[發明專利]一種鋰二次電池

在審

• 申請號: 202210704140.1
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115036572A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 錢韞嫻;胡時光;藍廣源;向曉霞
• 申請（專利權）人: 深圳新宙邦科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳眾鼎專利商標代理事務所(普通合伙) 44325
• 代理人: 姚章國

為克服現有技術中負極析鋰、循環性能降低、電池低溫條件下阻抗增加的技術問題，本申請提供一種鋰二次電池，包括正極、負極和非水電解液，負極包括負極材料層，在所述負極材料層表面形成含有DTD骨架和LiF骨架的SEI膜，所述SEI膜表面的DTD骨架的含量標記為A_D，所述SEI膜的內層中LiF骨架含量標記為B_F，A_D、B_F滿足條件，所述鋰二次電池滿足以下條件其中負極材料層的壓實密度標記為C，且滿足1.4g/cm³≤C≤1.7g/cm³；不僅能提高SEI膜的導離子性能、鋰離子的遷移速率，降低低溫條件下電池阻抗，且能提升SEI膜的穩定性，改善電池高溫循環性能，達到鋰二次電池負極不析鋰的效果。

技術領域

本發明屬于儲能電子件技術領域，具體涉及一種鋰二次電池。

背景技術

鋰二次電池作為綠色環保新能源，具有循環壽命高、使用溫度范圍寬、能量密度和功率密度大、無記憶效應等優點，在數碼、動力、儲能等領域具有廣泛應用。隨著其應用場景進一步多樣化，對鋰二次電池性能的要求具體也不同，但鋰二次電池在充放電過程中，負極易于發生析鋰，電池負極析鋰嚴重影響電池的循環性能和安全性能。

鋰二次電池在大電流條件下，鋰離子更容易在負極表面沉積，逐漸形成鋰枝晶；而隨著鋰枝晶進一步生長，除了導致電池可逆容量變少，逐漸長大的鋰枝晶能夠刺穿隔膜造成正負極短路的安全問題。此外，在負極壓實密度較大的情況下，電解液的浸潤效果變差，循環性能降低，同時這也會進一步加劇析鋰現象的發生。鋰二次電池在低溫環境下，負極的嵌鋰動力學變差，負極比容量下降，電池阻抗增加。如何改善負極析鋰、提升電池低溫循環性能，提高電池循環性能，是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中負極析鋰、循環性能降低，電池低溫條件下阻抗增加的技術問題，本申請提供一種鋰二次電池。

為解決上述技術問題，本申請提供一種鋰二次電池，包括正極、負極和非水電解液，所述負極包括負極材料層，所述正極包括正極材料層，所述非水電解液包括非水有機溶劑、包含LiPF₆的鋰鹽和添加劑，所述添加劑包括結構式1所示化合物：

其中，n為0或1，X選自R₁、R₂各自獨立選自H、C1-C5的烴基、X、R₁和R₂中至少含有一個硫原子；

在所述負極材料層表面形成有至少包含DTD骨架和LiF骨架的SEI膜，將利用X射線光電子能譜儀測定的所述SEI膜的表面的所述DTD骨架的含量標記為A_D，將利用X射線光電子能譜儀測定的所述SEI膜的內層中所述LiF骨架含量標記為B_F，所述SEI膜的表面是指SEI膜直接與非水電解液相接觸的區域，所述SEI膜的內層是指自SEI膜的表面向其內部延伸深度1-2nm的區域，所述DTD骨架含量與所述LiF骨架含量的比值M滿足以下條件：

0.22≤M≤0.48

其中，

所述鋰二次電池滿足以下條件：

且1.4g/cm³≤C≤1.7g/cm³；

其中，C為負極材料層的壓實密度，單位g/cm³。

優選的，所述鋰二次電池滿足以下條件：

優選的，所述DTD骨架含量與LiF骨架含量的比值M滿足以下條件：

0.25≤M≤0.45。