[发明专利]一种锂离子电池

说明书

为克服现有含LiFSI电解液对铝集流体腐蚀，导致电池性能劣化的问题，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，所述正极包括正极集流体和形成于所述正极集流体上的正极材料层，所述正极集流体为铝合金，所述铝合金中含有Fe，所述非水电解液包括溶剂、电解质盐和添加剂，所述电解质盐包括LiPF₆和LiFSI，所述添加剂包括结构式1所示化合物：所述锂离子电池满足以下条件：且0.1≤a≤1.5，0.1≤b≤1.0，0.02≤c≤2，0.1≤d≤0.7。本发明提供的锂离子电池能够有效抑制铝箔的腐蚀，降低了锂离子电池的阻抗，提高了锂离子电池的循环容量。

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

锂离子电池因为具有工作电压高，循环寿命长，能量密度大，无记忆效应等优势，自1991年投入市场后，迅速实现了在移动通讯，笔记本电脑等领域的广泛应用。在锂离子电池中，电解液由溶剂、溶质和功能型添加剂组成。

目前商业化应用最广泛的溶质为六氟磷酸锂(LiPF₆)，但LiPF₆的问题在于对水分敏感，易产生HF腐蚀正极，造成电池性能衰减；且LiPF₆的热稳定性差，80℃以上会开始分解产生LiF和PF₅。

相比于LiPF₆的以上问题，双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)热稳定性更高，分解温度达到200℃。将LiFSI加入到电解液中，电导率和锂离子迁移数更高。此外，LiFSI有助于形成稳定的、导离子性更好的SEI钝化膜，抑制电池高温产气等优点。

然而，正极集流体的腐蚀是限制LiFSI在锂离子电池中广泛应用的主要因素。现有的锂离子电池通常采用铝作为正极的集流体，当采用LiFSI作为电解液的溶质时，无法在铝集流体的表面形成致密的钝化膜，电解液会对正极集流体的铝产生腐蚀作用，在长期循环的过程中形成游离的Al离子，而Al离子会嵌入负极，增大电极极化，导致不可逆的容量损失。

发明内容

针对现有含LiFSI电解液对铝集流体腐蚀而导致电池性能劣化的问题，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，所述正极包括正极集流体和形成于所述正极集流体上的正极材料层，所述正极集流体为铝合金，所述铝合金中含有Fe，所述非水电解液包括溶剂、电解质盐和添加剂，所述电解质盐包括LiPF₆和LiFSI，所述添加剂包括结构式1所示化合物：

其中，R₁选自R₂、R₃、R₄和R₅各自独立地选自单键或亚甲基；

所述锂离子电池满足以下条件：

且0.1≤a≤1.5，0.1≤b≤1.0，0.02≤c≤2，0.1≤d≤0.7；

其中，a为非水电解液中LiPF₆的摩尔含量，单位为mol/L；

b为非水电解液中LiFSI的摩尔含量，单位为mol/L；

c为非水电解液中结构式1所示化合物的质量百分比含量，单位为wt％；

d为正极集流体中Fe的质量百分含量，单位为wt％。

可选的，所述锂离子电池满足以下条件：

可选的，所述非水电解液中LiPF₆的摩尔含量a为0.2～1.2mol/L。