[发明专利]锂离子电池

说明书

为克服现有锂离子电池存在高温存储与倍率性能难以兼顾的问题，本发明提供了一种锂离子电池，包括含正极材料层的正极、负极和非水电解液，所述正极材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料掺杂或包覆有Mg、Al、Zr、W、F、B中的一种或多种结构稳定型元素以及Ti、Cr、Mo及稀土元素中的一种或多种固氧型元素；所述非水电解液包括溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示的化合物：结构式1所述锂离子电池满足以下条件：0.01≤a×b/(c+d)≤60。本发明提供的锂离子电池能够有效兼顾电池的倍率性能和高温存储性能的提升。

技术领域

本发明属于储能电池器件技术领域，具体涉及一种锂离子电池。

背景技术

近年来，随着新能源汽车、3C产品和智能移动终端产品的发展，对锂离子电池提出了更高的性能要求。

镍钴锰正极材料是目前高比能量电池最理想的锂锂离子电池用正极活性物质之一。但镍钴锰正极材料的性能尚不能满足耐高电压、寿命长和安全性高的要求，尤其是在高温环境、快速充放电等容易导致电池电极高度极化的使用工况下，在与电解液接触部分的正极材料发生电化学溶解或结构崩塌，最终导致正极材料失去充放电活性，影响镍钴锰正极材料的循环寿命，进而影响其实际应用。

对镍钴锰正极材料进行表面包覆、或是进行惰性元素的掺杂是目前提高镍钴锰正极材料寿命的有效手段。通过掺杂或包覆Mg、Al、Ti等惰性元素制备钴镍钴锰正极材料，提高了镍钴锰正极材料的稳定性，改善其高电压下的高温存储特性。但惰性元素不具备电化学活性，传导锂离子的能力弱，包覆正极的阻抗增加，带来电池倍率等性能的劣化。因此，现有锂离子电池高温存储性能与倍率性能难以兼顾是行业的一大难题。

发明内容

针对现有锂离子电池存在高温存储与倍率性能难以兼顾的问题，本发明提供了一种锂离子电池。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明提供了一种锂离子电池，包括含正极材料层的正极、负极和非水电解液，所述正极材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括LiCo_xNi_yMn_zO₂，且0.5≤x≤1，0≤y≤0.3，0≤z≤0.3，x+y+z≤1，且其掺杂或包覆有Mg、Al、Zr、W、F、B中的一种或多种结构稳定型元素以及Ti、Cr、Mo及稀土元素中的一种或多种固氧型元素；

所述非水电解液包括溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示的化合物：

结构式1

其中，n为0或1，A选自C或O，X选自或，R₁、R₂各自独立选自H、、、、或，R₁和R₂不同时选自H，且X、R₁和R₂中至少含有一个硫原子；

所述锂离子电池满足以下条件：

0.01≤a×b/(c+d)≤60

其中，a为结构式1所示的化合物在非水电解液中的总质量百分比含量，单位为%；

b为锂离子电池的残液系数，单位为g/Ah；

c为正极材料层中结构稳定型元素的质量百分比含量，单位为%；

d为正极材料层中固氧型元素的质量百分比含量，单位为%。

可选的，所述锂离子电池满足以下条件：

0.08≤a×b/(c+d)≤13。

可选的，所述非水电解液中，结构式1所示的化合物的总质量百分比含量a为0.01％～5％；