[发明专利]锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，尤其是一种具有良好安全性能和电化学性能的锂离子电池。

背景技术

随着科学技术的发展，具有能量密度高、可靠性高和加工性好等优点的锂离子电池越来越受到青睐，被广泛应用于各类便携式电子设备中。但是，锂离子电池使用时容易因短路、过充、高温或其他不当使用等引起电池温度升高，甚至起火和爆炸，因此设计安全锂离子电池就成了当务之急。

为了改善锂离子电池的安全性能，现有技术已经提出了多种技术方案，如于2007年5月11日申请的中国发明专利申请CN 200710052153.0号和2007年5月10日申请的中国发明专利申请CN 200710052150.7号中分别使用了阻燃剂甲基磷酸二甲酯，将其以不同比例加在电解液中。经验证，甲基磷酸二甲酯确实是一种优良的阻燃剂，可以作为锂离子电池的全部或部分溶剂组分，以有效改善锂离子电池的安全性能。

但是，上述现有锂离子电池至少存在以下缺陷：当甲基磷酸二甲酯应用在负极为石墨的体系中时，会在化成时与石墨发生还原反应，导致石墨剥离、锂离子电池的首次效率和容量损失很大，影响了锂离子电池的安全性能和电化学性能。

有鉴于此，确有必要提供一种具有良好安全性能和电化学性能的锂离子电池。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有良好安全性能和电化学性能的锂离子电池。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种锂离子电池，其包括：正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜，以及电解液，其中，正极片包括正极集流体和附着在正极集流体上含有正极活性物质的正极膜片，负极片包括负极集流体和附着在负极集流体上含有负极活性物质石墨的负极膜片，电解液中含有甲基磷酸二甲酯和卤代碳酸乙烯酯。

相对于现有技术，本发明锂离子电池具有以下有益技术效果：卤代碳酸乙烯酯可以作为电解液的成膜添加剂，在负极表面形成稳定的固体电解质界面膜，阻止甲基磷酸二甲酯与石墨发生还原反应，防止石墨层间结构被破坏，改善锂离子电池的首次效率和容量。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述电解液的溶剂全部为甲基磷酸二甲酯，其中，甲基磷酸二甲酯的重量百分含量为1％～100％，卤代碳酸乙烯酯的重量百分含量为0.1％～30％。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述电解液的溶剂为甲基磷酸二甲酯和环状酯或者链状酯的混合物，其中，甲基磷酸二甲酯的重量百分含量为1％～100％，卤代碳酸乙烯酯的重量百分含量为0.1％～30％。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述环状酯或链状酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯或其组合。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述卤代碳酸乙烯酯选自氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、溴代碳酸乙烯酯或其组合。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述正极活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、锂镍钴锰或其组合。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述隔离膜为聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔离膜，或聚乙烯单层隔离膜，或聚丙烯单层隔离膜。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述电解液中的锂盐为六氟磷酸锂。

附图说明

下面结合说明书附图和具体实施方式，对本发明锂离子电池及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1所示为比较例锂离子电池和本发明实施例锂离子电池的首次充放电曲线对比。

具体实施方式

为了使采用甲基磷酸二甲酯(DMMP)作为阻燃剂的锂离子电池具有良好的电化学性能，本发明使用卤代碳酸乙烯酯作为成膜添加剂。卤代碳酸乙烯酯可以在石墨表面发生还原反应并形成稳定的固体电解质界面膜(SEI)，阻止甲基磷酸二甲酯对石墨层间结构的破坏，改善锂离子电池的电化学性能。

本发明锂离子电池的电解液溶剂可以全部为甲基磷酸二甲酯，或者是甲基磷酸二甲酯与环状酯或链状酯的混合物，其中，甲基磷酸二甲酯的重量百分含量为1％～100％。卤代碳酸乙烯酯可以选自氟代碳酸乙烯酯(FEC)、氯代碳酸乙烯酯(C1EC)、溴代碳酸乙烯酯(BrEC)或其组合，其中，卤代碳酸乙烯酯的重量百分含量为0.1％～30％。环状酯或链状酯可选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯或其组合。

本发明锂离子电池中，正极活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、锂镍钴锰或其组合；隔离膜为聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔膜，或聚乙烯单层隔离膜，或聚丙烯单层隔离膜；锂盐为六氟磷酸锂(LiPF₆)。