【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体涉及一种可改善高温循环性能的锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池因其工作电压高、安全性高、长寿命、无记忆效应等优点，在便携式电子产品领域中得到了广泛的应用。在电子产品日常使用频率的提高的情况下，对电池的循环寿命的要求也越来越高；而电子产品轻薄便携的需求又需要电池有高的能量密度，通常通过匹配高的电压来实现；然而高的电压往往会导致电池的循环寿命大打折扣，这是由于循环后期，sei膜破坏且电解液干涸，引发大面积的副反应，电池性能迅速衰减。
2、为了在适配高电压的同时提高电子产品类电池的循环寿命，在一些研究中，会在锂离子电池的电解液中添加腈类作为正极保护添加剂，虽然锂离子电池的高压稳定性得到了一定改善，且对高温存储有显著的改善作用，但由于腈类添加剂对负极不兼容，易破坏负极界面，导致高温循环性能下降。因此，寻找提升高压稳定性的同时兼顾高温存储性能和高温循环性能，是动力锂离子电池领域的热门研究方向。
技术实现思路
1、针对使用了含有腈类添加剂的非水电解液的电池，高温循环性能下降的技术问题，本专利技术提供了一种兼顾高温存储性能和高温循环性能的锂离子电池。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种锂离子电池，包括正极片、负极片和非水电解液；
4、所述负极片包括含有负极活性材料的负极材料层，所述负极活性材料包括石墨，所述负极活性材料的有序度r＝id/ig，在使用波长为532nm～785nm的激光对所述负极进行拉曼光谱分析而测定
5、所述非水电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂；
6、所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂包括以下化合物中的至少一种：
7、
8、所述第二添加剂包括丁二腈、己二腈或1,3,6-己烷三腈中的至少一种；
9、所述锂离子电池满足以下条件：
10、2≤[(a+b)/r]×y≤48，0.1≤a≤3，0.5≤b≤5，0.1≤r≤1，0.8≤y≤1.8；
11、其中，a为非水电解液中第一添加剂的质量百分含量，单位为％；
12、b为非水电解液中第二添加剂的质量百分含量，单位为％；
13、r为负极活性材料的有序度；
14、y为非水电解液的质量与电池的放电容量的比值，单位为g/ah。
15、本专利技术的锂离子电池，采用包含腈类化合物的第二添加剂作为正极保护添加剂，能够络合正极高价态过渡金属离子，抑制过渡金属离子溶出，从而改善正极高电压下的稳定性和电池高温存储性能。但是腈类对负极有劣化作用，从保护负极的目的出发，在非电解液中采用特定结构的第一添加剂作为高效的负极保护添加剂，能够在负极表面形成均匀、稳定的sei膜，在保留腈类对高温存储改善作用的同时，抑制腈类对负极的劣化。
16、然而，第二添加剂对负极的劣化不仅体现在第二添加剂对负极的成膜影响，第二添加剂的氰基具有强电负性，促使其与溶剂ec、锂离子共同形成溶剂化结构，影响负极的成膜，致使负极sei膜成膜质量不佳，溶剂在负极进一步还原，使负极活性材料的有序度降低，电池的循环性能迅速跳水。通过限定负极活性材料的有序度，抵消第二添加剂形成的溶剂化结构对负极活性材料有序度降低的负面影响，达到延长电池循环寿命的目的。
17、电解液的质量影响电池的循环性能，电解液在电池循环过程中消耗，尤其是在电池匹配高压时，会加速电解液的消耗，在电池循环后期，电解液有可能过少甚至干涸，因此，需要与电池放电容量相匹配的电解液量。而且电池的电解液的质量与电池的放电容量的比值越低，负极表面越易发生单点电解液枯竭，从而放大第二添加剂对负极的劣化。
18、专利技术人经过大量的研究发现，当非水电解液中第一添加剂的质量百分含量a、非水电解液中第二添加剂的质量百分含量b、负极活性材料的有序度r和非水电解液的质量与电池的放电容量的比值y之间的关系满足2≤[(a+b)/r]×y≤48，0.1≤a≤3，0.5≤b≤5，0.1≤r≤1，0.8≤y≤1.8时，锂离子电池的非水电解液、正极和负极达到了良好的协配，不仅可以保证正极、负极的稳定性，而且能显著提高电池的高温循环性能。第二添加剂作为正极保护添加剂，能够络合正极高价态过渡金属离子，抑制正极金属离子溶出，从而改善电池高温存储性能。第一添加剂作为负极保护添加剂，可在负极表面形成均匀稳定质量良好的sei膜，在保留第二添加剂对高温存储改善作用的同时，减缓第二添加剂在其强电负性氰基的作用下与溶剂ec、锂离子共同形成溶剂化结构的进程，降低其对负极成膜的影响，从而抑制了第二添加剂对负极的劣化作用。同时第一添加剂和第二添加剂的协同使用，有助于调控负极活性材料的有序度r值，改善单位电池容量中电解液的保有量，减少负极的缺陷位点同时，控制阻抗的增加，弥补腈类-ec-锂离子形成的溶剂化结构对负极活性材料有序度的劣化损失，改善了电池的循环性能，从而延长锂离子电池的循环寿命；保证了在电池循环后期仍有适量的电解液，不会在负极表面发生单点电解液枯竭，电池性能衰减放慢，显著提升了锂离子电池的循环性能，并延长了锂离子电池的循环寿命，确保电池在全寿命周期内能保持高效输出。
19、当锂离子电池中第一添加剂的质量百分含量a、非水电解液中第二添加剂的质量百分含量b、负极的负极活性材料有序度和非水电解液的质量与电池的放电容量的比值之间的关系[(a+b)/r]×y＜2时，非水电解液中正极保护添加剂和负极保护添加剂剂含量过少，不能有效抑制正极过渡金属离子溶出和在负极表面形成稳定的sei膜，无法实现有效的保护正极和负极的效果；或在电池容量一定时，负极活性材料的有序度过大，影响锂离子脱嵌的自由度。
20、当锂离子电池中第一添加剂的质量百分含量a、非水电解液中第二添加剂的质量百分含量b、负极活性材料有序度和非水电解液的质量与电池的放电容量的比值之间的关系[(a+b)/r]×y＞2时，非水电解液中正极保护添加剂和负极保护添加剂含量过多，导致负极表面电解质膜阻抗增大，阻碍锂离子在负极表面的脱嵌，且形成的溶剂化结构过多，加大了对负极活性材料有序度的破坏，负极有序度过低，负极表面形成的sei膜不均匀，影响锂离子电池的循环性能。
21、优选的，第一添加剂的质量百分含量a、非水电解液中第二添加剂的质量百分含量b、负极活性材料的有序度r和非水电解液的质量与电池的放电容量的比值y之间的关系满足2.8≤[(a+b)/r]×y≤28。在该范围内，电池内电解液保有量处于合理水平，可保证第一添加剂a的充分成膜，a的成膜能够较好的抑制腈类添加剂b对负极的破坏，因此r值会得到很好的控制，进一步改善了锂离子的脱嵌效率和速度。
22、第一添加剂作为负极保护添加剂，当其含量过高时，会导致负极表面电解质膜阻抗偏大，阻碍锂离子在负极界面的脱嵌。当其含量过少时，随本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片和非水电解液；
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池满足条件：2.8≤[(A+B)/R]×Y≤28。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水电解液中第一添加剂的质量百分含量A％为0.5％～2％。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水电解液中第二添加剂的质量百分含量B％为2％～4％。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极活性材料的有序度R为0.3～0.8。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水电解液的质量与电池的放电容量的比值Y为0.9g/Ah～1.4g/Ah。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述第二添加剂包括1,3,6-己烷三腈和丁二腈；或，所述第二添加剂包括1,3,6-己烷三腈和己二腈。
8.根据权利要求1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硫酸酯类化合物、磺酸内酯类化合物、环状
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述环状硫酸酯类化合物包括4-甲基硫酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯中的至少一种；和/或，
10.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，以所述负极活性材料的总质量为100％计，所述石墨的质量百分含量为85％～100％。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片和非水电解液；
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池满足条件：2.8≤[(a+b)/r]×y≤28。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水电解液中第一添加剂的质量百分含量a％为0.5％～2％。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水电解液中第二添加剂的质量百分含量b％为2％～4％。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极活性材料的有序度r为0.3～0.8。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水电解液的质量与电池的放电容量的比值y为0.9g/ah～1.4g/ah。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：万婷，胡时光，
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：
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