本申请涉及一种锂离子电池及包含其的用电装置，该锂离子电池包括正极极片和电解液；其中，正极极片包括正极集流体和设置在正极集流体的至少一个表面上的正极活性材料层，该正极活性材料层包括正极补锂剂；电解液包括非水系溶剂和添加剂；该添加剂包括含硫化合物，且该非水系溶剂包括醚类化合物。通过应用本申请的技术方案，可减少锂离子电池在应用正极补锂剂的情况下产生的电极极化，从而使锂离子电池具有良好的初始克容量、循环稳定性以及倍率性能。能。能。
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池及包含其的用电装置
[0001]本申请涉及锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池及包含其的用电装置。
技术介绍
[0002]近年来，以锂离子电池为代表的二次电池的应用范围越来越广，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。由于二次电池取得了极大的发展，因此对其性能等也提出了更高的要求。
[0003]二次电池在首次充放电过程中，会在负极表面形成固态电解质膜（SEI膜），并造成活性离子的消耗，从而导致容量下降。尽管可以通过电极补锂（例如在正极合浆过程中添加少量高克容量材料作为补锂剂）来对此进行改善，然而其对初始克容量发挥的提升效果有限，不易满足实际应用的需求。
技术实现思路
[0004]本申请的目的在于提供一种锂离子电池及包含其的用电装置，该锂离子电池在应用正极补锂剂的情况下，配合相应的电解液体系，更够具有良好的初始克容量、循环稳定性以及倍率性能。
[0005]为此，本申请的第一方面提供了一种锂离子电池，其包括正极极片和电解液；所述正极极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体的至少一个表面上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极补锂剂；所述电解液包括非水系溶剂和添加剂；所述非水系溶剂包括醚类化合物，且所述添加剂包括含硫化合物。
[0006]通过使电解液同时含有含硫化合物和醚类化合物，有助于改善电解液和正极补锂剂材料界面之间的相互作用，从而改善正极补锂剂材料界面的离子迁移率，降低副反应中活性锂的消耗，起到减少极化的作用。由此，有利于克服因正极极化而导致初始克容量发挥不足的问题，并且同时改善循环稳定性和倍率性能。
[0007]在任意实施方式中，所述醚类化合物包括链状醚类化合物。
[0008]相对于环状醚类化合物，当采用链状醚类化合物时，与阳离子具有较强的螯合能力，并且可以进一步降低电解液的粘度，从而有利于离子电导率的提升。
[0009]在任意实施方式中，所述链状醚类化合物包括下组中的至少一种：乙二醇二甲醚（DME）、乙二醇二乙醚（DEE）、二乙二醇二甲醚（DEGDME）、三乙二醇二甲醚（TRGDME）、四乙二醇二甲醚（TEGDME）、二丙基醚、二丁醚等。
[0010]在任意实施方式中，所述非水系溶剂中，所述醚类化合物的质量百分比为15%~30%。
[0011]当醚类化合物在非水系溶剂中的质量占比为15%~30%时，可提供良好的溶剂体系，
从而使得溶剂在溶解较高浓度的锂盐和含硫化合物时，不至于引起粘度明显增高，有助于增加去极化效用和扩大电化学稳定窗口，维持较优的循环稳定性和倍率性能。
[0012]在任意实施方式中，所述非水系溶剂中，所述醚类化合物的质量百分比为15%~25%。
[0013]通过优化非水系溶剂中醚类化合物的质量百分比，有利于进一步提升电池性能。
[0014]在任意实施方式中，所述含硫化合物包括磺酸酯类化合物。
[0015]在任意实施方式中，所述磺酸酯类化合物包括下组中的至少一种：1,3
‑
丙烷磺酸内酯、1,3
‑
丙烯磺酸内酯、1,4
‑
丁磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯等。
[0016]相较于采用其他含硫化合物例如硫酸酯类化合物，采用磺酸酯类化合物能促进SEI膜稳定生成，化成产气量降低且具有低腐蚀性，从而更加有利于界面稳定性和安全性。
[0017]在任意实施方式中，所述电解液中，所述含硫化合物的质量百分比为0.5%~4%。
[0018]当含硫化合物占电解液的质量百分比为0.5%~4%时，有利于提高液相传导效率和正极材料界面的离子迁移率，从而提高界面稳定性。
[0019]在任意实施方式中，所述电解液中，所述含硫化合物的质量百分比为1.5%
‑
3.5%。
[0020]通过优化电解液中含硫化合物的质量百分比，有利于进一步提升电池性能。
[0021]在任意实施方式中，所述电解液还包括溶解于所述非水系溶剂中的锂盐；所述电解液中，所述锂盐的浓度为0.5~1.6 mol/L。
[0022]当锂盐浓度为0.5~1.6 mol/L，有利于电解液维持优良的离子电导率，从而有利于改善正极补锂剂材料界面的离子迁移率，优化去极化效果。
[0023]在任意实施方式中，所述含硫化合物占所述电解液的质量百分比为1.5%~3.5%；所述醚类化合物占所述非水系溶剂的质量百分比为15%~25%；并且，所述锂盐在所述电解液中的浓度为1~1.4 mol/L。
[0024]当锂盐、含硫化合物、醚类化合物的用量同时满足上述范围时，对电池性能有进一步的显著改善作用。
[0025]在任意实施方式中，所述正极补锂剂包括至少一种符合下式的化合物：Li
x
M
y
O
z
，其中，M为选自Fe、Ni、Mn、Cu、Zn、Co、Cr、Zr、Ni、Sb、Ti、V、Mo、Sn中的一种或多种元素，且1≤x≤8，0＜y，0＜z＜13。
[0026]在任意实施方式中，所述正极补锂剂包括下组的至少一种：Li5FeO4、Li5Fe5O8、Li6CoO4、Li2NiO2、Li2O、Li2O2、Li6MnO4、Li6ZnO4、Li2CuO2、Li2CoO2、Li2MnO2、Li2C2O4、Li2Ni
0.5
Mn
1.5
O4、Li(Ni
0.8
Co
0.1
Mn
0.1
)
1.3
O2。
[0027]本申请的第二方面，提供一种用电装置，其包括本申请第一方面所述的锂离子电池。
[0028]与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益效果：本申请通过在存在电极极化的正极补锂体系中应用同时含有含硫化合物和醚类化合物的电解液，从而提高了液相传导效率、改善了正极材料界面的离子迁移率，达到降低极化的效果。由此，有利于克服因正极极化而导致初始克容量发挥不足的问题，并且同时能够改善电池的循环稳定性和倍率性能。
附图说明
[0029]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1是本申请一实施方式的二次电池的示意图；图2是图1所示的本申请一实施方式的二次电池的分解图；图3是本申请一实施方式的电池模块的示意图；图4是本申请一实施方式的电池包的示意图；图5是图4所示的本申请一实施方式的电池包的分解图；图6是本申请一实施方式的二次电池用作电源的用电装置的示意图；附图标记说明：1电池包；2上箱体；3下箱体；4电池模块；5锂离子电池；51壳体；52电极组件；53盖板。
具体实施方式
[0030]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，其包括正极极片和电解液；其特征在于，所述正极极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体的至少一个表面上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极补锂剂；所述电解液包括非水系溶剂和添加剂；所述非水系溶剂包括醚类化合物，且所述添加剂包括含硫化合物；所述非水系溶剂中，所述醚类化合物的质量百分比为15%~30%。2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述醚类化合物包括链状醚类化合物。3.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述链状醚类化合物包括下组中的至少一种：乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二丙基醚、二丁醚。4.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水系溶剂中，所述醚类化合物的质量百分比为15%~25%。5.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述含硫化合物包括磺酸酯类化合物。6.如权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述磺酸酯类化合物包括下组中的至少一种：1,3
‑
丙烷磺酸内酯、1,3
‑
丙烯磺酸内酯、1,4
‑
丁磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯。7.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解液中，所述含硫化合物的质量百分比为0.5%~4%。8.如权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解液中，所述含硫化合物的质量百分比为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾青，
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：
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