[发明专利]一种高功率锂离子动力电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池技术领域，具体是一种高功率锂离子动力电池。

背景技术

随着人们对环境保护意识加强，电动汽车逐步走进日常消费市场。面前电动汽车主要分为纯电动汽车和混合动力汽车。对于混合动力汽车，市场要求在保持电池功率的情况下，提高续航里程以及耐用性，这就需要提高电池能量密度和高温性能。

目前中国混合动力汽车市场，电池正极材料主要采用橄榄石结构的磷酸铁锂材料，橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO₄)，具有安全性高的优点，但存在放电电压低(3.3V)、振实密度低等不足。日韩及欧美市场，电池正极材料主要采用层状结构的锰酸锂材料，但是高温性能较差。现有技术中有的采用镍钴锰三元材料作为正极，材料克容量、压实密度以及电池能量密度高于磷酸铁锂和锰酸锂体系，但是安全性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高功率锂离子动力电池，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高功率锂离子动力电池，包括正极极片、隔膜、负极极片、电解液、外接端子和外壳；所述的正极极片是由正极集流体和涂覆于正极集流体上的正极活性物质制得；所述正极活性物质包括正极材料、导电剂和粘结剂，其中正极材料为具有橄榄石结构的磷酸锰铁锂材料，所述磷酸锰铁锂材料的分子式为LiMn_xFe_1-xPO₄，其中0.2≤x≤0.8；所述电解液由电解质锂盐、有机溶剂及正负极成膜添加剂组成。

作为本发明进一步的方案：所述磷酸锰铁锂材料的分子式为LiMn_xFe_1-xPO₄，其中0.4≤x≤0.5。

作为本发明进一步的方案：所述磷酸锰铁锂材料的一次颗粒范围为20～500nm，碳含量1.0～5wt％，比表面积10～40m²/g。

作为本发明进一步的方案：所述磷酸锰铁锂材料的一次颗粒20～200nm，碳含量1.8～3.0％，比表面积20～35m²/g。

作为本发明进一步的方案：所述磷酸锰铁锂材料包覆和/或掺杂1～10wt％的化合物，该化合物为F、Ti、Al、Mg、V、Zn、F、Zr、Cr、Ru、Mo、Ni、Co、W和稀土元素化合物中的至少三种。

作为本发明进一步的方案：所述正极极片双面面密度为90～150g/m²，导电剂的含量为正极活性物质质量的3～6％。

作为本发明进一步的方案：所述电解质锂盐摩尔浓度为0.8～1.5mol/L，其中LiTFSi的摩尔含量为电解质锂盐的1～30％。

作为本发明进一步的方案：所述正负极成膜添加剂中含有腈类化合物，腈类化合物为己二腈(AND)和丁二腈(SN)中的至少一种，腈类化合物的含量为正负极成膜添加剂质量的0.5～5％。

作为本发明进一步的方案：腈类化合物的含量为正负极成膜添加剂质量的0.5～2％。

作为本发明进一步的方案：所述正负极成膜添加剂含有硫酯类化合物，硫酯类化合物为亚硫酸丙烯酯(PS)和亚硫酸乙烯酯(ES)中的至少一种，硫酯类化合物的含量为正负极成膜添加剂质量的0.5～5％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)电池正极材料使用磷酸锰铁锂材料，材料有4.1V和3.4V两个电压平台，提高电池能量密度，提高电池功率特性。同时由于橄榄石结构的磷酸锰铁锂材料安全性能好，保证电池的安全特性。

(2)电解液使用电解质锂盐、有机溶剂及正负极成膜添加剂，降低极片内阻，阻止高温正极中金属离子的溶出，提高电池功率性能和高温性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。