[发明专利]一种锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种兼具优异的动力学性能、循环性能和高温性能的锂离子电池。本发明所述锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，控制所述正极活性材料的无定形碳包覆量Ta值为0.5%‑5%，所述负极活性材料的无定形碳包覆量Tb值为0.5%‑10%，且满足如下关系式：0.05≤Ta/Tb≤10。本发明所述锂离子电池，通过设计合适的正、负极材料表面的无定形碳包覆量，使得锂离子在充放电过程中的具有较优的嵌脱能力，且合适的碳包覆量平衡材料的动力学和高温性能，提升整体材料体系的快充和高温性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种兼具优异的动力学性能、循环性能和高温性能的锂离子电池。

背景技术

二次电池（Rechargeable battery）又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。充电电池的充放电循环可达数千次到上万次，故其相对干电池而言更经济实用。目前，市场上主要的充电电池有镍氢电池、镍镉电池、铅酸（或铅蓄）电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池等，尤其是锂离子电池的应用尤为广泛，并对锂离子电池的应用性能提出了更高的要求。

目前，随着市场对锂离子电池应用要求的提高，尤其是为了满足北方冬天的低温需求，对锂离子电池的低温性能提出更高的要求，因此，兼具优异的低温放电性能和低温循环性能的锂离子电池成为首选产品。据研究，由于正极磷酸铁锂自身为半导体需要在其表面包覆无定形碳降低阻抗，且石墨材料为层状结构，导致锂离子嵌脱速度慢，在其表面包覆的无定形碳一方面依靠无定形碳充放电过程的高的扩散速率（扩散速率为石墨的10倍左右）提升锂离子的嵌脱速率。而由于正负极不同的碳包覆量对降低正负极阻抗的效果不同，因此选取合适的正极碳包覆量、负极碳包覆量及其两者之间的合适比例显得非常必要，使其电池在倍率、循环、高温存储之间保持平衡。因此，如何平衡正、负极材料之间的动力学性能对于锂离子电池的性能至关重要。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种兼具优异的动力学性能、循环性能和高温性能的锂离子电池，所述锂离子电池能很好平衡正负极碳包覆量及其比例，使锂离子电池同时兼顾优异的动力学性能、循环性能和高温性能。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液；

所述正极极片包括正极活性材料以及包覆的无定形碳；

所述负极极片包括负极活性材料以及包覆的无定形碳；

所述正极活性材料中无定形碳包覆量Ta值与所述负极活性材料中无定形碳包覆量Tb值满足如下关系：0.05≤Ta/Tb≤10。

其中，所述Ta值和Tb值的测试方法采用TG测试无定形碳的包覆量（简称残碳量）。

具体的，所述锂离子电池中：

所述正极活性材料中，所述无定形碳的包覆量Ta值为0.5-5wt%；

所述负极活性材料中，所述无定形碳的包覆量Tb值为0.5-10wt%。

优选的，所述锂离子电池中，所述正极活性材料中无定形碳包覆量Ta值与所述负极活性材料中无定形碳包覆量Tb值满足如下关系：0.2≤Ta/Tb≤3。

优选的，所述锂离子电池中：所述正极活性材料中，所述无定形碳的包覆量Ta值为1-3wt%；

所述负极活性材料中，所述无定形碳的包覆量Tb值为1-5wt%。

本发明所述方案中，所述正极材料和负极材料的碳包覆处理为按照传统的包覆方式并选择传统包覆材料即可，选择的包覆方法和包覆材料并不影响锂离子电池的性能。