[发明专利]锂二次电池

权利要求书

1.一种锂二次电池，其特征在于，包括正极、负极以及非水电解液，所述正极包括正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括LiCoO₂及掺杂或包覆的含第一金属元素和第二金属元素的化合物；

所述第一金属元素包括Mg、Al和W中的至少一种；

所述第二金属元素包括Ti、Cr、Zr、Mo、La、Ce及稀土元素中的至少一种；

所述非水电解液包括锂盐、有机溶剂和结构式1所示的化合物：

结构式1

其中，R₁选自碳原子数为3-6的不饱和烃基，R₂选自碳原子数为2-5的亚烃基，n＝1或2；

所述锂二次电池满足以下条件：

0.05≤a×(b+c)≤3；

其中，a为非水电解液中结构式1所示的化合物的质量百分含量，单位为wt％；

b为第一金属元素相对LiCoO₂质量的掺杂量或包覆量，单位为wt％，

c为第二金属元素相对LiCoO₂质量的掺杂量或包覆量，单位为wt％；

a为0.1～5wt％，b为0.1～1.2wt％，c为0.001～0.1wt％；

所述锂二次电池充电截止电压大于等于4.45V。

2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述锂二次电池满足以下条件：

0.08≤a×(b+c)≤2。

3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述结构式1所示的化合物选自以下化合物中的一种或多种：

4.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，

所述非水电解液中结构式1所示的化合物的质量百分含量a为0.1～2wt％。

5.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，

所述第一金属元素相对LiCoO₂质量的掺杂量或包覆量b为0.5～0.8wt％，第二金属元素相对LiCoO₂质量的掺杂量或包覆量c为0.005～0.05wt％。

6.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述正极材料层的压实密度大于等于3.8g/cm³，负极材料层的压实密度大于等于1.6g/cm³。

7.根据权利要求6所述的锂二次电池，其特征在于，所述正极材料层的压实密度为3.9g/cm³-4.15g/cm³；

所述负极材料层的压实密度为1.65g/cm³-1.8g/cm³。

8.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述锂盐选自LiPF₆、LiPO₂F₂、LiBF₄、LiBOB、LiClO₄、LiCF₃SO₃、LiDFOB、LiN(SO₂CF₃)₂和LiN(SO₂F)₂中的一种或多种；

所述锂盐在所述非水电解液中的浓度为0.5-3.5mol/L。

9.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，所述非水电解液还包含辅助添加剂，所述辅助添加剂包括环状硫酸酯类化合物、磺酸内酯类化合物、环状碳酸酯类化合物、不饱和磷酸酯类化合物和腈类化合物中的至少一种；

以所述非水电解液的总质量为100％计，所述辅助添加剂的添加量为0.01％～30％。

10.根据权利要求9所述的锂二次电池，其特征在于，所述环状硫酸酯类化合物选自硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯或甲基硫酸乙烯酯中的至少一种；

所述磺酸内酯类化合物选自1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯或1,3-丙烯磺酸内酯中的至少一种；

所述环状碳酸酯类化合物选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯或结构式2所示化合物中的至少一种，

所述结构式2中，R₂₁、R₂₂、R₂₃、R₂₄、R₂₅、R₂₆各自独立地选自氢原子、卤素原子、C1-C5基团中的一种；

所述不饱和磷酸酯类化合物选自结构式3所示化合物中的至少一种：

所述结构式3中，R₃₁、R₃₂、R₃₃各自独立的选自C1-C5的饱和烃基、不饱和烃基、卤代烃基、-Si(C_mH_2m+1)₃，m为1～3的自然数，且R₃₁、R₃₂、R₃₃中至少有一个为不饱和烃基；

所述腈类化合物包括丁二腈、戊二腈、乙二醇双(丙腈)醚、己烷三腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈中的一种或多种。