[发明专利]一种锂离子电池

说明书

为克服现有高电压高压实的锂离子电池存在安全性能不足的问题，本发明提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和非水电解液，所述负极包括负极材料层，所述正极包括正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括LiCoO₂，所述非水电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示化合物：其中，n为0或1，A选自C或O，X选自或R₁、R₂各自独立选自H、或R₁和R₂不同时选自H，且X、R₁和R₂中至少含有一个硫原子；所述锂离子电池满足以下条件：且8％≤a≤58％，0.05％≤m≤5％，1.55g/cm³≤n≤1.9g/cm³。本发明提供的锂离子电池有效地改善了电池的安全性能。

技术领域

本发明属于储能电池器件技术领域，具体涉及一种锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因具有工作电压高、工作温度范围广、能量密度和功率密度大、无记忆效应和循环寿命长等优点，在手机、笔记本电脑等3C数码产品领域以及新能源汽车领域都得到了广泛的应用。近年来，随着3C数码产品轻薄化的不断发展，电池行业对锂离子电池高能量密度化的要求也越来越高，同时出于用户端考虑，良好的安全性能已成为电池的基本要求。

正极方面，LiCoO₂在众多正极材料中具有最高的体积能量密度，同时有较好的倍率性能，但是随着电池电压的逐渐提高，LiCoO₂进入更高的脱锂态，材料结构稳定性会变差，正极中的Co容易发生歧化反应，以离子的形式溶于电解液中，造成正极结构破坏，在高温高压下容易出现热失控风险。并且，溶出的Co迁移到负极界面，与负极中的锂发生离子交换，占据负极嵌锂位置，导致负极储锂能力降低，电池各项性能变差，具体表现为：电池发生产气，内阻快速增长，容量急剧下降。电池产气会导致内压增大，更进一步可能会发展为电池的爆炸、燃烧等危险情况，因此高电压电池需要匹配安全性能更好的电解液。

负极角度，为提升能量密度，高压实已经成为业界普遍采用的手段，通过降低负极的孔隙率，达到承载更多活性物质的目的。但是锂离子电池负极材料压实密度越高，对电解液的要求也就越高。适用于常规压实负极的电解液在高压实体系，容易出现电池析锂、循环寿命下降、倍率性能下降等一系列问题，并且正极溶出的Co离子对负极的破坏在高压实情况下会更加严重，造成电池发生安全事故的风险进一步增长。

因此在使用高电压LiCoO₂配合高压实负极的电池体系，电解液的设计对安全性能尤为重要。

发明内容

针对现有高电压高压实的锂离子电池存在安全性能不足的问题，本发明提供了一种锂离子电池。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和非水电解液，所述负极包括负极材料层，所述正极包括正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括LiCoO₂，所述非水电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示化合物：

其中，n为0或1，A选自C或O，X选自R₁、R₂各自独立选自H、R₁和R₂不同时选自H，且X、R₁和R₂中至少含有一个硫原子；

所述锂离子电池满足以下条件：

且8％≤a≤58％，0.05％≤m≤5％，1.55g/cm³≤n≤1.9g/cm³；