[发明专利]锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，尤其是一种具有良好安全性能和电化学性能的锂离子电池。

背景技术

随着科学技术的发展，具有能量高、可靠性高和加工性好等优点的锂离子电池越来越受到大家的青睐，被广泛应用于各种便携式电子设备中。

锂离子电池一般包括正极片、负极片、隔离膜和电解液，正极片包括正极集流体和附着在正极集流体上含有正极活性物质的正极膜片，负极片包括负极集流体和附着在负极集流体上含有负极活性物质的负极膜片。但是，锂离子电池在使用时存在安全隐患，容易因短路、过充、高温或不正当使用等引起电池温度升高，甚至起火和爆炸。

为了改善锂离子电池的安全性能，现有技术中已经提出了多种技术方案，如于2007年5月11日申请的中国发明专利申请CN 200710052153.0和于2007年5月10日申请的中国发明专利申请CN 200710052150.7中分别使用了阻燃剂甲基磷酸二甲酯(DMMP)，将其作为溶剂以不同比例加在电解液中。经验证，甲基磷酸二甲酯确实是一种优良的阻燃溶剂，可作为锂离子电池的全部或部分溶剂组分，以有效改善锂离子电池的安全性能。

但是，请参阅图1，上述现有技术中的锂离子电池至少存在以下缺陷：当甲基磷酸二甲酯溶剂应用在负极为石墨的体系中时，会在约1.2V(相对Li+/Li)与石墨发生还原反应，导致石墨剥离、锂离子电池的首次效率和容量都有很大损失，影响了锂离子电池的安全性能和电化学性能。

有鉴于此，确有必要提供一种具有良好安全性能和电化学性能的锂离子电池。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有良好安全性能和电化学性能的锂离子电池。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种锂离子电池，其包括正极片、负极片、隔离膜和电解液，正极片包括正极集流体和附着在正极集流体上含有正极活性物质的正极膜片，负极片包括负极集流体和附着在负极集流体上含有负极活性物质的负极膜片，其中，电解液溶剂含有甲基磷酸二甲酯，负极活性物质为钛酸锂。

在本发明锂离子电池中，甲基磷酸二甲酯应用于含钛酸锂活性物质的负极中，因为钛酸锂的平台电位约1.5V(相对Li+/Li)，高于甲基磷酸二甲酯的还原电位1.2V(相对Li+/Li)，所以不会与阻燃溶剂甲基磷酸二甲酯发生还原反应，不会对负极造成破坏，锂离子电池的首次效率和容量不受影响，改善了锂离子电池的安全性能和电化学性能。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述电解液溶剂全部为甲基磷酸二甲酯。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述电解液溶剂为甲基磷酸二甲酯与环状酯或链状酯的混合物，且甲基磷酸二甲酯的质量百分含量为5％～100％。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述环状酯或链状酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲丙酯的一种或几种。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述正极活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和锂镍钴锰的一种或几种。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述隔离膜为聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔离膜。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述锂盐为六氟磷酸锂。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明锂离子电池及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1所示为含10％(质量)甲基磷酸二甲酯(DMMP)的电解液和空白电解液在负极为人造石墨体系中的首次充放电曲线。

图2所示为含10％(质量)甲基磷酸二甲酯的电解液和空白电解液在负极为钛酸锂体系中的首次充放电曲线。

图3所示为含10％(质量)甲基磷酸二甲酯的电解液和空白电解液在负极为钛酸锂体系中的热箱实验温度电压曲线。

图4所示为含10％(质量)甲基磷酸二甲酯的电解液和空白电解液的电池的循环性能比较图。

图5所示为含10％(质量)甲基磷酸二甲酯的电解液和空白电解液的电池的倍率性能比较图。

具体实施方式

为了使以甲基磷酸二甲酯(DMMP)作为阻燃剂的锂离子电池具有良好的安全性能和电化学性能，本发明使用钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)作为负极活性物质。因为钛酸锂的平台电位约1.5V(相对Li+/Li)，高于甲基磷酸二甲酯的还原电位1.2V(相对Li+/Li)，所以不会与阻燃溶剂甲基磷酸二甲酯发生还原反应，不会对负极造成破坏，从而保证锂离子电池的安全性能和电化学性能不受影响。