[发明专利]一种高电压镍钴锰三元正极材料的锂离子电池

说明书

本发明公开了一种高电压镍钴锰三元正极材料的锂离子电池，该锂离子电池包含正极、负极及电解液，所述正极包含LiNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂（其中，0.3≤x≤0.6，0.2≤y≤0.4）正极活性物质，所述电解液包含有机溶剂、锂盐和添加剂。所述高电压锂离子电池充电截止电压大于4.35V。所述电解液添加剂能够在镍钴锰酸锂正极活性物质、石墨/SiO复合负极活性物质表面材料表面形成钝化膜，既抑制了正极材料中Ni离子的溶出，又抑制了电解液在正极活性材料表面的氧化分解反应，从而改善电池的高温储存及高温循环性能。

技术领域

本发明属锂离子电池领域，具体涉及一种高电压镍钴锰三元材料正极材料的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其具有高能量密度、高功率、长循环寿命及无记忆效应等特点，广泛应用于3C消费类电子产品领域，如笔记本电脑、智能手机、数码摄像机等便携式电子产品。

随着市场的发展需求，消费者对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。要提高锂离子电池的能量密度，最有效的途径之一就是采用高电压正极材料或比容量更高的负极材料。LiCoO₂由于工艺成熟、能量密度高等优点，是目前消费类锂离子电池中应用最为广泛的正极材料，但由于LiCoO₂材料价格高，且Co有毒，限制其应用前景。镍钴锰酸锂材料(简称三元材料)因其比能量高，Co含量低，价格适中，具有广阔的应用前景。提高电池的充电电压或提高正极材料中的镍含量是提高三元材料电池能量密度最有效的途径，且电池充电截止电压越高或镍含量越高，电池能量密度提高越明显。但随电池充电电压提高或镍含量提高，电池的高温储存性能及高温循环性能也快速衰减劣化。其主要原因是电池充电电压越高或材料中镍含量越高，充电过程中正极表面活性越高，电解液在正极表面的氧化分解越严重，其氧化分解产物增加电池阻抗及电池厚度，从而导致电池性能快速劣化。此外，采用高比容量的石墨/SiO复合材料为负极活性材料也是提高电池能量密度最为有效的途径之一。但Si材料在充放电过程中高达300％的体积膨胀-收缩导致SEI膜不断被破坏-修复，从而快速劣化电池性能。

发明内容

针对现有正极活性物质为镍钴锰酸锂材料、负极活性物质为石墨/SiO复合材料，且充电截止电压大于4.35V的锂离子电池在高温储存及高温循环不足的问题，本发明提供了一种高电压镍钴锰三元正极材料的锂离子电池，能够提高电池的循环寿命性能及高温储存容量保持。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种高电压镍钴锰三元正极材料的锂离子电池，包含正极、负极及电解液，所述正极包含结构式1所表示的正极活性物质，所述电解液包含有机溶剂、锂盐、结构式2和结构式3所示的添加剂，

LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂

结构式1

其中，0.3≤x≤0.6，0.2≤y≤0.4，

其中，R₁、R₂、R₃各自独立选自碳原子数为1-4的烷基或不饱和烃基，且R₁、R₂、R₃至少一个为不饱和烃基，所述碳原子数为1-4的烷基可以是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、异丁基或叔丁基；

其中，R₄、R₅、R₆、R₇、R₈各自独立选自碳原子数为1-4的烷基。所述碳原子数为1-4的烷基可以是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、异丁基或叔丁基。