一种锂离子电池的制作方法

本发明属于锂离子电池，具体涉及一种锂离子电池。

背景技术：

1、锂离子电池因比能量高、快充快放能力好、自放电小等优点，被广泛应用于消费类电子产品以及动力电池中。电子产品以及动力电池使用工况越来越复杂，对锂离子电池的要求也越来越高，特别是对电池容量和寿命的需求。

2、锂离子电池的性能受多种指标的综合影响，其中能量密度和循环性能是两个尤为关键的指标。电解液作为锂电池的核心物质之一起着媒质作用，在正、负极之间输送离子传导电流，选择合适的电解液也是获得高能量密度、长循环寿命和安全性能良好的锂电池的关键；通常在电解液中加入补锂添加剂，但补锂添加剂脱锂后结构不稳定，影响电解液品质，易在高电位下与电解液发生副反应造成电极界面阻抗增大，使电池倍率、电池循环性及容量降低。

技术实现思路

1、针对现有技术中锂离子电池电解液造成的电池倍率、循环性及容量降低的问题，提供一种锂离子电池。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

3、本发明提供一种锂离子电池，包括包括正极、负极和电解液，所述正极包括正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料和补锂添加剂，所述电解液包括溶剂、锂盐和磺酸锂类化合物，所述溶剂包括氟代溶剂，所述氟代溶剂结构如下所示：

4、

5、其中，z1、z2选自1-5个碳原子的氟代烃基；

6、所述磺酸锂类化合物结构通式如下所示：

7、

8、其中r选自1-4个碳原子的烃基；

9、所述补锂添加剂选自lixmyoz，其中1≤x≤6，1≤y≤6，2≤z≤12，m为ni、co、fe、cu、al、mn、ti、p、si、c中的一种或多种。

10、可选的，所述氟代溶剂包括如下化合物中的一种或多种：

11、

12、其中氟代溶剂含量占溶剂总质量的3～15wt％。

13、可选的，所述磺酸锂类化合物包括如下化合物中的一种或多种：

14、甲基异氰酸酯基磺酸锂、乙基异氰酸酯基磺酸锂、异丙基氰酸酯基磺酸锂。

15、可选的，所述补锂添加剂包括如下化合物中的一种或多种：

16、li2nio2、li5feo4、li2o、li2mno3、li6coo4、li6mno4、li5reo6。

17、可选的，以所述电解液总质量为100％计，所述磺酸锂类化合物的质量百分含量为0.01～10％，所述氟代溶剂质量百分含量为3～15％。

18、可选的，以所述正极的总质量为100％计，所述补锂添加剂的质量百分含量为0.01～10％。

19、可选的，还包括成膜添加剂，以所述电解液总质量为100％计，所述成膜添加剂的质量百分含量3～15％。

20、可选的，所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯基酯及其衍生物、卤素取代的环状碳酸酯、螯合原硼酸酯和螯合正磷酸酯中的一种或多种。

21、可选的，所述锂盐选自有机电解质盐和无机电解质盐中的一种或多种，所述锂盐包括lipf6、libf4、lisbf6、liasf6、litaf6、lialcl4、li2b10cl10、li2b10f10、liclo4、licf3so3lib(c2o4)2、lib(o2cch2co2)2、lib(o2ccf2co2)2、lib(c2o4)(o2cch2co2)、lib(c2o4)(o2ccf2co2)、lip(c2o4)3和lip(o2ccf2co2)3中的一种或多种。

22、可选的，所述正极活性材料占正极活性物质层质量比的80～99％，所述正极活性材料包括磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、钴酸锂和linixcoymnzo2(x+y+z＝1，x≥y)中的一种或多种。

23、本发明提供的锂离子电池，添加补锂添加剂后在首次充电时提供锂源，补偿sei膜所消耗的锂；随着补锂添加剂添加量的增加，电池的首次效率增加，但补锂添加剂脱锂后结构不稳定，易在高电位下与电解液发生副反应造成电极界面阻抗增大恶化电池倍率性能，由于所述磺酸锂类化合物具有良好成膜性能，促进电解液在负极上形成具有高导电性和强机械性能的sei膜，可以有效改善补锂添加剂造成的电极界面阻抗增大等副反应，同时提升电池的倍率性能和循环性能，本发明中的氟代机溶剂中的氟原子具有强电负性和弱极性，使得氟代溶剂具有较高的耐氧化能力，因此在与补锂添加剂联用时，可以有效提升其高电压和耐氧化性能，可以起到协同作用，一方面提高电池首效、提升循环性能，另一方面改善电解液溶剂热稳定性和耐氧化能力；所述磺酸锂类化合物、补锂添加剂以及氟代溶剂三者联用，协同提升电池高温循环性能、高温存储性能以及电池首效。

技术特征：

1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极和电解液，所述正极包括正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料和补锂添加剂，所述电解液包括溶剂、锂盐和磺酸锂类化合物，所述溶剂包括氟代溶剂，所述氟代溶剂结构如下所示：

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述氟代溶剂包括如下化合物中的一种或多种：

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述磺酸锂类化合物包括如下化合物中的一种或多种：

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述补锂添加剂包括如下化合物中的一种或多种：

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，以所述电解液总质量为100％计，所述磺酸锂类化合物的质量百分含量为0.01～10％，所述氟代溶剂质量百分含量为3～15％。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，以所述正极的总质量为100％计，所述补锂添加剂的质量百分含量为0.01～10％。

7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，还包括成膜添加剂，以所述电解液总质量为100％计，所述成膜添加剂质量百分含量为3～15％。

8.根据权利要求7所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯基酯及其衍生物、卤素取代的环状碳酸酯、螯合原硼酸酯和螯合正磷酸酯中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述锂盐选自有机电解质盐和无机电解质盐中的一种或多种，所述锂盐包括lipf6、libf4、lisbf6、liasf6、litaf6、lialcl4、li2b10cl10、li2b10f10、liclo4、licf3so3lib(c2o4)2、lib(o2cch2co2)2、lib(o2ccf2co2)2、lib(c2o4)(o2cch2co2)、lib(c2o4)(o2ccf2co2)、lip(c2o4)3和lip(o2ccf2co2)3中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述正极活性材料占正极活性物质层质量比的80～99％，所述正极活性材料包括磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、钴酸锂和linixcoymnzo2(x+y+z＝1，x≥y)中的一种或多种。

技术总结
为克服现有技术中锂离子电池电解液造成的电池倍率、循环性及容量降低的问题，本发明提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和电解液，所述正极包括正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料和补锂添加剂，所述电解液包括溶剂、锂盐和磺酸锂类化合物，所述溶剂包括氟代溶剂，所述氟代溶剂结构如下所示：其中，Z1、Z2选自1‑5个碳原子的氟代烃基；所述磺酸锂类化合物结构通式如下所示：其中R选自1‑4个碳原子的烃基。本发明提供的锂离子电池中，磺酸锂类化合物、补锂添加剂以及氟代溶剂三者同时联用，可以起到协同效果，有效提升电池首效、电池高温循环性能、高温存储性能以及电池首效。

技术研发人员：段凯嘉,李枫,张昌明,邓卫龙,胡大林
受保护的技术使用者：广东省豪鹏新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13