本發(fā)明涉及動(dòng)力電池，具體涉及一種鋰離子電池及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著照相機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)汽車(chē)等在人們的日常生活中得到廣泛的應(yīng)用，減少尺寸，減輕重量、提高能量密度以及延長(zhǎng)使用壽命是電池產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)與要求。為了滿(mǎn)足人們對(duì)電池產(chǎn)品日益提高的需求，開(kāi)發(fā)具有高能量密度且滿(mǎn)足快速充電的鋰離子電池成為了當(dāng)下火熱的研究課題。

2、目前，通過(guò)負(fù)極選擇克容量高的硅基復(fù)合材料滿(mǎn)足高能量密度的需求，但硅基復(fù)合材料本身導(dǎo)電性一般，循環(huán)充放電過(guò)程會(huì)伴隨固體電解質(zhì)界面膜(solid?electrolyteinterface，sei)的不斷破裂和修復(fù)，難以兼顧快速充電和能量密度。通過(guò)正極選擇高克容量、高能量密度的鎳鈷錳三元體系，負(fù)極采用石墨，并且選擇高動(dòng)力學(xué)性能的電解液滿(mǎn)足快充性能，但電解液需要選用低粘度的有機(jī)溶劑，來(lái)保證其動(dòng)力學(xué)性能良好，但這些有機(jī)溶劑在高溫下容易與活潑的正極、負(fù)極表面發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)電池鼓脹現(xiàn)象。雖然向電解液中加入添加劑可以解決電解液的分解，但添加劑反應(yīng)的生成物會(huì)增加電池的內(nèi)阻，導(dǎo)致鋰離子電池的快充性能反過(guò)來(lái)受到影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出了一種鋰離子電池及其應(yīng)用，通過(guò)本發(fā)明提供的鋰離子電池及其應(yīng)用，能夠提高鋰離子電池的能量密度，改善電芯的動(dòng)力學(xué)及快充能力，改善鋰離子電池的循環(huán)性能。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋰離子電池，至少包括：

3、正極極片；

4、負(fù)極極片，所述負(fù)極極片包括負(fù)極活性材料，所述負(fù)極活性材料包括硅氧化合物或碳硅復(fù)合材料中的至少一種，所述負(fù)極活性材料包括ti、fe、cu、ni、co、mn、ag、au或sn金屬元素中的至少一種；

5、隔膜，設(shè)置在所述正極極片和所述負(fù)極極片之間；以及

6、電解液，填充在所述正極極片、所述負(fù)極極片以及所述隔膜之間，所述電解液包括氟代羧酸酯，所述氟代羧酸酯的結(jié)構(gòu)通式為：

7、其中，r1和r2各自為氟原子、碳原子數(shù)為0-5的烷基或烯基、或碳原子數(shù)為2-4的酯基，r3為苯基或碳原子數(shù)為1-5的烷基或烯基。

8、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述氟代羧酸酯包括

9、中的一種或兩種混合。

10、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述氟代羧酸酯在電解液中的質(zhì)量含量為0.5％-8％。

11、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述氟代羧酸酯在電解液中的質(zhì)量含量為1％-3％。

12、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述金屬元素在所述負(fù)極活性材料中的質(zhì)量含量為10ppm-500ppm。

13、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述電解液還包括鋰鹽，所述鋰鹽選自六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲磺酰亞胺鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、二氟磷酸鋰或三氟甲磺酸鋰中任意一種或至少兩種的組合。

14、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述鋰鹽在所述電解液中的質(zhì)量含量為8％-18％。

15、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述電解液還包括非水溶劑，所述非水溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亞丙酯或碳酸二乙酯中任意一種或至少兩種的組合，所述非水溶劑在所述電解液中的質(zhì)量含量為60％-85％。

16、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述非水溶劑包括所述碳酸乙烯酯、所述碳酸二甲酯以及所述碳酸甲乙酯，所述碳酸乙烯酯、所述碳酸二甲酯和所述碳酸甲乙酯的質(zhì)量比為3:5:2。

17、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括上述所述的鋰離子電池。

18、綜上所述，本發(fā)明提出一種鋰離子電池及其應(yīng)用，能夠降低電解液的粘度，提升鋰離子的傳輸能力，能夠加快對(duì)高電壓正極活性材料的浸潤(rùn)能力，能夠改善電芯的動(dòng)力學(xué)及快充能力。能夠提高電解液對(duì)隔膜以及電極的浸潤(rùn)能力強(qiáng)，且硫氧雙鍵的富電子性可以與正極溶出的過(guò)渡金屬離子發(fā)生配位作用，使得正極表面的cei膜穩(wěn)定性提升，同時(shí)，氟代羧酸酯也使得在負(fù)極側(cè)形成包覆效果較好的無(wú)機(jī)鹽，使得sei膜穩(wěn)定性提升，能夠保證電芯的長(zhǎng)期性能。能夠提高鋰離子電池的能量密度，改善鋰離子電池的循環(huán)性能。

技術(shù)特征：

1.一種鋰離子電池，其特征在于，至少包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述氟代羧酸酯包括中的一種或兩種混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述氟代羧酸酯在電解液中的質(zhì)量含量為0.5％-8％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池，其特征在于，所述氟代羧酸酯在電解液中的質(zhì)量含量為1％-3％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述金屬元素在所述負(fù)極活性材料中的質(zhì)量含量為10ppm-500ppm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述電解液還包括鋰鹽，所述鋰鹽選自六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲磺酰亞胺鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、二氟磷酸鋰或三氟甲磺酸鋰中任意一種或至少兩種的組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰鹽在所述電解液中的質(zhì)量含量為8％-18％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述電解液還包括非水溶劑，所述非水溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亞丙酯或碳酸二乙酯中任意一種或至少兩種的組合，所述非水溶劑在所述電解液中的質(zhì)量含量為60％-85％。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池，其特征在于，所述非水溶劑包括所述碳酸乙烯酯、所述碳酸二甲酯以及所述碳酸甲乙酯，所述碳酸乙烯酯、所述碳酸二甲酯和所述碳酸甲乙酯的質(zhì)量比為3:5:2。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的鋰離子電池。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種鋰離子電池及其應(yīng)用，所述鋰離子電池至少包括：正極極片；負(fù)極極片，包括負(fù)極活性材料，負(fù)極活性材料包括硅氧化合物或碳硅復(fù)合材料中的至少一種，負(fù)極活性材料包括Ti、Fe、Cu、Ni、Co、Mn、Ag、Au或Sn金屬元素中的至少一種；隔膜，設(shè)置在所述正極極片和所述負(fù)極極片之間；電解液，填充在所述正極極片、所述負(fù)極極片以及所述隔膜之間，所述電解液包括氟代羧酸酯，所述氟代羧酸酯的結(jié)構(gòu)通式為：其中，R1和R2各自為氟原子、碳原子數(shù)為0?5的烷基或烯基、或碳原子數(shù)為2?4的酯基，R3為苯基或碳原子數(shù)為1?5的烷基或烯基。通過(guò)本發(fā)明提出的一種鋰離子電池及其應(yīng)用，能夠提高鋰離子電池的能量密度，改善鋰離子電池的快充和循環(huán)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：余樂(lè),王子沅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：遠(yuǎn)景睿泰動(dòng)力技術(shù)（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19