间，在正极极片10、负极极片20和隔膜30之间填充电解液40。本专利技术并不限制锂离子电池的类型和形状，在本专利技术一实施例中，
锂离子电池为一次电池或二次电池，二次电池又例如为软包电池、硬壳电池或圆柱电池等。在本实施例中，例如以软包的二次电池为例进行阐述。
[0029]请参阅图1所示，在本专利技术一实施例中，正极极片10包括正极材料、正极集流体、粘接剂和导电剂等。正极集流体例如为镍、钛、铝、镍、银、不锈钢或碳等进行表面处理后形成的箔材即可，除了箔材以外，正极集流体还可以采用膜状、网状、多孔状、泡沫或无纺布等多种形式中的任意一种或多种组合使用。其中，正极集流体的厚度例如为8μm
‑
15μm。在本实施例中，正极集流体例如为铝箔。
[0030]在本专利技术一实施例中，正极材料例如选自磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物或锂镍钴铝氧化物中的任意一种或至少两种的组合。粘接剂例如选自聚偏二氟乙烯(Poly vinylidene Fluoride，PVDF)、聚酰胺(Polyamide，PA)、聚丙烯腈(Polyacrylonitrile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，至少包括：正极极片；负极极片，所述负极极片的孔隙率小于35％，且所述负极极片上负极材料的双面面密度大于18mg/cm2；隔膜，所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间；以及电解液，填充在所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜之间，所述电解液包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂为单腈化合物，且所述第一添加剂在所述电解液中的质量含量为1％～20％。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述第二添加剂选自硝酸锂、2
‑
三氟甲基吡啶、3
‑
三氟甲基吡啶、双(2,2,2
‑
三氟乙基)甲基磷酸酯或碳酸亚乙烯酯中的一种或几种组合。3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述第二添加剂在所述电解液中的质量含量为0.1％
‑
10％。4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述单腈化合物的化学式为R
‑
C≡N；其中，R为碳原子数为1～8、不饱和度为0～6的烷基取代基。5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解液包括非水溶剂，所述非水溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：余乐，刘兴伟，吕文彬，
申请(专利权)人：远景动力技术湖北有限公司远景动力技术鄂尔多斯市有限公司远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：