[发明专利]锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极、负极、置于正极和负极之间的隔膜以及非水电解液，所述隔膜包括基底和涂层，所述涂层涂布于基底的至少一个面，且所述涂层包含无机颗粒和/或PVDF，所述非水电解液含有有机溶剂、锂盐和式(1)表示的化合物。该锂离子电池使用带有涂层的隔膜，在保证电池安全性能的同时，显著提升电池的循环性能和快充性能。

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电池。

背景技术

锂离子电池因具有工作电压高、工作温度范围广、能量密度和功率密度大、无记忆效应和循环寿命长等优点，在手机、笔记本电脑等3C数码产品领域以及新能源汽车领域都得到了广泛的应用。近年来，随着3C数码产品轻薄化的不断发展，电池行业对锂离子电池高能量密度化的要求也越来越高。因此亟需提升锂离子电池的能量密度。

在提升锂离子电池能量密度的同时，往往会带来严重的安全问题。其中，隔膜对于电池的安全性有重要的影响。如果电池因热失控导致隔膜收缩穿孔，电池便会短路，存在起火和爆炸的风险。目前商用的锂离子电池隔膜多为聚烯烃隔膜，其在85℃或更高的温度条件下便会发生热收缩，存在很大的安全隐患。

为此，很多生产厂家采用有机/无机复合隔膜，即在普通隔膜上涂覆无机颗粒，由此可提高隔膜的热稳定性。另外，也有很多生产厂家采用涂胶隔膜，配合热压化成工艺，涂胶隔膜的聚偏氟乙烯(PVDF)涂层会与电极中的粘结剂发生融合，提高电池机械强度，防止电池在循环过程中的变形，进而提高电池的安全性能。

但是，在高电压情况下，隔膜上涂覆的无机颗粒(如SiO₂、Al₂O₃等)与电解液发生的副反应也比普通聚烯烃隔膜更加剧烈，造成循环性能的严重损失。可以说，使用有机或无机涂覆隔膜，在一定程度上是以电池性能的损失来换取安全性能的提升。因此，如何在使用有机/无机涂覆隔膜的情况下，降低其对电池性能的负面影响，是锂离子电池行业需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的采用有机/无机涂覆隔膜的锂离子电池性能不良的问题，提供一种锂离子电池，该锂离子电池使用带有涂层的隔膜，在保证电池安全性能的同时，还可以显著提升电池的循环性能和快充性能。

本发明的发明人经过深入的研究发现，当锂离子电池的隔膜包括基底和涂层，涂层涂布于基底的至少一个面，且所述涂层包括无机颗粒和/或PVDF时，在非水电解液中加入式(1)表示的化合物时，锂离子电池的循环性能和快充性能会得到显著提高，从而完成了本发明。

对于式(1)表示的化合物的作用机理虽然不十分清楚，但本发明的发明人推测其作用机理为：隔膜的无机颗粒中通常含有羟基等活性基团，提供发生副反应的活性位点，从而与电解液发生副反应，造成容量损失，并且在高电压条件下，这些活性位点会促进过渡金属离子从正极活性材料溶出，更显著地加速了电解质溶液的副反应。式(1)表示的化合物会与这些活性基团反应，生成的产物附着在无机颗粒表面，降低其与电解液的副反应，从而提高电池的循环稳定性。

并且本发明的发明人进一步研究发现，使用含PVDF涂层的锂离子电池一般采用热压化成工艺，在高温化成过程中，式(1)表示的化合物会与PVDF生成嵌段聚合物，有利于锂离子的迁移，增加了锂离子电导率，因此提高锂离子电池的快充性能和循环性能。

由此，本发明提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极、负极、置于正极和负极之间的隔膜以及非水电解液，

所述隔膜包括基底和涂层，所述涂层涂布于基底的至少一个面，且所述涂层含有无机颗粒和/或PVDF。

所述非水电解液含有有机溶剂、锂盐和式(1)表示的化合物，