[发明专利]锂离子电池

说明书

本发明涉及电池领域，具体公开了一种锂离子电池，该锂离子电池包括正极、负极、置于正极与负极之间的隔膜以及非水电解液，所述正极的活性材料含有LiNi_xCo_yM_zO₂、LiNiM_xO₄和LiNi_0.5Mn_1.5O₄中的一种或多种，其中，M选自Mn或Al；且0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z≤1，所述非水电解液包括有机溶剂、锂盐和本发明提供的化合物，且所述锂离子电池的充电截止电压为4.2‑5.2V。该锂离子电池具有高温存储、循环特性好，且安全性高的优点。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是继镍氢等传统蓄电池之后的新一代可充电电池，由日本索尼公司于1990年最先研发成功。锂离子电池不仅工作电压高、能量密度高、具有较好的安全性和较长的充放电寿命，而且还具有体积小、循环使用寿命长、工作温度范围宽等优点，因此受到了广泛地应用。

近年来，消费电子和新能源汽车成为锂电池的主要应用场景，其要求锂离子电池具有高能量密度和高体积密度特性。

高能量密度锂离子电池对电池正极材料具有较高的要求，高压、高镍体系的正极钴酸锂和三元材料的热力学稳定性较差，在高温高压下，正极材料和电解液的副反应增加，电池在充满电的状态下，正极材料的结构会发生变化，具有层状结构的材料都存在不够稳定的缺点，并且很容易造成材料晶体结构的破坏。对三元材料而言，在Li⁺脱出和嵌入的过程中过渡金属元素会发生变价，从而保持正极材料整体的电中性。Ni、Co、Mn元素在锂离子电池循环的过程发生溶解是一种非常普遍的现象，溶解的过渡金属元素会迁移至负极表面，进而破坏SEI膜。无论是三元还是钴酸锂类的正极材料结构均会破坏析氧，导致过渡金属元素溶出，且溶出的金属元素会在负极沉积，进一步导致电池内部结构和性能产生不可逆的破坏，同时还会诱发安全问题。

为了改善上述问题，对电池材料进行保护是重要的解决方法之一。目前，从电解液角度提高材料稳定性并改善电池性能的方法一般有两种，一种是在电解液中添加负极成膜添加剂，以提高负极材料的稳定性，避免金属元素溶出后在负极沉积造成更严重的后果；另一种是添加正极成膜添加剂，在正极表面形成稳定的保护膜，从而避免电解液与正极材料发生副反应，抑制金属元素的溶出。但这两种方法对于抑制金属元素溶出的效果有限，仅仅对金属元素溶出后的扩散路径起到一定的阻碍作用，并不能稳定材料结构，从根本上抑制金属元素的溶出，且同时也会对电池电化学性能产生不利影响。因此，保证金属元素在正极材料晶体结构中的稳定性，同时减小电池电化学性能的劣化，是锂离子电池研究中亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的锂离子电池高温下结构和性能受损的问题，提供一种锂离子电池，该锂离子电池具有高温存储、循环特性好，且安全性高的优点。

为了实现上述目的，本发明提供一种锂离子电池，其特征在于，该锂离子电池包括正极、负极、置于正极与负极之间的隔膜以及非水电解液，

所述正极的活性材料含有LiNi_xCo_yM_zO₂、LiNiM_xO₄和LiNi_0.5Mn_1.5O₄中的一种或多种，其中，M选自Mn或Al，且0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z≤1；

所述非水电解液包括有机溶剂、锂盐和以下式(1)-式(3)表示的化合物中的一种或多种，

式(1)、式(2)和式(3)中，A₁、A₆、A₁₁各自为：