一种锂离子电池制造技术

为克服现有镍锰酸锂电池存在锰离子溶出和电解液分解导致的循环性能下降的问题，本发明专利技术提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和非水电解液，所述正极包括正极材料层，所述正极材料层包括式I所示的镍锰酸锂材料和式II所示的化合物；LiNi

【技术实现步骤摘要】
个碳原子的醚基、1
‑
5个碳原子的氟代醚基、2
‑
5个碳原子的不饱和烃基，且R1、R2、R3中的至少一个为2
‑
5个碳原子的不饱和烃基；
[0012]所述非水电解液包括非水有机溶剂、电解质盐和第一添加剂，所述第一添加剂包括含硼锂盐；
[0013]所述锂离子电池满足以下条件：
[0014]0.1≤(a+b)*m≤5；
[0015]且0.005≤a≤1，0.01≤b≤3，1≤m≤3；
[0016]其中，a为正极材料层中式II所示的化合物的质量百分含量，单位为％；
[0017]b为非水电解液中含硼锂盐的质量百分含量，单位为％；
[0018]m为正极材料层单位面积的电容量，单位为mAh/cm2。
[0019]可选的，所述锂离子电池满足以下条件：
[0020]0.5≤(a+b)*m≤2。
[0021]可选的，所述正极材料层中式II所示的化合物的质量百分含量a为0.05％～0.3％。
[0022]可选的，所述非水电解液中含硼锂盐的质量百分含量b为0.05％～1％。
[0023]可选的，所述正极材料层单位面积的电容量m为1.6～2.5mAh/cm2。
[0024]可选的，所述式I所示的镍锰酸锂材料选自LiNi
0.1
Mn
1.9
O4、LiNi
0.2
Mn
1.8
O4、LiNi
0.5
Mn
1.5
O4、LiNi<br/>0.8
Mn
1.2
O4、LiNi
1.0
Mn
1.0
O4、LiNi
1.2
Mn
0.8
O4、LiNi
1.5
Mn
0.5
O4或LiNi
1.8
Mn
0.2
O4中的至少一种；
[0025]优选的，所述正极材料层中式I所示的镍锰酸锂材料的质量百分含量为90.0％～99％。
[0026]可选的，所述正极在溶剂中超声震荡后所得的溶液进行液相色谱
‑
质谱联用仪(LC
‑
MS)分析，在保留时间为6.5min～7.5min的区域出现特征峰。
[0027]可选的，所述含硼锂盐选自双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂和四氟硼酸锂中的一种或多种。
[0028]可选的，1
‑
5个碳原子的烷基选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基或新戊基；1
‑
5个碳原子的氟代烷基选自该1
‑
5个碳原子的烷基中的一个或多个氢元素被氟元素取代所得的基团；
[0029]2‑
5个碳原子的不饱和烃基选自乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、甲基乙烯基、甲基烯丙基、乙炔基、丙炔基、炔丙基、丁炔基或戊炔基；
[0030]1‑
5个碳原子的醚基选自甲醚、乙醚、甲乙醚、丙醚、甲丙醚或乙丙醚；
[0031]1‑
5个碳原子的氟代醚基选自氟代甲醚、氟代乙醚、氟代甲乙醚、氟代丙醚、氟代甲丙醚或氟代乙丙醚。
[0032]可选的，所述式II所示的化合物选自磷酸三炔丙酯、二炔丙基甲基磷酸酯、二炔丙基氟代甲基磷酸酯、二炔丙基甲氧基甲基磷酸酯、二炔丙基乙基磷酸酯、二炔丙基丙基磷酸酯、三氟甲基二炔丙基磷酸酯、二炔丙基2,2,2
‑
三氟乙基磷酸酯、二炔丙基3,3,3
‑
三氟丙基磷酸酯、六氟异丙基二炔丙基磷酸酯、磷酸三烯丙酯、二烯丙基甲基磷酸酯、二烯丙基乙基磷酸酯、二烯丙基丙基磷酸酯、三氟甲基二烯丙基磷酸酯、二炔丙基甲醚磷酸酯、二炔丙基氟代甲醚磷酸酯、2,2,2
‑
三氟乙基二烯丙基磷酸酯、二烯丙基3,3,3
‑
三氟丙基磷酸酯或二
烯丙基六氟异丙基磷酸酯中的至少一种。
[0033]可选的，所述非水电解液还包括第二添加剂，所述第二添加剂还包括环状硫酸酯类化合物、磺酸内酯类化合物、环状碳酸酯类化合物、不饱和磷酸酯类化合物、硼酸酯类化合物和腈类化合物中的至少一种；
[0034]优选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述第二添加剂的添加量为0.01％～30％。
[0035]优选的，所述非水电解液还包括第二添加剂，所述第二添加剂还包括环状硫酸酯类化合物、磺酸内酯类化合物、环状碳酸酯类化合物、不饱和磷酸酯类化合物、硼酸酯类化合物和腈类化合物中的至少一种；
[0036]优选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述第二添加剂的添加量为0.01％～30％；
[0037]优选的，所述环状硫酸酯类化合物选自硫酸乙烯酯、4
‑
甲基硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、甲基硫酸乙烯酯、酯、甲基硫酸乙烯酯、中的至少一种；
[0038]所述磺酸内酯类化合物选自1,3
‑
丙烷磺酸内酯、1,4
‑
丁烷磺酸内酯、1,3
‑
丙烯磺酸内酯或中的至少一种；
[0039]所述环状碳酸酯类化合物选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯或结构式Ⅲ所示化合物中的至少一种，
[0040][0041]所述结构式Ⅲ中，R
21
、R
22
、R
23
、R
24
、R
25
、R
26
各自独立地选自氢原子、卤素原子、C1
‑
C5基团中的一种；
[0042]所述不饱和磷酸酯类化合物选自结构式Ⅳ所示化合物中的至少一种：
[0043][0044]所述式Ⅳ中，R
31
、R
32
、R
32
各自独立的选自C1
‑
C5的饱和烃基、不饱和烃基、卤代烃基、
‑
Si(C
m
H
2m+1
)3，m为1～3的自然数，且R
31
、R
32
、R
33
中至少有一个为不饱和烃基；
[0045]所述硼酸酯类化合物选自三(三甲基硅烷)硼酸酯和三(三乙基硅烷)硼酸酯中的至少一种；
[0046]所述腈类化合物选自丁二腈、戊二腈、乙二醇双(丙腈)醚、己烷三腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈中的一种或多种。
[0047]根据本专利技术提供的锂离子电池，采用了镍锰酸锂材料作为正极活性材料，同时在正极材料层中掺杂有式II所示的化合物，并在非水电解液中添加含硼锂盐作为第一添加剂，专利技术人通过大量研究发现，在抑制正极活性材料中锰离子的溶出和非水电解液分解方面，正极材料层中式II所示的化合物的质量百分含量a、非水电解液中含硼锂盐的质量百分含量b和正极材料层单位面积的电容量m之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极和非水电解液，所述正极包括正极材料层，所述正极材料层包括式I所示的镍锰酸锂材料和式II所示的化合物；LiNi
x
Mn2‑
x
O4ꢀꢀꢀ
式I其中，0＜x＜2；其中，R1、R2、R3各自独立地选自1
‑
5个碳原子的烷基、1
‑
5个碳原子的氟代烷基、1
‑
5个碳原子的醚基、1
‑
5个碳原子的氟代醚基、2
‑
5个碳原子的不饱和烃基，且R1、R2、R3中的至少一个为2
‑
5个碳原子的不饱和烃基；所述非水电解液包括非水有机溶剂、电解质盐和第一添加剂，所述第一添加剂包括含硼锂盐；所述锂离子电池满足以下条件：0.1≤(a+b)*m≤5；且0.005≤a≤1，0.01≤b≤3，1≤m≤3；其中，a为正极材料层中式II所示的化合物的质量百分含量，单位为％；b为非水电解液中含硼锂盐的质量百分含量，单位为％；m为正极材料层单位面积的电容量，单位为mAh/cm2。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池满足以下条件：0.5≤(a+b)*m≤2。3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极材料层中式II所示的化合物的质量百分含量a为0.05％～0.3％。4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水电解液中含硼锂盐的质量百分含量b为0.05％～1％。5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极材料层单位面积的电容量m为1.6～2.5mAh/cm2。6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述式I所示的镍锰酸锂材料选自LiNi
0.1
Mn
1.9
O4、LiNi
0.2
Mn
1.8
O4、LiNi
0.5
Mn
1.5
O4、LiNi
0.8
Mn
1.2
O4、LiNi
1.0
Mn
1.0
O4、LiNi
1.2
Mn
0.8
O4、LiNi
1.5
Mn
0.5
O4或LiNi
1.8
Mn
0.2
O4中的至少一种；优选的，所述正极材料层中式I所示的镍锰酸锂材料的质量百分含量为90.0％～99％。7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极在溶剂中超声震荡后所得的溶液进行液相色谱
‑
质谱联用仪(LC
‑
MS)分析，在保留时间为6.5min～7.5min的区域出现特征峰。8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述含硼锂盐选自双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂和四氟硼酸锂中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，1
‑
5个碳原子的烷基选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基或新戊基；1
‑
5个碳原子的氟代烷基选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱韫娴，邓永红，李红梅，胡时光，向晓霞，皮琛琦，
申请(专利权)人：深圳新宙邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：