[发明专利]锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池，包括正极、负极和电解液，电解液包括锂盐、非水有机溶剂及添加剂，正极的活性材料包括钴酸锂，添加剂包括结构式1所示的化合物:其中，R₁、R₂各自独立地选自氢、碱金属或碳原子数为1‑4的烃基。该锂离子电池于高电压体系下具有较好的循环性能及高温存储性能。

技术领域

本发明属于储能技术领域，尤其涉及一种锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具有高比能量、无记忆效应、循环寿命长等优点被广泛应用于3C数码、电动工具、航天、储能、动力汽车等领域，电子信息技术及消费产品的快速发展对锂离子电池高电压以及高能量密度提出了更高的要求。目前，国内外数码类电子产品电池的生产厂家，都在朝高电压锂离子电池这个方向发展，高电压锂离子电池在便携式电子设备上将有更大的市场空间。高电压钴酸锂(LCO)是目前3C锂电池正极材料的主流，市场需求稳步上升，故LCO的产量逐年稳步增加。高电压(≥4.5V)LCO的产业化，更是将LCO的推升到一个全新的发展平台。从常规LCO 140mAh/g(4.2V)的克容量到220mAh/g(4.6V)的克容量，LCO的克容量密度可增加21％，对应着电池具有更长的续航能力，能够更好的支撑通信技术由4G向5G甚至6G升级。

目前改性的4.35V、4.4V及4.45V LCO电池及匹配的电解液已经产业化，然而4.5V及以上的高电压LCO电池技术仍存在一些列的挑战。具体表现在：Li_1-xCoO₂的理论比容量可高达274mAh/g。通常当x＞0.6以上时，理论上LCO的截止电压大于4.45V，但是，当LCO充电至4.45V以上电压时，它会经历从O3六方相到杂化O1-O3相的有害相变，此过程伴随着晶格层间的滑动和O3晶格结构的部分塌陷、伴随着LCO的内部应力增加，进一步导致LCO裂纹形成和颗粒破碎。另外，由于O^2-:2p共振带的顶部与低自旋Co^3+/4+:t_2g共振带重叠，所以氧在高电压下开始发生氧化还原反应，由于过氧根离子O^1-的离子迁移率高于O^2-，在LCO表面的O^-容易转化为O₂并脱离LCO颗粒，这会破坏正极-电解质界面，从而导致界面不稳定。因此，为了获得稳定的循环性能，LCO的截止电压通常低于4.45V，其有限的容量为175mAh/g。所以减缓LCO材料在高电压下的界面活性及减缓电解液的分解将能提高锂离子电池于高电压体系下的循环性能及存储性能。

因此，亟需开发一种锂离子电池，以解决现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池，该锂离子电池于高电压体系下具有较好的循环性能及高温存储性能。

为实现以上目的，本发明提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和电解液，电解液包括锂盐、非水有机溶剂及添加剂，正极的活性材料包括钴酸锂，添加剂包括结构式1所示的化合物：

其中，R₁、R₂各自独立地选自氢、碱金属或碳原子数为1-4的烃基。