一种锂离子二次电池的制作方法

专利2026-01-24  20


本发明涉及锂电池的,具体涉及一种锂离子二次电池。


背景技术:

1、锂离子电池技术正迅猛发展,成为能源存储的核心力量,同时也面临多重挑战。随着智能手机、平板电脑等移动设备的普及和功能不断增强,这些设备的耗电量也随之增加。传统的慢充方式已经无法满足用户对快速充电的需求。快充锂离子电池目前正面临一系列严峻挑战。技术层面上,如何在缩短充电时间的同时,确保电池的能量密度、循环寿命及安全性不受影响是首要难题。高功率快充电导致电池在发生针刺时内部温度急剧上升,这对电池的针刺安全性能提出了更高要求,需有效提高针刺安全以防止热失控和电池老化加速。

2、因此,开发高安全性能的快充锂离子电池,不仅需要满足锂离子的快速迁移,还要确保电池在发生针刺时能够及时散热,防止温度过高引发热失控。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题,提供一种锂离子二次电池,在负极片中添加特定结构的硅碳复合材料,所述硅碳复合材料存在第一衍射峰和第二衍射峰;在电解液中添加化合物a,当所述硅碳复合材料的第一衍射峰半峰宽fwhm、第二衍射峰半峰宽fwhm与化合物a在电解液中的质量占比满足特定关系时,能够有效改善电池的针刺性能,提高电池的循环寿命。

2、为了实现上述目的,本发明提供了一种锂离子二次电池,所述电池包括正极片、负极片和电解液;

3、所述负极片包括负极活性材料,所述负极活性材料包括硅碳复合材料;所述硅碳复合材料在2θ=28.4±1°存在(002)晶面的第一衍射峰,在2θ=43.4±1°存在(100)晶面的第二衍射峰;第一衍射峰的半峰宽fwhm记为w1°,第二衍射峰的半峰宽fwhm记为w2°;w1满足:0.3≤w1≤10;w2满足:2≤w2≤30;

4、所述电解液包括式i所示的化合物a;式i:其中,r1、r2独立的选自h、n、f、cl取代或未取代的碳原子数为1-6的烃基、烃氧基,r1、r2中至少一个含有f。

5、本发明采用上述技术方案具有以下有益效果:

6、本发明提供的锂离子二次电池,在负极片中添加了特定结构的硅碳材料,所述硅碳复合材料在2θ=28.4±1°存在第一衍射峰,在2θ=43.4±1°存在第二衍射峰;在电解液中添加包括式i所示的化合物a,能够有效改善电池的针刺性能,提高电池的循环寿命。

7、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本文中,在没有特别说明的情况下,数据范围均包括端点。



技术特征:

1.一种锂离子二次电池,其特征在于,所述电池包括正极片、负极片和电解液;

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池,其特征在于,w1、w2满足:3≤w1+w2≤35,w2>w1。

3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池,其特征在于,式i中,r1、r2独立的选自h、n、f取代或未取代的碳原子数为1-4的烷基、烯基、炔基、烷氧基,r1、r2中均含有f;

4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池,其特征在于,w1、w2、x满足:0<2x/(w1+w2)≤3;优选0<2x/(w1+w2)≤1。

5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池,其特征在于,所述电解液包括锂盐;以所述电解液的总质量计,锂盐的质量占比记为y%;

6.根据权利要求1所述的锂离子二次电池,其特征在于,所述电解液还包括式ii所示的化合物b,和/或式iii所示的化合物c;

7.根据权利要求6所述的锂离子二次电池,其特征在于,式ii所示的化合物b包括如下所示的化合物中的至少一种:

8.根据权利要求1-7任一项所述的锂离子二次电池,其特征在于,所述硅碳复合材料掺杂n元素和/或p元素;

9.根据权利要求1-7任一项所述的锂离子二次电池,其特征在于,所述正极片包括正极集流体,以及设置在所述正极集流体至少一侧表面的正极活性物质层;所述正极活性物质层上设置有凹陷区;

10.根据权利要求1-7任一项所述的锂离子二次电池,其特征在于,所述电解液还包括腈类化合物、氟代碳酸乙烯酯和磺酸类化合物中的一种或多种的组合;


技术总结
本发明涉及锂电池的技术领域,具体涉及一种锂离子二次电池。电池包括正极片、负极片和电解液;负极片包括负极活性材料,负极活性材料包括硅碳复合材料;硅碳复合材料在2θ=28.4±1°存在(002)晶面的第一衍射峰,在2θ=43.4±1°存在(100)晶面第二衍射峰;第一衍射峰的半峰宽FWHM记为W<subgt;1</subgt;°,第二衍射峰的半峰宽FWHM记为W<subgt;2</subgt;°;W<subgt;1</subgt;满足:0.3≤W<subgt;1</subgt;≤10;W<subgt;2</subgt;满足:2≤W<subgt;2</subgt;≤30;电解液包括式I所示的化合物A,其中,R<subgt;1</subgt;、R<subgt;2</subgt;独立的选自H、N、F、Cl取代或未取代的碳原子数为1‑6的烃基、烃氧基,R<subgt;1</subgt;、R<subgt;2</subgt;中至少一个含有F,能够有效改善电池的针刺性能,提高电池的循环寿命。式I:

技术研发人员:向汉青,邱亚明,王海
受保护的技术使用者:珠海冠宇电池股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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