锂离子电池及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池及其应用，所述锂离子电池包括补锂剂Li2NiO2；化成所述锂离子电池的截止电压为4.0V至4.5V。本发明专利技术所述锂离子电池在化成阶段采用较高的电压，使补锂剂在化成阶段产生较多氧气，减少在存储阶段产生的气体对锂离子电池安全性能的影响，从而提升所述锂离子电池的整体稳定性。升所述锂离子电池的整体稳定性。升所述锂离子电池的整体稳定性。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池及其应用


[0001]本专利技术属于电池
，涉及一种锂离子电池，尤其涉及一种锂离子电池及其应用。

技术介绍

[0002]氧化亚硅复合石墨材料(C
‑
SiO
x
)因其具有较高的理论比容量(＞400mAh/g)，以及较低的反应电位(＜0.4V)，而被应用于高能量密度的动力电池体系。然而，由于C
‑
SiOx的锂化产物(Li2O)的Li
‑
O键能较强，电化学可逆性较差。目前SiOx的首效仅为75％左右，即使与石墨复合，其首效也仅在80至85％左右，均低于正极三元层状材料的首效88％和正极磷酸铁锂的首效98％。因此，当使用C
‑
SiOx负极匹配上述正极材料时，会存在较多活性Li的消耗，降低电池整体能量密度。
[0003]目前广泛研究的锂离子补充材料Li2NiO2(LNO)具有较高首次充电容量(＞420mAh/g)以及较低的首效(＜30％)，具有较好的锂离子补充效果。然而，LNO在充放电过程中会释放出氧气，释放的氧气会与电解液发生反应，从而恶化电池的稳定性，甚至引发安全问题。
[0004]基于以上研究，需要提供一种锂离子电池，LNO作为所述锂离子电池的补锂剂时，其具有高能量密度的同时，产气量较低，并且具有较好的长期循环和存储稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池及其应用，所述锂离子电池采用较高的化成电压，增加化成时补锂剂产生的气体量，减少电池后续使用过程中的产气，从而提升所述锂离子电池的整体稳定性。
[0006]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括补锂剂Li2NiO2；
[0008]化成所述锂离子电池的截止电压为4.0V至4.5V。
[0009]本专利技术采用Li2NiO2(LNO)作为所述锂离子电池的补锂剂，为了避免LNO在充放电过程中释放的氧气影响电池的稳定性，将化成所述锂离子电池的电位提升至了4.0V以上，使得LNO在化成阶段就释放较多氧气，减少在后续存储和循环过程中的气体释放，从而提高锂离子电池在存储和循环过程中的稳定性。
[0010]化成所述锂离子电池的截止电压为4.0V至4.5V，例如可以是4.0V、4.1V、4.2V、4.3V、4.4V或4.5V，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为4.2V至4.3V，进一步优选为4.25V。
[0011]优选地，化成所述锂离子电池的温度为25℃至80℃，例如可以是25℃、35℃、45℃、55℃、65℃、75℃或80℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为45℃至60℃。
[0012]优选地，化成所述锂离子电池的充放电循环次数为1次至5次，例如可以是1次、2次、3次、4次或5次，优选为2次或3次，进一步优选为3次。
[0013]优选地，化成所述锂离子电池后，LiNiO2与Li2NiO2的摩尔比为(90至100):(0.01至10)，例如可以是90:10、95:5、99:1或99.99:0.01，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0014]本专利技术所述化成后，利用XRD方法测得的正极片中LiNiO2与Li2NiO2的比例，证明LNO能够有效的转化，氧气在化成阶段大量的产生。
[0015]优选地，所述锂离子电池的正极活性物质包括三元材料和/或磷酸铁锂。
[0016]优选地，所述三元材料为LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2，其中0.5≤x≤0.9，例如可以是0.5、0.6、0.7、0.8或0.9，0≤y≤0.2，例如可以是0、0.1或0.2，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0017]优选地，所述LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2为二次球形态和/或单晶形态。
[0018]优选地，二次球形态的所述LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2的粒径D
50
为9μm至25μm，例如可以是9μm、10μm、15μm、20μm或25μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0019]优选地，单晶形态的所述LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2的粒径D
50
为2μm至6μm，例如可以是2μm、3μm、4μm、5μm或6μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述磷酸铁锂包括球形磷酸铁锂和/或纳米磷酸铁锂。
[0021]优选地，所述球形磷酸铁锂的粒径D
50
为6μm至15μm，例如可以是6μm、10μm或15μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，所述纳米磷酸铁锂的粒径D
50
为0.3μm至2μm，例如可以是0.3μm、0.5μm、1μm、1.5μm或2μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0023]优选地，所述锂离子电池的负极活性物质包括硅碳复合材料。
[0024]本专利技术所述锂离子电池采用首次库伦效率不同的正负极活性材料，其中正极活性材料的首次库伦效率大于负极，以对应解决三元材料和/或磷酸铁锂为正极活性物质的此类锂离子电池的产气问题。
[0025]优选地，化成所述锂离子电池前，所述锂离子电池的正极片组成包括Li2NiO2、正极活性物质、导电剂和粘结剂。
[0026]优选地，所述Li2NiO2、正极活性物质、导电剂和粘结剂的质量比为(0.1至10):(90至99):(1至2):1，例如可以是5:95:1:1、10:99:2:1、0.1:99:2:1、10:90:1:1或5:95:2:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0027]第二方面，本专利技术提供了一种电子设备，所述电子设备包括如第一方面所述的锂离子电池。
[0028]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术通过将化成所述锂离子电池的电位提升至了4.0V以上，避免LNO在充放电过程中释放的氧气影响电池的稳定性，使得LNO在化成阶段就释放较多氧气，减少在后续存储和循环过程中的气体释放，从而提高锂离子电池在存储和循环过程中的稳定性。
附图说明
[0030]图1是实施例1和对比例1所述锂离子电池的化成产气量图。
[0031]图2是实施例1和对比例1所述锂离子电池化成后L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括补锂剂Li2NiO2；化成所述锂离子电池的截止电压为4.0V至4.5V。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，化成所述锂离子电池的截止电压为4.2V至4.3V。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，化成所述锂离子电池的温度为25℃至80℃。4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，化成所述锂离子电池的温度为45℃至60℃。5.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，化成所述锂离子电池后，LiNiO2与Li2NiO2的摩尔比为(90至100):(0.01至10)。6.根据权利要求1或2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴冠宏，莫方杰，李昊，闫永思，王云辉，孙化雨，
申请(专利权)人：远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：