[发明专利]一种锂离子二次电池

说明书

本发明公开了一种锂离子二次电池，所述电池包括正极、负极、隔膜及电解液，所述电池的负极所采用的负极活性材料包括如下质量分数的组分：20~30%改性氟化碳、30%~50%石墨、2%~5%锡化物、30%~50%硅‑碳复合物，其中，所述的改性氟化碳是由镓化物、钛化物、氟化碳按投料质量比1:1~2:10~20经球磨后制得的。本发明的锂离子二次电池具有较好的低温放电性能，同时在常温下还具有较好的充电性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子二次电池。

背景技术

锂离子电池作为一种清洁环保的功能元件，目前已经在越来越多的领域得到了越来越广泛的应用。例如，在消费电子产品领域、电动车领域、储能系统领域以及最近新兴的平衡车领域等。

其中，在电动车领域，例如快递电动车，在寒冷的冬季，在零下20℃的温度条件下，电动车的电池基本无法放电，给使用者带来了很大的不便因此，如何在低温下实现放电是本领域技术人员急需解决的问题。而为了解决上述技术问题，申请号2016101846435（非水电解液及包含它的锂离子电池）中提出了对电池的电解液进行改进，即电解液中采用了环状硫酸酯类化合物和钠盐作为添加剂，从而不仅能够提高锂离子电池的高温循环性能，同时还能在-10℃的温度条件下，0.5C放电至3.0V，其放电容量能达到常温放电容量的78.37%，而申请号2014103742643（锂离子电池及其电解液）中通过改进电解液，添加氟代碳酸乙烯酯，使得该锂电池在-10℃的温度条件下，0.5C放电至3.0V，其放电容量能达到常温放电容量的95%，但是其在更低的温度条件下无法放电，对于快递员对所使用的电动车的需求，该低温放电性能仍不能满足其需求。同时，快递员在使用电动车的过程中，还需要电池能够实现快速充电，以提高送货效率。而目前，现有的锂离子电池还不能同时满足快充和低温放电的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种锂离子二次电池，其在-20℃的低温下仍有较好的放电性能，同时在常温下还具有较好的充电性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种锂离子二次电池，所述电池包括正极、负极、隔膜及电解液，所述电池的负极所采用的负极活性材料包括如下质量分数的组分：20~30%改性氟化碳、25%~50%石墨、2%~5%锡化物、25%~50%硅-碳复合物，其中，所述的改性氟化碳是由镓化物、钛化物、氟化碳按投料质量比1:1~2:10~20经球磨后制得的。

其中，氟化碳通常情况下应用于电池的正极中，以形成导电路径从而降低正极中的电阻，而本发明中，采用改性后的氟化碳，能够有效改善电池负极的低温放电性能，通过在氟化碳中加入镓化物及钛化物，能够提高锂离子进出负极的速度，同时配合锡化物、硅-碳复合物、石墨能够使得本发明的锂离子电池在常温下具有较好的充电性能。

优选地，所述的镓化物选自氮化镓、砷化镓、硒化镓中的至少一种。

优选地，所述的钛化物为二氧化钛。

优选地，所述负极活性材料中还添加有5%~15%的锗材料。

优选地，所述电池的正极所采用的正极活性材料中包括如下质量分数的组分：20%~30%锰酸锂、20%~30%钴酸锂、30%~50%镍钴锰酸锂、10%~20%镍钴铝酸锂。

进一步优选地，所述正极活性材料的表面还包覆有一层保护层，所述保护层是由占所述正极活性材料质量的1%~5%的M的氧化物构成，所述M的氧化物是由氧化铜、氧化镁、氧化钇按照质量比1:1~2:1~3混合而成。通过在正极活性性材料的表面包覆保护层，使得即使在电极体内部混入了导电性异物的情况下，也可以有效防止正极板与负极板间发生短路的现象，提高该锂离子电池的安全系数。

进一步优选地，所述正极材料中还添加有1%~5%的钛酸锂。