[发明专利]二次电池

说明书

为克服现有锰基正极材料电池存在的锰离子溶出导致电池高温循环和高温存储性能不足的问题，本发明提供了一种二次电池，包括正极、负极和非水电解液，所述正极包括含正极活性材料的正极材料层，所述正极活性材料包括锰基材料，所述非水电解液包括溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示的化合物：所述二次电池满足以下条件：0.05≤100×W×u/(q×s)≤5且2.0g/Ah≤W≤4.5g/Ah，0.05％≤u≤3.5％，5％≤q≤65％，10mg/cm²≤s≤30mg/cm²。本发明提供的二次电池在循环和高温存储过程中具有较高容量保持率，具备较好的循环性能及存储性能。

技术领域

本发明属于储能电池器件技术领域，具体涉及一种二次电池。

背景技术

自20世纪90年代锂离子电池商业化应用以来，锂离子电池因具有高电压平台、高能量密度及较宽的温度使用范围，低自放电，无记忆效应，环境友好等优点，在手机、笔记本电脑等3C数码产品领域得到了广泛的应用，同时近年来在新能源汽车和大型储能领域也得到快速渗透和发展。

随着锂离子电池技术的不断成熟，终端用户对锂离子电池的安全性能提出了更高的要求。其中锂离子电池中正极活性材料的元素组成对于电池的安全性能具有重要影响，通过采用锰元素含量较高的正极活性材料，能够改善锂离子电池的安全性能；与此同时，锰的价格便宜，可减少了材料中贵重金属的比例，更有利于推动锂离子电池的市场应用。但是由于正极中的三价锰元素容易发生歧化反应，生成可溶于电解液的二价锰离子，催化电解液的氧化分解，此外迁移到负极表面的锰离子发生还原，它会破坏负极SEI膜的结构并催化电解液在负极表面的持续分解，导致活性锂的损耗，从而造成容量衰减加快，使得锂离子电池的循环性能及存储性能变差，且在高温条件下的影响更为严重。

发明内容

针对现有锰基正极材料电池存在的锰离子溶出导致电池高温循环和高温存储性能不足的问题，本发明提供了一种二次电池。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明提供了一种二次电池，包括正极、负极和非水电解液，所述正极包括含正极活性材料的正极材料层，所述正极活性材料包括锰基材料，所述非水电解液包括溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示的化合物：

其中，n为0或1，A选自C或O，X选自R₁、R₂各自独立选自H、R₁和R₂不同时选自H，且X、R₁和R₂中至少含有一个硫原子；

所述二次电池满足以下条件：

0.05≤100×W×u/(q×s)≤5

且2.0g/Ah≤W≤4.5g/Ah，0.05％≤u≤3.5％，5％≤q≤65％，10mg/cm²≤s≤30mg/cm²；

其中，W为非水电解液质量与二次电池额定容量的比值，单位为g/Ah；

u为结构式1所示的化合物在非水电解液中的质量百分含量，单位为％；

q为正极材料层中锰元素的质量百分含量，单位为％；

s为正极材料层的单面面密度，单位为mg/cm²。

可选的，所述二次电池满足以下条件：

0.1≤100×W×u/(q×s)≤4。

可选的，所述非水电解液质量与二次电池额定容量的比值W为2.0～4.0g/Ah。

可选的，所述结构式1所示的化合物在非水电解液中的质量百分含量u为0.05％～3.0％。