[发明专利]一种锂离子电池及其应用

说明书

本发明提供一种锂离子电池及其应用。本发明的锂离子电池正极活性层中的金属元素满足以下关系：锂离子电池100％荷电状态的充电截止电压为4.45V时，m＞0.284，n＞1.8；或，锂离子电池100％荷电状态的充电截止电压为4.48V时，m＞0.242，n＞2.3；或，锂离子电池100％荷电状态的充电截止电压为4.50V时，m＞0.2145，n＞4.1；其中，m为正极活性层中锂元素与正极活性层中金属元素的摩尔比；n为正极活性层中锂元素与正极活性层中锰元素的摩尔比或正极活性层中锂元素与正极活性层中镍元素的摩尔比。本发明的锂离子电池在高电压下具有较高的循环性能且价格低廉的锂离子电池。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池及其应用，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

锂离子电池由于具有较高的比容量、较长的循环寿命、无记忆效应、清洁无污染等优点，广泛应用于智能电子产品、大型储能电站以及电动汽车等领域。随着人类对电池需求的不断提高，提升电池的能量密度、使用寿命、安全性能和降低成本逐渐成为锂离子电池的发展方向。

正极材料是制约锂离子电池性价比的关键性材料之一。其中，钴酸锂材料具有工作电压高，倍率性能好等优点，是目前商业上使用最广泛的正极材料之一。但是，随着目前钴资源的逐渐减少，含有钴元素的钴酸锂材料的价格将会增加，现有的钴酸锂材料在锂离子电池原材料成本中的比重最大，达到总体的40％以上，会进一步导致锂离子电池成本增加。而现有的镍钴锰酸锂三元材料在高电压(≥4.45V)和高温下的循环性能和热稳定性能较差，难以满足当下电池高电压和高循环性能发展的需求。

因此，急需开发一种高电压(≥4.45V)高循环性能且价格低廉的锂离子电池。

发明内容

本发明提供一种锂离子电池，该锂离子电池不仅价格低廉，而且在高压下具有较好的循环性能。

本发明提供一种电子设备，该电子设备的驱动源和/或能量存储源不仅价格低廉，而且在高压下还具有较好的循环性能。

本发明提供一种锂离子电池，包括正极片；

所述正极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体至少一个功能表面的正极活性层；

所述正极活性层包括正极活性物质，所述正极活性物质包括钴酸锂和镍钴锰酸锂；

所述正极活性层中的金属元素满足以下关系：

所述锂离子电池100％荷电状态的充电截止电压为4.45V时，m＞0.284，n＞1.8；或，

所述锂离子电池100％荷电状态的充电截止电压为4.48V时，m＞0.242，n＞2.3；或，

所述锂离子电池100％荷电状态的充电截止电压为4.50V时，m＞0.2145，n＞4.1；

其中，m为所述正极活性层中锂元素与所述正极活性层中金属元素的摩尔比；n为所述正极活性层中锂元素与所述正极活性层中锰元素的摩尔比或所述正极活性层中锂元素与所述正极活性层中镍元素的摩尔比。

如上所述的锂离子电池，其中，所述镍钴锰酸锂为非单晶类镍钴锰酸锂；

所述锂离子电池100％荷电状态的充电截止电压为4.45V时，m＞0.284，n＞3；或，

所述锂离子电池100％荷电状态的充电截止电压为4.48V时，m＞0.242，n＞4；或，

所述锂离子电池100％荷电状态的充电截止电压为4.50V时，m＞0.216，n＞7；

其中，n为所述正极活性层中锂元素与所述正极活性层中锰元素的摩尔比。

如上所述的锂离子电池，其中，所述镍钴锰酸锂为单晶类镍钴锰酸锂；