[发明专利]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，包括电芯和电解液，所述电芯的正极活性物质包括锂锰基正极活性材料；所述电解液包括溶剂、锂盐及添加剂，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯；其中，所述电解液的重量与所述电芯中正极活性物质层的总重量的百分比q、所述电解液中所述碳酸亚乙烯酯的重量百分含量r、所述电芯中负极活性物质层的压实密度s及所述正极活性物质中锰元素的重量百分含量p之间满足0.05≤q·r·s/p≤6，其中，q、r及p的单位均为wt％，s的单位为g/cm³。本发明提供的锂离子二次电池能够同时兼顾较高的安全性能、循环性能及存储性能。

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池能够提供稳定的电压和电流，具有高电压平台、高能量密度及宽广的温度使用范围，无记忆效应，并且环境友好、携带方便，已成为各类消费类电子产品、电动交通工具及机械设备的主流动力源。

随着锂离子二次电池的应用越来越广泛，人们对锂离子二次电池的安全性能提出了更高的要求。其中正极活性物质对锂离子二次电池的安全性能具有重要影响，通过采用含有锰元素的正极活性材料，能够改善锂离子二次电池的安全性能，但是由于正极中的锰容易发生歧化反应，生成的Mn²⁺溶于电解液中，并迁移到负极界面，与负极中的锂发生离子交换，占据负极嵌锂位置，且不易脱出，导致负极储锂能力降低，而且离子交换脱出的锂离子将不能再参与正负极之间的脱嵌，从而造成容量损失，导致锂离子二次电池的循环性能及存储性能变差，而在高温(40℃以上)下的影响更为严重。

发明内容

本发明实施例提供一种锂离子二次电池，旨在使锂离子二次电池同时兼顾较高的安全性能、循环性能及存储性能。

本发明实施例第一方面提供一种锂离子二次电池，锂离子二次电池包括电芯和电解液，电芯的正极活性物质包括锂锰基正极活性材料，电解液包括溶剂、锂盐及添加剂，添加剂包括碳酸亚乙烯酯；

其中，电解液的重量与电芯中正极活性物质层的总重量的百分比q、电解液中碳酸亚乙烯酯的重量百分含量r、电芯中负极活性物质层的压实密度s及正极活性物质中锰元素的重量百分含量p之间满足式(1)，

式(1)中，q、r及p的单位均为wt％，s的单位为g/cm³。

本发明实施例提供的锂离子二次电池，由于正极极片采用锂锰基正极活性材料作为正极活性物质，该种正极活性物质具有更好的结构稳定性，能够承受更剧烈的结构破坏力，减少材料结构破坏带来的热失控，并且该种正极活性物质表面电解液氧化作用更低，能够减少电解液在正极活性物质表面的副反应，抑制产气、减少产热量，从而有效改善锂离子二次电池的安全性能；同时电解液中含有添加剂碳酸亚乙烯酯，并且使锂离子二次电池中电芯及电解液之间满足关系式(1)，能够在负极界面生成结构和组成更优化且更稳定的致密性界面膜，明显减少Mn²⁺与负极中锂的离子交换作用，抑制锰对负极的破坏，提高负极的稳定性，并保证较低的负极界面阻抗及合适的电解液粘度，从而能够提高锂离子二次电池循环和存储过程中的容量保持率，使得锂离子二次电池具有较高的循环性能及存储性能，其在高温下也能够具有较高的安全性能、循环性能及存储性能。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。