[發明專利]鋰離子電池

有效

• 申請號: 202110320304.6
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113066975B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 白晶;毛沖;王霹霹;歐霜輝;黃秋潔;陳子勇;戴曉兵
• 申請（專利權）人: 珠海市賽緯電子材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/131;H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;鄒敏敏

本發明公開了一種鋰離子電池，包括正極、負極和電解液，電解液包括鋰鹽、非水有機溶劑及添加劑，正極的活性材料包括鈷酸鋰，添加劑包括結構式1所示的化合物:其中，R₁、R₂各自獨立地選自氫、堿金屬或碳原子數為1?4的烴基。該鋰離子電池于高電壓體系下具有較好的循環性能及高溫存儲性能。

技術領域

本發明屬于儲能技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池由于具有高比能量、無記憶效應、循環壽命長等優點被廣泛應用于3C數碼、電動工具、航天、儲能、動力汽車等領域，電子信息技術及消費產品的快速發展對鋰離子電池高電壓以及高能量密度提出了更高的要求。目前，國內外數碼類電子產品電池的生產廠家，都在朝高電壓鋰離子電池這個方向發展，高電壓鋰離子電池在便攜式電子設備上將有更大的市場空間。高電壓鈷酸鋰(LCO)是目前3C鋰電池正極材料的主流，市場需求穩步上升，故LCO的產量逐年穩步增加。高電壓(≥4.5V)LCO的產業化，更是將LCO的推升到一個全新的發展平臺。從常規LCO 140mAh/g(4.2V)的克容量到220mAh/g(4.6V)的克容量，LCO的克容量密度可增加21％，對應著電池具有更長的續航能力，能夠更好的支撐通信技術由4G向5G甚至6G升級。

目前改性的4.35V、4.4V及4.45V LCO電池及匹配的電解液已經產業化，然而4.5V及以上的高電壓LCO電池技術仍存在一些列的挑戰。具體表現在：Li_1-xCoO₂的理論比容量可高達274mAh/g。通常當x＞0.6以上時，理論上LCO的截止電壓大于4.45V，但是，當LCO充電至4.45V以上電壓時，它會經歷從O3六方相到雜化O1-O3相的有害相變，此過程伴隨著晶格層間的滑動和O3晶格結構的部分塌陷、伴隨著LCO的內部應力增加，進一步導致LCO裂紋形成和顆粒破碎。另外，由于O^2-:2p共振帶的頂部與低自旋Co^3+/4+:t_2g共振帶重疊，所以氧在高電壓下開始發生氧化還原反應，由于過氧根離子O^1-的離子遷移率高于O^2-，在LCO表面的O^-容易轉化為O₂并脫離LCO顆粒，這會破壞正極-電解質界面，從而導致界面不穩定。因此，為了獲得穩定的循環性能，LCO的截止電壓通常低于4.45V，其有限的容量為175mAh/g。所以減緩LCO材料在高電壓下的界面活性及減緩電解液的分解將能提高鋰離子電池于高電壓體系下的循環性能及存儲性能。

因此，亟需開發一種鋰離子電池，以解決現有技術的不足。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋰離子電池，該鋰離子電池于高電壓體系下具有較好的循環性能及高溫存儲性能。

為實現以上目的，本發明提供了一種鋰離子電池，包括正極、負極和電解液，電解液包括鋰鹽、非水有機溶劑及添加劑，正極的活性材料包括鈷酸鋰，添加劑包括結構式1所示的化合物：

其中，R₁、R₂各自獨立地選自氫、堿金屬或碳原子數為1-4的烴基。