[发明专利]一种锂二次电池

说明书

为克服现有技术中负极析锂、循环性能降低、电池低温条件下阻抗增加的技术问题，本申请提供一种锂二次电池，包括正极、负极和非水电解液，负极包括负极材料层，在所述负极材料层表面形成含有DTD骨架和LiF骨架的SEI膜，所述SEI膜表面的DTD骨架的含量标记为A_D，所述SEI膜的内层中LiF骨架含量标记为B_F，A_D、B_F满足条件，所述锂二次电池满足以下条件其中负极材料层的压实密度标记为C，且满足1.4g/cm³≤C≤1.7g/cm³；不仅能提高SEI膜的导离子性能、锂离子的迁移速率，降低低温条件下电池阻抗，且能提升SEI膜的稳定性，改善电池高温循环性能，达到锂二次电池负极不析锂的效果。

技术领域

本发明属于储能电子件技术领域，具体涉及一种锂二次电池。

背景技术

锂二次电池作为绿色环保新能源，具有循环寿命高、使用温度范围宽、能量密度和功率密度大、无记忆效应等优点，在数码、动力、储能等领域具有广泛应用。随着其应用场景进一步多样化，对锂二次电池性能的要求具体也不同，但锂二次电池在充放电过程中，负极易于发生析锂，电池负极析锂严重影响电池的循环性能和安全性能。

锂二次电池在大电流条件下，锂离子更容易在负极表面沉积，逐渐形成锂枝晶；而随着锂枝晶进一步生长，除了导致电池可逆容量变少，逐渐长大的锂枝晶能够刺穿隔膜造成正负极短路的安全问题。此外，在负极压实密度较大的情况下，电解液的浸润效果变差，循环性能降低，同时这也会进一步加剧析锂现象的发生。锂二次电池在低温环境下，负极的嵌锂动力学变差，负极比容量下降，电池阻抗增加。如何改善负极析锂、提升电池低温循环性能，提高电池循环性能，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中负极析锂、循环性能降低，电池低温条件下阻抗增加的技术问题，本申请提供一种锂二次电池。

为解决上述技术问题，本申请提供一种锂二次电池，包括正极、负极和非水电解液，所述负极包括负极材料层，所述正极包括正极材料层，所述非水电解液包括非水有机溶剂、包含LiPF₆的锂盐和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示化合物：

其中，n为0或1，X选自R₁、R₂各自独立选自H、C1-C5的烃基、X、R₁和R₂中至少含有一个硫原子；

在所述负极材料层表面形成有至少包含DTD骨架和LiF骨架的SEI膜，将利用X射线光电子能谱仪测定的所述SEI膜的表面的所述DTD骨架的含量标记为A_D，将利用X射线光电子能谱仪测定的所述SEI膜的内层中所述LiF骨架含量标记为B_F，所述SEI膜的表面是指SEI膜直接与非水电解液相接触的区域，所述SEI膜的内层是指自SEI膜的表面向其内部延伸深度1-2nm的区域，所述DTD骨架含量与所述LiF骨架含量的比值M满足以下条件：

0.22≤M≤0.48

其中，

所述锂二次电池满足以下条件：

且1.4g/cm³≤C≤1.7g/cm³；

其中，C为负极材料层的压实密度，单位g/cm³。

优选的，所述锂二次电池满足以下条件：

优选的，所述DTD骨架含量与LiF骨架含量的比值M满足以下条件：

0.25≤M≤0.45。