[发明专利]一种长循环寿命锂离子电池及提高锂离子电池循环寿命的方法

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了一种长循环寿命锂离子电池及提高锂离子电池循环寿命的方法。通过在正极中添加含锂源正极添加剂，在电池活性锂损失较多的时候，通过调节充放电流程的方式，使正极添加剂中的锂脱出，补充新的活性锂源，从而延长电池的寿命。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种长循环寿命锂离子电池及提高锂离子电池循环寿命的方法。

背景技术

循环寿命一直是锂离子电池的重要技术指标，普通乘用车一般要求锂离子电池循环 1500次以上容量保持率仍在80％以上，而储能领域则要求锂电池具有5000次甚至7000次以上的循环寿命，这对锂电池提出了较高的挑战。锂电池的循环容量损失主要来自正负极活性物质损失、活性锂损失和动力学损失三方面。通过正负极材料本身的掺杂包覆等改性方法可以提高材料的长循环能力，通过电解液的优化，调控SEI的成分和结构可以减少循环过程中的副反应产生，进而减少活性锂损失及因副反应导致的阻抗增加进而引起的动力学损失。

现有技术方案中，减少活性锂损失的方式几乎都是依靠电解液优化进行SEI调控，以期生成稳定的阻抗小的SEI膜。例如专利公开号CN106058314B，公开日2018年9月28日的中国专利公开了一种改善高比能量锂离子电池循环寿命的电解液，通过向电解液中加入负极成膜添加剂与助剂，形成低电阻的负极SEI膜，有效提高了石墨负极循环稳定性，但是由于SEI本身极其复杂，且在锂电池循环过程中必然进行破坏与重构，所以很难对其做精准的、长期稳定的调控。这也就是说锂电池在循环过程中必然会发生活性锂的损失，现有技术并不能阻止活性锂损失的发生，只能尽量减缓。

发明内容

为了提高锂离子电池循环寿命，本发明提供了一种长循环寿命锂离子电池及提高锂离子电池循环寿命的方法。在电池活性锂损失较多的时候，通过调节充放电流程的方式，补充新的活性锂源，从而延长电池的寿命，此外本发明通过改进碳包覆硅基材料提高了电池的首次库伦效率。

本发明的具体技术方案为：一种长循环寿命锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液、极耳和外壳，所述正极包括正极活性物质、导电剂、粘结剂、集流体和正极添加剂，所述正极添加剂为脱锂反应电位≥4.6V的含锂源的材料。

本发明通过在正极中添加含有锂源的正极添加剂，当电池活性锂损失较多的时候，通过调节充放电流程的方式，使正极添加剂中的锂脱出，补充新的活性锂源，从而延长电池的寿命。

作为优选，所述的正极添加剂选自：xLi₂MnO₃·(1-x)LiM_aO₂、LiM_bxMn_2-xO₄、LiVPO₄F、LiCoPO₄和Li₂M_cSiO₄中的一种或多种，其中，M_a＝Ni、Co、Mn、Fe、Cr或Ni_1-yCo_y；M_b＝Ni、 V、Cr、Fe、Co或Cu；M_c＝Fe、Co或Mn，0＜x＜1，0＜y＜1。

作为优选，所述的正极添加剂的添加量为正极活性物质质量的0.01～10％。

作为优选，所述的负极包括软碳、硬碳、人造石墨、天然石墨、硅、硅氧化合物、硅碳复合物、钛酸锂及能与锂形成合金的金属中的一种或几种。