【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二次电池，具体涉及一种锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子二次电池一直被认为最具发展前景的能量转换和储能装置，其中磷酸锰铁锂(lmfp)具有较强的安全性且化学性质稳定，同时lmfp中掺杂的锰元素可提高材料的电压平台，将电压平台由lfp的3.4v提升至4.1v，使得lmfp电池的理论能量密度提高了15-20％。然而，锰元素的存在使得锂离子脱嵌与移动难度上升，导致材料导电性能较差，进而导致倍率性能较差。而且在反应过程中mn3+产生的jahn-teller效应，导致mn溶出在负极表面沉积，破坏其sei膜，降低电池的循环寿命。因此，为了提升磷酸锰铁锂正极的锂离子二次电池的电化学性能，通常会在制备阶段对磷酸锰铁锂进行碳包覆以形成导电网络，用于增加材料的导电性能。然而，包覆层的碳材料在制备过程中易出现缺陷，这些缺陷在锂离子电池中作为活性位点会加剧电解液在磷酸锰铁锂材料表面的副反应，导致电池后期阻抗的增长。同时，副反应还会导致电池高温下容量快速衰减，劣化高温循环性能。
2、因此，有必要提供一种兼顾改善阻抗和高温循环性能的磷酸锰铁锂锂离子电池。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池，其在改善阻抗的同时兼具良好的高温循环性能。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
3、一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片和非水电解液；所述正极极片包括包含正极活性材料的正极材料层，所述正极活性材料包括碳包覆层包覆的磷酸锰铁锂p>
4、limnxfeym1-x-ypo4，其中0.1≤x≤0.8，0.2≤y≤0.9，0≤1-x-y≤0.1，m选自co、b、ga、f、w、zr、mg、na、pb、k、al、cr、ba、ca、ni、sr、ti、zn、si、v、mo、nb中的至少一种元素；所述非水电解液包括非水有机溶剂、双氟磺酰亚胺锂(lifsi)和碳酸亚乙烯酯(vc)；
5、所述锂离子电池满足以下条件：
6、0.1≤a(c+d)/b≤1.7，且1.5≤a≤4.5，25≤b≤40，1≤c≤10，0.01≤d≤1.5；
7、其中，a为正极材料层中碳包覆层的质量百分含量，单位为wt％；
8、b为正极极片的孔隙率，单位为％；
9、c为lifsi在非水电解液中的质量百分含量，单位为wt％；
10、d为碳酸亚乙烯酯在非水电解液中的质量百分含量，单位为wt％。
11、在一些实施例中，所述锂离子电池满足以下条件：0.2≤a(c+d)/b≤0.7。
12、在一些实施例中，所述正极材料层中碳包覆层的质量百分含量a为2wt％～3.5wt％。
13、在一些实施例中，所述正极极片的孔隙率b为28％～36％。
14、在一些实施例中，所述lifsi在非水电解液中的质量百分含量c为2wt％～6wt％。
15、在一些实施例中，所述碳酸亚乙烯酯在非水电解液中的质量百分含量d为0.1wt％～1wt％。
16、在一些实施例中，所述添加剂还包括辅助添加剂；所述辅助添加剂包括环状碳酸酯类化合物、环状硫酸酯类化合物、磺酸内酯类化合物、磷酸酯类化合物、硼酸酯类化合物和腈类化合物中的至少一种。
17、在一些实施例中，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述辅助添加剂的含量为0.01％～30％。
18、在一些优选的实施例中，所述环状碳酸酯类化合物包括碳酸乙烯亚乙酯、亚甲基碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯或下式结构式1所示的化合物中的至少一种：
19、
20、所述结构式1中，r21、r22、r23、r24、r25、r26各自独立地选自氢原子、卤素原子、c1-c5基团中的一种。
21、在一些优选的实施例中，所述环状硫酸酯类化合物包括硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯中的至少一种。
22、在一些优选的实施例中，所述磺酸内酯类化合物包括1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、丙烯基-1,3-磺酸内酯中的至少一种。
23、在一些优选的实施例中，所述磷酸酯类化合物包括三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三乙基硅烷)磷酸酯和下式结构式2所示的化合物中的至少一种：
24、
25、所述结构式2中，r31、r32、r33各自独立的选自c1-c5的饱和烃基、不饱和烃基、卤代烃基、-si(cmh2m+1)3，m为1～3的自然数，且r31、r32、r33中至少有一个为不饱和烃基。
26、在一些优选的实施例中，所述硼酸酯类化合物包括三(三甲基硅烷)硼酸酯和三(三乙基硅烷)硼酸酯中的至少一种。
27、在一些优选的实施例中，所述腈类化合物包括丁二腈、戊二腈、乙二醇双(丙腈)醚、己烷三腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈中的至少一种。
28、在一些实施例中，所述非水电解液包括锂盐，所述锂盐包括lipf6、libob、lidfob、lidfop、lipo2f2、libf4、lisbf6、liasf6、lin(so2c2f5)2、lic(so2cf3)3、liclo4、lialcl4、licf3so3、liso3f、li2b10cl10、氯硼烷锂、四氟草酸磷酸锂、三草酸磷酸锂、具有4个以下的碳原子的低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂中的至少一种。
29、在一些实施例中，所述锂盐在所述非水电解液中的浓度为0.1mol/l～4mol/l。
30、在一些优选的实施例中，所述锂盐在所述非水电解液中的浓度为0.5mol/l～2.5mol/l。
31、在一些实施例中，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯溶剂、链状碳酸酯溶剂、羧酸酯溶剂和醚类溶剂中的至少一种。
32、在一些优选的实施例中，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯中的至少一种。
33、在一些优选的实施例中，所述链状碳酸酯溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中的至少一种。
34、在一些优选的实施例中，所述羧酸酯溶剂包括醋酸甲酯、醋酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯、三甲基乙酸乙酯中的至少一种。
35、在一些优选的实施例中，所述醚类溶剂包括乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚中的的至少一种。
36、本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池以碳包覆层包覆的磷酸锰铁锂limnxfeym1-x-ypo4作为正极活性材料，对碳包覆层含量和正极极片孔隙率的控制，以及在非水电解液中添加适量的lifsi和vc。磷酸锰铁锂limnxfeym1-x-ypo4具有较强的安全性且化学性质稳定，同时磷酸锰铁锂limnxfeym1-x-ypo4中掺杂的锰元素能有效提高电池充放电平台从而提高电池能量密度，但导电性能较差。对正极活性材料进行碳包本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片和非水电解液；所述正极极片包括包含正极活性材料的正极材料层，所述正极活性材料包括碳包覆层包覆的磷酸锰铁锂LiMnxFeyM1-x-yPO4，其中0.1≤x≤0.8，0.2≤y≤0.9，0≤1-x-y≤0.1，M选自Co、B、Ga、F、W、Zr、Mg、Na、Pb、K、Al、Cr、Ba、Ca、Ni、Sr、Ti、Zn、Si、V、Mo、Nb中的至少一种元素；所述非水电解液包括非水有机溶剂、LiFSI和碳酸亚乙烯酯；
2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池满足以下条件：
3.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极材料层中碳包覆层的质量百分含量a为2wt％～3.5wt％。
4.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极极片的孔隙率b为28％～36％。
5.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述LiFSI在非水电解液中的质量百分含量c为2wt％～6wt％。
6.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述碳酸亚乙烯酯在非水电解液中
7.如权利要求1～6任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水电解液还包括辅助添加剂,，所述辅助添加剂包括环状碳酸酯类化合物、环状硫酸酯类化合物、磺酸内酯类化合物、磷酸酯类化合物、硼酸酯类化合物和腈类化合物中的至少一种；和/或，
8.如权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述环状碳酸酯类化合物包括碳酸乙烯亚乙酯、亚甲基碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯或下式结构式1所示的化合物中的至少一种：
9.如权利要求1～6任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水电解液包括锂盐，所述锂盐包括LiPF6、LiBOB、LiDFOB、LiDFOP、LiPO2F2、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3、LiClO4、LiAlCl4、LiCF3SO3、LiSO3F、Li2B10Cl10、氯硼烷锂、四氟草酸磷酸锂、三草酸磷酸锂、具有4个以下的碳原子的低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂中的至少一种；和/或，所述锂盐在所述非水电解液中的浓度为0.1mol/L～4mol/L。
10.如权利要求1～6任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯溶剂、链状碳酸酯溶剂、羧酸酯溶剂和醚类溶剂中的至少一种；
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片和非水电解液；所述正极极片包括包含正极活性材料的正极材料层，所述正极活性材料包括碳包覆层包覆的磷酸锰铁锂limnxfeym1-x-ypo4，其中0.1≤x≤0.8，0.2≤y≤0.9，0≤1-x-y≤0.1，m选自co、b、ga、f、w、zr、mg、na、pb、k、al、cr、ba、ca、ni、sr、ti、zn、si、v、mo、nb中的至少一种元素；所述非水电解液包括非水有机溶剂、lifsi和碳酸亚乙烯酯；
2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池满足以下条件：
3.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极材料层中碳包覆层的质量百分含量a为2wt％～3.5wt％。
4.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极极片的孔隙率b为28％～36％。
5.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述lifsi在非水电解液中的质量百分含量c为2wt％～6wt％。
6.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述碳酸亚乙烯酯在非水电解液中的质量百分含量d为0.1wt％～1wt％。
7.如权利要求1～6任一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：向晓霞，林雄贵，李琳瑛，
申请(专利权)人：深圳新宙邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。