[发明专利]锂离子二次电池与包含其的电子产品、电动交通工具及机械设备

说明书

本发明公开了一种锂离子二次电池与包含其的电子产品、电动交通工具及机械设备。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。

本发明是基于申请号为201811094862.X、申请日为2018年09月19日、申请人为宁德时代新能源科技股份有限公司、发明名称为“锂离子二次电池”的发明提出的分案申请。

技术领域

本发明属于电池技术领域，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。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。这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，锂锰基正极活性材料包括化学式(1)所示的第一锂锰基正极活性材料及化学式(2)所示的第二锂锰基正极活性材料中的一种或多种，

Li_1+xMn_aNi_bM_1-a-bO_2-yA_y 化学式(1)

Li_1+zMn_cN_2-cO_4-dB_d 化学式(2)

化学式(1)中，-0.1≤x≤0.2，0a1，0.5b1，0a+b1，0≤y0.2，M为Co、Fe、Cr、Ti、Zn、V、Al、Zr及Ce中的一种或多种，A包括S、N、F、Cl、Br及I中的一种或多种，

化学式(2)中，-0.1≤z≤0.2，0c≤2，0≤d1，N包括Ni、Fe、Cr、Ti、Zn、V、Al、Mg、Zr及Ce中的一种或多种，B包括S、N、F、Cl、Br及I中的一种或多种；

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：

其中，q、r及p的单位均为wt％，s的单位为g/cm³。