一种锂离子电池及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池及其应用。本发明专利技术的锂离子电池包括负极片和电解液；其中，所述负极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体至少一个功能表面的负极活性层；所述电解液包括第一添加剂；所述第一添加剂选自芳香族化合物和吡啶类化合物中的至少一种；所述负极活性层的面密度m、所述电解液中第一添加剂的质量百分含量C满足以下关系：0.00009≤C/m≤0.03。该锂离子电池具有优异的循环性能。该锂离子电池具有优异的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池及其应用


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池及其应用，属于锂离子电池


技术介绍

[0002]锂离子二次电池由于具有工作电压高、比能量密度大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应以及环境污染小等优点，已经广泛应用于各类电子消费品市场，是未来电动车辆和各种电动工具的理想动力源。目前市场上，锂离子二次电池的负极材料主要为石墨负极，电解液普遍采用环状碳酸酯和线状碳酸酯混合体系来兼顾电解液的粘度、溶解性和电导率等性质，还可以向电解液中添加各类功能性添加剂来提高锂离子电池的综合性能。
[0003]由于碳酸乙烯酯(EC)在石墨负极表面的电还原产物相对稳定，电解液中的环状碳酸酯主要为EC，但是碳酸乙烯酯的熔点高(34℃)，不利于电解液的低温性能。经研究发现，与EC的介电常数和给体数相当，并且具有较宽的液程(凝固点到沸点的温度差)范围的有机溶剂，可以用于制备具有良好的低温放电性能的锂离子电池，例如，碳酸丙烯酯(PC)。
[0004]然而与石墨材料匹配使用时，此类有机溶剂容易共嵌进入石墨的层状结构中，导致石墨粉化破坏，影响锂离子电池的循环性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种锂离子电池，该锂离子电池具有很好的循环性能。
[0006]本专利技术提供一种电子设备，该电子设备的驱动源和/或能量存储源具有很好的循环性能。
[0007]本专利技术提供一种锂离子电池，包括负极片和电解液；
[0008]其中，所述负极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体至少一个功能表面的负极活性层；
[0009]所述电解液包括第一添加剂；
[0010]所述第一添加剂选自芳香族化合物和吡啶类化合物中的至少一种；
[0011]所述负极活性层的面密度m、所述电解液中第一添加剂的质量百分含量C满足以下关系：0.00009≤C/m≤0.03。
[0012]如上所述的锂离子电池，其中，所述芳香族化合物和/或所述吡啶类化合物具有式Ⅰ所示的结构；
[0013][0014]其中，X选自N、被R6取代的碳原子；
[0015]R6选自氢、卤素、取代或未取代的C1
‑
C20烷基；
[0016]R1、R2、R3、R4、R5独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1
‑
C20烷基、苯基、含有N原子的五元或六元杂环；
[0017]R1、R2、R3、R4、R5至少一个选自卤素。
[0018]如上所述的锂离子电池，其中，R1和R2连接成环；
[0019]和/或，R2和R3连接成环；
[0020]和/或，R3和R4连接成环；
[0021]和/或，R4和R5连接成环；
[0022]和/或，R5和R6连接成环；
[0023]和/或，R6和R1连接成环。
[0024]如上所述的锂离子电池，其中，所述芳香族化合物选自以下化合物中的至少一种；
[0025][0025][0025]和/或，
[0026]所述吡啶类化合物选自以下化合物中的至少一种；
[0027][0028]如上所述的锂离子电池，其中，m为2
‑
15mg/cm2。
[0029]如上所述的锂离子电池，其中，C为0.1
‑
10％。
[0030]如上所述的锂离子电池，其中，所述电解液还包括碳酸丙烯酯；
[0031]基于所述电解液的总质量，所述碳酸丙烯酯的质量百分含量为5
‑
50％。
[0032]如上所述的锂离子电池，其中，所述电解液还包括碳酸酯、羧酸酯、砜类、磷酸酯、磺酸酯和硫酸酯中的至少一种。
[0033]如上所述的锂离子电池，其中，所述负极活性层包括负极活性材料，所述负极活性材料选自石墨、硬碳、软碳、中间相微球、天然石墨、人造石墨和硅碳复合材料中的至少一种。
[0034]本专利技术还提供一种电子设备，其中，所述电子设备的驱动源和/或能量存储源包括上述的锂离子电池。
[0035]本专利技术的锂离子电池，通过对电解液的组成，以及负极活性层的面密度进行限定，能够实现对锂离子电池循环性能的优化。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]本专利技术的第一方面提供一种锂离子电池，包括负极片和电解液；
[0038]其中，负极片包括负极集流体和设置在负极集流体至少一个功能表面的负极活性层；
[0039]电解液包括第一添加剂；
[0040]第一添加剂选自芳香族化合物和吡啶类化合物中的至少一种；
[0041]负极活性层的面密度m、电解液中第一添加剂的质量百分含量C满足以下关系：0.00009≤C/m≤0.03。
[0042]可以理解的是，本专利技术的锂离子电池包括负极片和电解液。还包括正极片、隔离膜和外包装。将正极片、隔离膜和负极片层叠设置得到电芯或将正极片、隔离膜和负极片层叠设置后，再进行卷绕设置得到电芯，将电芯置于外包装中，向外包装中注入电解液可以得到
本专利技术的锂离子电池。本专利技术对正极片、隔离膜和外包装的具体结构不做特别限定，可以选自本领域的常规正极片、隔离膜和外包装。
[0043]本专利技术中，功能表面指的是集流体中面积最大的且相对设置的两个表面。
[0044]本专利技术可以在正极集流体的一个功能表面设置正极活性层得到正极片，也可以在正极集流体的两个功能表面设置正极活性层得到正极片。
[0045]本专利技术的正极活性层包括正极活性材料、导电剂和粘结剂。其中，正极活性材料可以为包含过渡金属的锂氧化合物，过渡金属可以选自Co、Mn、Ni或Al中的至少一种。
[0046]本专利技术可以在负极集流体的一个功能表面设置负极活性层得到负极片，也可以在负极集流体的两个功能表面设置负极活性层得到负极片。
[0047]本专利技术的负极活性层包括负极活性材料、导电剂和粘结剂。其中，负极活性材料可以选自石墨、硬碳、软碳、中间相微球、天然石墨、人造石墨、硅碳复合材料。
[0048]本专利技术的隔膜可以为聚丙烯、聚乙烯、芳纶等材质做成的透气多孔膜；上述多孔膜上还可以涂覆含有无机氧化物、聚四氟乙烯的涂层。
[0049]本专利技术的电解液包括第一添加剂。第一添加剂选自芳香族化合物和吡啶类化合物中的至少一种。
[0050]本专利技术中负极活性层的面密度m，指的是单位面积负极活性层的质量，即负极活性层的面密度等于负极活性层的质量比负极活性层的面积。电解液中第一添加剂的质量百分含量C指的是电解液中第一添加剂的质量在电解液总质量中的占比。
[0051]根据本专利技术提供的方案，通过使电解液包含第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括负极片和电解液；其中，所述负极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体至少一个功能表面的负极活性层；所述电解液包括第一添加剂；所述第一添加剂选自芳香族化合物或吡啶类化合物中的至少一种；所述负极活性层的面密度m、所述电解液中第一添加剂的质量百分含量C满足以下关系：0.00009≤C/m≤0.03。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述芳香族化合物和/或所述吡啶类化合物具有式Ⅰ所示的结构；其中，X选自N、被R6取代的碳原子；R6选自氢、卤素、取代或未取代的C1
‑
C20烷基；R1、R2、R3、R4、R5独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1
‑
C20烷基、苯基、含有N原子的五元或六元杂环；R1、R2、R3、R4、R5至少一个选自卤素。3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，R1和R2连接成环；和/或，R2和R3连接成环；和/或，R3和R4连接成环；和/或，R4和R5连接成环；和/或，R5和R6连接成环；和/或，R6和R1连接成环。4.根据权利要求2或3所述的锂离子电池，其特征在于，所述芳香族化合物选自以下化合物中的至少一种；
和/或，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海，艾新平，李素丽，郭如德，李俊义，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：