[发明专利]一种高低温性能优异的高电压锂离子电池

说明书

本发明提供了一种高低温性能优异的高电压锂离子电池，本发明通过控制电池中正极活性物质与电解液中线性碳酸酯和/或线性羧酸酯的重量比值、正极活性物质与低阻抗添加剂的重量比值，进一步优选地还分别控制正极活性物质与负极成膜添加剂、正极保护添加剂和锂盐的重量比值，从而使高电压锂离子电池具有优异的循环寿命、高温储存和低温放电性能。通过在锂离子二次电池中引入高电压钴酸锂正极活性物质可以有效的提升电池的循环性能，同时，随着锂离子二次电池循环的进行，经过改性处理的高电压钴酸锂正极活性物质具有在更高电压下的结构稳定性和循环稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高低温性能优异的高电压锂离子电池。

背景技术

锂离子电池自从商业化以来，其在智能手机、平板电脑和智能穿戴等数码领域得到了快速发展及应用，考虑到数码产品的使用时长和使用环境的复杂性，消费者对锂离子电池的循环寿命要求越来越高，同时要求其具有优异的高温储存和低温充放电性能。

目前，数码用高电压锂离子电池体系主要利用高电压钴酸锂(≥4.45V)作为正极活性材料，石墨作为负极活性材料。然而，高电压钴酸锂随着电压的升高，其本身的结构稳定性变差，且容易与电解液发生副反应，导致电解液的分解和金属离子的溶出，从而造成电池鼓胀、电极界面破坏和电池内阻增大，电池的储存、循环性能和低温性能变差。

有鉴于此，为了满足客户需求，开发一种高低温性能优异的高电压锂离子电池，使得锂离子电池具有长的循环寿命、优异的高温储存和低温放电性能是势在必行的。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供一种高低温性能优异的高电压锂离子电池，本发明主要是通过调控正极活性物质与电解液中的溶剂比例、添加剂的种类和含量，同时调控钴酸锂正极活性物质的结构和组成，可以实现在高电压体系下有效提升电池的结构稳定性和循环稳定性，从而减少正极活性物质对电解液的分解和降低电池的阻抗，以达到提供一种具有长的循环寿命、优异的高温储存和低温放电性能的锂离子电池。

研究发现，为了从正极活性物质的角度提升电池整体的能量密度，就势必需要提升电池在更高电压下的结构稳定性和循环稳定性，对于正极活性物质来说，进行一定的包覆掺杂改性可以有效的提升正极活性物质在高电压体系下的结构稳定性和循环稳定性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极片、负极片和电解液，所述正极片包括正极活性物质；所述电解液包括低阻抗添加剂，所述电解液还包括线性碳酸酯和/或线性羧酸酯；

其中，所述低阻抗添加剂与所述正极活性物质的重量比为(0.04～0.5):100；

所述线性碳酸酯和/或线性羧酸酯与所述正极活性物质的重量比为(8.9～17.2):100。

根据本发明，所述电解液中还包括负极成膜添加剂、正极保护添加剂和锂盐；其中，所述负极成膜添加剂与所述正极活性物质的重量比为(1.35～2.58):100，所述正极保护添加剂与所述正极活性物质的重量比为(0.9～2):100，所述锂盐与所述正极活性物质的重量比为(2.9～4.58):100。

根据本发明，所述电解液中还包括高温储存添加剂，所述高温储存添加剂与所述正极活性物质的重量比为(0～1.125):100。

根据本发明，所述低阻抗添加剂选自硫酸亚乙酯、四氟硼酸锂和二氟磷酸锂中的至少一种。

根据本发明，所述线性碳酸酯和/或线性羧酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯和乙酸丙酯中的至少一种。

根据本发明，所述负极成膜添加剂选自氟代碳酸乙烯酯。