[发明专利]一种三元锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明所述三元锂离子二次电池技术领域，具体公开了三元锂离子电池电解液，其包含功能添加剂、溶剂以及无机导电锂盐；所述的功能添加剂。本发明还公开了所述的含功能添加的电解液的应用。本发明中，在所述的电解液中添加所述的功能添加剂，作为一种成膜添加剂，可在锂离子电池的正极表面形成一层均匀致密包覆膜，抑制电解液溶剂的氧化分解以及电解液和锂盐分解产物HF对电极材料的腐蚀，稳定正极材料结构，抑制过渡金属离子的溶出，提高高电压以及高温下锂离子电池的循环稳定性和倍率性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域；具体涉及一种三元锂离子电池的装备方法。

背景技术

能源问题是二十一世纪面临的巨大的问题，在能源危机的大背景下，各种新能源材料与器件得到很大程度的发展，也得到了研究领域的重点关注。尤其自从上世纪80年代新型化学电源锂离子电池问世以来，特别是九十年代索尼公司将锂离子电池大规模推向商业化的过程中，锂离子电池作为第三代可充电电池具有比能量大、循环性能较好、工作电压高、寿命长和污染小等优异性能而备受关注，并且广泛应用于电能存储设备、移动电子设备、混合动力汽车和纯电动汽车。电池材料得到了极大的发展，相应的储能正极材料也迅猛发展，目前常见的商用锂离子正极材料有磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元材料等。虽然各种正极材料的理论容量都不小，但是因为截至电压都在4.2V以及更低，在增大放点截止电压提高能量密度的同时也面临容量衰减快的问题，这其中原因是多元的，但是最主要的还是因为正极材料受到电解液副产物HF的腐蚀导致材料结构的破坏以及过渡金属离子从正极材料中不可逆的溶出导致晶型的破坏，而三元电池中三元材料含有三种过渡金属，这一问题更为明显。

除了对三元正极材料的包覆掺杂改性之外，深度发掘现有材料的能量密度也是研究热点之一，故而提高正极材料的充电截止电压发掘材料本身的容量是有效的途径。现有方法中，主要通过向电解液中加入成膜添加剂，组装成全电池。现有的这些方法虽能达到一定的技术效果，但其效果具有较大的偶然性，随着循环的进行，这种影响会越发的明显，且无法调控成膜的形貌以及状态，组装得到的电池的性能、特别是高温、高压的循环性能仍具有较大提升空间。

发明内容

为解决现有技术大多采用成膜方法存在不可调控、且不可避免副反应等问题导致循环性能特别是高温、高压循环性能差的技术问题，本发明提供了一种三元锂离子电池的制备方法，旨在通过人为的构造和调控，使成膜的形貌构造达到可控的效果，并避免副反应，达到提升三元锂离子电池的电学性能，特别是在高电压或者是高温下的性能。

本发明第二目的在于，提供了一种所述的制备方法制得的锂离子电池。

一种三元锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：以正极片为工作电极、以锂片为对电极，以成膜添加剂和基础电解液A的混合溶液为电解液，组装成半电池，随后进行充电-放电循环；

所述的成膜添加剂为具有式1结构化合物中的至少一种：

R为B或P，R₁～R₆独自为F、SR₄、P(R₇)R₈、C₁～C₃的烷基、C₂～C₈的烯烃基、C₂～C₈的炔烃基、F、S、-CF₃或CN；

R₇、R₈独自为C1～C3的烷基；

步骤(2)：组装成全电池：

将步骤(1)处理得到的正极片、隔膜、基础电解液B和负极片组装成所述的锂离子电池；

所述的基础电解液A、基础电解液B包含有机溶剂和导电锂盐。