[发明专利]锂离子电池及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及二次电池领域，尤其涉及一种锂离子电池及其制备方法。

【背景技术】

目前，锂离子电池已广泛应用于各种数字设备及各种电动设备上，市场上衡量锂离子的性能指标包括容量的大小和循环性能的高低等。循环性能是指电池多次充放电循环之后的容量保持率。

锂离子电池的发展关键是电极材料的发展。传统的锂离子电池负极材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。Si合金材料作为新型锂离子电池负极材料，相对于传统的碳素材料，具有更高的能量密度。然而，Si合金材料作为锂离子电池负极会由于自身的膨胀，导致电池循环性能的下降。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种循环性能较好的锂离子电池及其制备方法。

一种锂离子电池，包括：正极、负极以及电解液；所述负极材质为Si合金，所述电解液包括：六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、氟代碳酸乙烯酯以及碳酸二乙酯。

优选的，所述电解液的质量配比为：10～20份的六氟磷酸锂、20～30份的碳酸乙烯酯、10～20份的二甲基碳酸酯、15～25份的氟代碳酸乙烯酯以及20～30份的碳酸二乙酯。

优选的，所述电解液的质量配比为：13～15份的六氟磷酸锂、25～27份的碳酸乙烯酯、15～17份的二甲基碳酸酯、18～20份的氟代碳酸乙烯酯以及25～27份的碳酸二乙酯。

优选的，所述Si合金为SiC。

一种锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、配制电解液；所述电解液包括：六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、氟代碳酸乙烯酯以及碳酸二乙酯；

步骤二、选择材质为Si合金的负极以及正极制作电芯，并将所述电解液注入所述电芯；

步骤三、将所述电芯封口后预冲，得到所述锂离子电池。

优选的，步骤一中，所述电解液的质量配比为：10～20份的六氟磷酸锂、20～30份的碳酸乙烯酯、10～20份的二甲基碳酸酯、15～25份的氟代碳酸乙烯酯以及20～30份的碳酸二乙酯。

优选的，所述电解液的质量配比为：13～15份的六氟磷酸锂、25～27份的碳酸乙烯酯、15～17份的二甲基碳酸酯、18～20份的氟代碳酸乙烯酯以及25～27份的碳酸二乙酯。

优选的，步骤二中，所述Si合金为SiC。

优选的，步骤三还包括将所述电芯封口后，预冲前的陈化操作。

优选的，步骤三还包括将预冲后高温老化的操作。

这种锂离子电池，在预冲时能够在Si合金材质的负极表面形成一层致密且具有韧性的固体电解质界面膜，从而有效的抑制Si合金材料自身的膨胀，提高了电池的循环性能。

【附图说明】

图1为一实施方式的锂离子电池的制备方法的流程图；

图2为实施例1制得的锂离子电池进行25度循环后的外观图；

图3为对比例1制得的锂离子电池进行25度循环后的外观图；

图4为实施例1和对比例1制得的锂离子电池进行25度循环的循环图；

图5为实施例2制得的锂离子电池进行25度循环后的外观图；

图6为对比例2制得的锂离子电池进行25度循环后的外观图；

图7为实施例2和对比例2制得的锂离子电池进行25度循环的循环图；

图8为实施例3制得的锂离子电池进行25度循环后的外观图；

图9为对比例3制得的锂离子电池进行25度循环后的外观图；

图10为实施例3和对比例3制得的锂离子电池进行25度循环的循环图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对锂离子电池及其制备方法做进一步的描述。

一实施方式的锂离子电池，包括：正极、负极以及电解液。

正极材质为常用的正极材料，一般的可以为镍锰钴酸锂(NMC)、钴酸锂(LCO)、镍钴铝酸锂(NCA)等。

负极材质为Si合金。

一般的，负极材质可以是Si和C直接复合得到的SiC，也可以是Si先和过渡金属复合，再和C复合得到的SiC。

电解液包括：六氟磷酸锂(LiPF₆)、碳酸乙烯酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)以及碳酸二乙酯(DEC)。