[发明专利]锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，尤其是一种具有良好安全性能和电化学性能的锂离子电池。

背景技术

随着信息技术的发展，具有高能量密度的锂离子电池越来越受到广泛青睐。但是，锂离子电池在使用时存在安全隐患：由于短路、过充、高温或其他不当使用，容易引起锂离子电池温度升高并引发起火、爆炸事件。

为了改善锂离子电池的安全性能，可在电解液中加入阻燃溶剂甲基磷酸二甲酯。但是，当甲基磷酸二甲酯应用在负极为石墨的体系中时，会在化成时与石墨发生还原反应并导致石墨剥离，使得锂离子电池的首次充放电效率和容量损失很大，难以兼顾锂离子电池的安全性能和电化学性能。

有鉴于此，确有必要提供一种具有良好安全性能和电化学性能的锂离子电池。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有良好安全性能和电化学性能的锂离子电池。

为了实现上述目的，本发明提供了一种锂离子电池，其包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜，以及电解液，其中，正极片包括正极集流体和附着在正极集流体上含有正极活性物质的正极膜片，负极片包括负极集流体和附着在负极集流体上含有负极活性物质的负极膜片，电解液溶剂中含有甲基磷酸二甲酯，负极活性物质为硬碳。

相对于现有技术，本发明锂离子电池具有以下有益技术效果：本发明锂离子电池将甲基磷酸二甲酯应用于负极为硬碳的体系中，因为硬碳碳层具有无规排序的结构，所以在化成时甲基磷酸二甲酯不会轻易破坏碳层并导致碳层剥离，锂离子电池的首次充放电效率和容量不受影响，锂离子电池具有良好的安全性能和电化学性能。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述电解液溶剂全部为甲基磷酸二甲酯。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述电解液溶剂为甲基磷酸二甲酯与环状酯或链状酯的混合物，甲基磷酸二甲酯的重量百分含量为5％～100％。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述环状酯或链状酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯或其组合。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述正极活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、锂镍钴锰或其组合。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述隔离膜为聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔离膜。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述电解液中的锂盐为六氟磷酸锂。

附图说明

下面结合说明书附图和具体实施方式，对本发明锂离子电池及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1为硬碳和石墨的结构对比示意图。

图2为比较例2锂离子电池的热箱实验曲线。

图3为本发明实施例锂离子电池的热箱实验曲线。

具体实施方式

比较例1

电解液的制备：电解液以浓度为1.2mol/L的六氟磷酸锂(LiPF₆)为锂盐，以碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合物为溶剂，EC、EMC、DMC的重量比为EC∶EMC∶DMC＝5∶2∶3。

负极片的制备：以石墨作为负极活性物质，其占负极膜片总重量的86％；以丁苯橡胶(SBR)作为粘结剂，其占正极膜片总重量的6％；以碳粉(Super-p)作为导电剂，其占负极膜片总重量的8％。将上述粉料在去离子水中混合搅拌均匀，制成负极浆料。将负极浆料均匀地涂布在厚度为22μm的负极集流体铜箔上，制成负极片。

正极片的制备：以克容量为148mAh/g的锂镍钴锰(LiNi_(1/3)Co_(1//3)Mn_(1/3))作为正极活性物质，其占正极膜片总重量的94％；以聚偏二氟乙烯(PVDF)作为粘结剂，其占正极膜片总重量的2％；以导电碳Super-p与KS-6作为导电剂，其各占正极膜片总重量的2％。将上述粉料在N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)中混合搅拌均匀，制成正极浆料。将正极浆料均匀地涂布在厚度为22μm的正极集流体铝箔上，制成正极片。

隔离膜的制备：隔离膜采用聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)三层隔膜，厚度为20μm。

锂离子电池的制备：将上述正极片、隔离膜和负极片依次叠加，通过叠片或卷绕工艺制得容量约930mAh的电芯，将电芯装入电池包装壳中并注入前述电解液，经化成等工序制得比较例1锂离子电池。

比较例2