本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种非水电解液二次电池，包括正极片、负极片、隔膜，以及非水电解液，所述隔膜包括基体和涂覆在所述基体上的氧化铝层；非水电解液包括非水溶剂、溶质和添加剂，所述添加剂为0.01～10wt％的己二腈、0.01～10wt％的氟代碳酸乙烯酯和0.01～5wt％的2，3二甲基马来酸酐。相对于现有技术，本发明专利技术的电解液中的ADN、FEC、DMA三者协同改善高电压下钴酸锂的循环性能和高温存储性能，并且三者之间会发生某种相互作用，使得充放电容量有显著提高，但首次效率基本不变；而电池体系中使用的氧化铝陶瓷处理隔膜则能够改善整个电池体系的安全性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池
，特别涉及一种既具有好的高温存储性能、又具有好的循环性能和安全性能、具有较高的充电截止电压的非水电解液二次电池。
技术介绍
锂离子电池一般包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜，以及电解液，其中，正极片包括正极集流体和分布在正极集流体上的正极活性物质层，负极片包括负极集流体和分布在负极集流体上的负极活性物质层。目前，常用的正极材料为LiCoO2 和 LiNiCoMnO2 等。以正极活性物质为LiCoO2,负极活性物质为石墨的锂离子电池为例，当全电池的工作电压为4. 2V时，LiCoO2放电克容量约为140mAh/g ;工作电压提高至4. 3V时，LiCoO2放电克容量约为154mAh/g ;工作电压进一步提高至4. 35V时，LiCoO2放电克容量约为162mAh/g,即每提闻O. IV,放电克容量提闻约10%。因而，提闻电池的充电截止电压，可以容易地提高电池的能量密度。但是，截止电压提高后，特别是提高到4. 3V以上时，LiCoO2结构变得不稳定，高电压下的循环性能变差，高温存储性能欠佳，带来一系列安全问题。因此，为了通过提高充电截止电压来提高电池的放电容量和能量密度，首先就要解决因为提高充电截止电压而带来的诸多问题。国内外很多文献和专利报道了采用A1203、AlPO4, ZrO2, TiO2等金属氧化物或磷酸盐等包覆改性正极材料，他们认为包覆手段会降低正极材料的表面活性，减少正极材料对电解液的氧化性，可以在一定程度上提高高电压循环和高温存储性能。但是包覆手段带来的效果有限，而且不能完全解决高电压带来的一系列问题，还需从电解液方面得以优化。美国专利US20100167131、US20090181301、US20090047582 采用丁二腈(SN)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)改善高电压下LiCoO2的循环性能及安全性能，但是循环性能的提高和高温胀气的抑制不能兼得在保证循环性能的情况下，电池的高温存储性能变差，高温涨气严重；而在保证高温存储性能的情况下，循环性能又会变差，这是因为电解液中加入SN虽能有效改善电池的高温胀气，但是会影响到循环性能；而若在电解液中加入FEC，由于高温存储过程中FEC会产生HF，而HF对电解液溶剂的分解有催化作用，从而加速了电解液的氧化分解，因而高温胀气很大。同时，正极材料的充电截止电压提高后，电池的容量提高，但是电池的安全性能变差，高电压钴酸锂的安全性能有待进一步的解决。有鉴于此，确有必要提供一种既具有好的高温存储性能、又具有好的循环性能和安全性能、具有较高的充电截止电压的非水电解液二次电池。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种既具有好的高温存储性能、又具有好的循环性能和安全性能、具有较高的充电截止电压的非水电解液二次电池。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种非水电解液二次电池，包括正极片、负极片、间隔于所述正极片和负极片之间的隔膜，以及非水电解液，所述正极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性物质、粘接剂和导电剂，所述负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体上的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质、粘接剂和导电剂，所述正极活性物质的通式为LixCcvyAyO2，其中O. 9 < X < I. 1,0.01 < y < O. 9, A为Mg、Ti、Al、Zr、Ni和Mn中的至少一种元素；所述负极活性物质为石墨；所述隔膜包括基体和涂覆在所述基体上的氧化铝层，即氧化铝陶瓷处理隔膜；所述非水电解液包括非水溶剂、溶质和添加剂，所述添加剂为己二腈(ADN)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)和2，3 二甲基马来酸酐(DMA)，所述己二腈(ADN)的重量为非水电解液总重量的O. 01 IOwt%，所述氟代碳酸乙烯酯(FEC)的重量为非水电解液总重量的O. 01 IOwt %，所述2，3 二甲基马来酸酐(DMA)的重量为非水电解液总重量的O. 01 5wt% ；所述电池相对于锂金属(Li+/Li)的充电截止止电压为4. 3 4. 7V。其中，己二腈(ADN)在注液后能吸收少量水和HF，形成酰胺类物质，降低由于HF和POF3等的催化，使电解液溶剂分解造成的高温胀气；腈类物质在首次充放电过程中会在正极表面形成稳定膜，有效抑制正极氧化电解液，从而抑制高温胀气；此外，充放电循环过程中，难免会有正极材料中的金属Co的溶出，这些溶出的金属离子会沉积在负极表面形成金属枝晶，带来安全隐患，而腈类物质能够与这些金属离子发生络合反应，使这些金属离子保留在电解液中，降低金属离子在负极表面的沉积。虽然腈类物质能够抑制电解液的分解，抑制胀气，并可以捕获溶出的金属离子，但是在正极成膜后，正极阻抗变大，循环性能有所降低。因此，己二腈(ADN)的添加量选择为非水电解液总重量的O. 01 IOwt%而加入氟代碳酸乙烯酯(FEC)后，在首次充电过程中，约在I. IV(vs. Li)出现还原峰，说明此时FEC优先在负极表面成膜，从而抑制了碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)(O. 7V vs. Li)的分解，改善了循环性能；但是FEC在高温下会产生HF，而正如前文所述，HF对电解液溶剂的分解有催化作用，因而加入FEC会使得电池的高温存储性能变差。因此，FEC的添加量选择为非水电解液总重量的O. 01 IOwt%而对于2，3 二甲基马来酸酐(DMA)，三电极EIS的测试表明，DMA在充放电后，正负极表面阻抗明显增大，但正极阻抗增大较多，说明DMA主要在正极表面成膜。在正极表面形成稳定膜，能够降低正极氧化电解液，抑制高温胀气，改善了高电压下的高温存储性能；同时DMA可以吸收电解液中的H20、HF，改善HF对电解液的催化分解；此外，DMA还能在负极表面形成致密的SEI膜，抑制了 PC的剥离，改善了高电压下的循环性能。我们知道钴酸锂在半电池中的首次效率约为95%，而石墨仅为90%，钴酸锂与石墨组成全电池的首次效率约为90%，即钴酸锂有多余的锂不可逆地消耗在石墨表面形成SEI膜，造成首次不可逆的容量损失，这也是钴酸锂在全电池中发挥的克容量小于半电池中的克容量的一个重要原因。我们发现当ADN、FEC、DMA三者共同使用时，他们之间会发生某种相互作用，形成的产物在首次充电过程中能提供更多的锂源来形成SEI，减少了钴酸锂在首次充电过程中的容量损失，使得电池的充电克容量有所增加，首次效率不变，因此放电克容量有所提高。所以，ADN、FEC、DMA三者共同使用不仅改善了电池在高电压下的高温存储性能和循环性能，还可以进一步提高放电容量。此外，氧化铝陶瓷处理隔膜可以显著改善电池内短路，即针刺性能得到明显提高。这是因为，氧化铝陶瓷处理隔膜由于机械强度大，内短路时，隔膜收缩小，短路机率小，产热少，因而能显著改善电池的针刺性能。并且电池的容量越大，这种内短路改善的效果越明显，特别适用于高电压下高容量的电池体系。作为本专利技术非水电解液二次电池的一种改进，所述正极活性物质的中值粒径Dki为8 25 μ m，比表面积BET为O. 10 O. 50m2/g。D50过小，BET过大，整个电池体系的安全性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：庞佩佩，柳娜，徐磊敏，谭欣欣，潘俊达，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，东莞新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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