[发明专利]锂离子电池及其电解液

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池与锂离子电池电解液，尤其涉及一种磷酸铁锂电池及其电解液。

背景技术

进入21世纪以来，世界各国的汽车的保有量日益增加，使得地球的石油资源日益匮乏，大气环境的污染日益严重。在此背景下，各国都在积极开展关于绿色、环保的纯电动汽车和混合动力汽车的研究，以此来应对日益严峻的石油资源和环境污染问题。

锂离子二次电池因其能量密度高，容量高，循环性能好和绿色环保等优点，成为目前动力汽车首选的动力电源。而动力汽车和混合动力汽车能否广泛的被应用在日常生活中，动力锂离子二次电池的性能就成为关键。作为动力电池，必须具有良好的高低温性能，常温循环性能，长期存储性能和安全性能。

锂离子电池正极材料LiFePO₄因容量高，循环性能好，结构稳定，环境友好，原材料便宜等优点成为目前锂离子动力电池的研究热点。动力电池实际使用时，由于电池放电时本身会发热，其所处的环境温度一般比较高(40～80℃)，在此条件下，对磷酸铁锂动力电池的高温性能有了更高的要求。目前市场上的磷酸铁锂电池在高温下循环，容量衰减较快，高温循环性能尚达不到动力电池的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种高温循环性能好的锂离子电池，其包括：

活性物质为LiFePO₄的阴极；

阳极；

置于阴极与阳极之间的隔板；以及

非水电解液，且该电解液中含有如结构式1所述的芳香族化合物：

其中X基团选自：S，O，NR中的一种，所述NR中R基团独立选自H，烷基，氨基中的一种；

R₁，R₂，R₃，R₄独立地为链状取代基或互相连接成环；

R₁，R₂，R₃，R₄互相连接成环时，R₁，与R₃，R₁与R₂，，或R₂，与R₄分别独立成环，所述环为4～6元环，所述4～6元环为环烃或杂环，所述杂环为含O、S或N的杂环，所述环烃为环烷烃、环烯烃或苯；

所述链状取代基选自氢原子，卤素，碳原子数为1～10的烷基，碳原子数为1～10的烷氧基，碳原子数为1～10的酰基，碳原子数为2～10的链烯基，硝基，硫基，磺酰基和苯基中的一种，所述链状取代基为直链取代基或带支链的链状取代基；

结构式1所述的芳香族化合物的含量按电解液的总重量计为0.01～2重量％。当电解液中该杂环芳香族化合物含量过少时，其无法在正极表面形成导电膜，就起不到保护作用；当电解液中该杂环芳香族化合物含量过多时，电池的内阻会因此增大，可逆性降低，性能恶化。

更具体而言，所述结构式1所示的杂环芳香族化合物优选自下列结构式中的一种或多种：

作为本发明的优选方案，所述锂离子电池通过以下化成方法制得：在最初10次充电时的最高充电截止电压要高于正常工作时的充电截止电压，且所述最高充电截止电压低于4.8V。

作为本发明的优选方案，所述非水电解液还包含以下添加剂的一种或多种：碳酸亚乙烯酯，乙烯基碳酸乙烯酯，卤代碳酸乙烯酯，环状磺酸酯，环状亚硫酸酯，环状硫酸酯。

作为本发明的优选方案，所述非水电解液中的溶剂含有以下成分中的一种或多种：环状碳酸酯、链状碳酸酯与羧酸酯；

其中环状碳酸酯为选自：碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸丁烯酯中的一种或多种；

链状碳酸酯或羧酸酯选自：碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯，碳酸甲丙酯中的一种或多种；

羧酸酯选自：γ-丁内酯，乙酸乙酯，丙酸乙酯，丙酸甲酯，丁酸甲酯中的一种或多种。

作为本发明的优选方案，所述阳极的活性物质为石墨。