一种锂离子电池的制作方法

本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种锂离子电池。

背景技术：

1、近年来，随着研究人员对负极材料的深入研究，具有比石墨负极更高的比容量的硅基负极材料，成为重点研究方向之一。然而硅基负极材料在电池循环过程中具有较高的体积膨胀，会导致电池负极与电解液的副反应加剧，影响电池的长循环性能；同时硅基负极材料的导电性较差，还会导致其颗粒界面离子传输能垒高，显著恶化电池的快充性能，且硅基负极材料不可控的膨胀方向会导致循环过程中电池膨胀急剧增长，致使具有硅基负极材料的锂离子电池在实际应用中能量密度被显著压缩。

技术实现思路

1、基于上述问题，本发明提供一种锂离子电池，能够显著提升负极界面的高温稳定性，缓解负极表面的副反应，从而改善负极中硅基负极材料的循环体积膨胀，进而提升掺硅锂离子电池的长循环性能、快充性能以及能量密度。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明的第一方面提供了一种锂离子电池，其包括负极和电解液，所述电解液中包括添加剂和锂盐，所述添加剂包括具有式(ⅰ)所示结构式的添加剂a，

4、

5、式(ⅰ)中，所述r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地选自氢、氘、卤素、取代或未取代的c1-8烷氧基、取代或未取代的c2-5烯氧基、取代或未取代的c6-12芳氧基中的一种；其中，取代时，所用的取代基为卤素；

6、所述负极包括负极活性材料，所述负极活性材料包括硅基负极材料和碳基负极材料；

7、所述硅基负极材料的平均粒径dv50 mμm与所述碳基负极材料的平均粒径dv50 nμm，满足0.5≤m/n≤1.7。

8、通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：

9、(1)本发明提供的锂离子电池的电解液中的添加剂a具有优异的高温稳定性，所述添加剂a可在循环初期生成稳定的sei膜，使得掺硅负极的界面稳定性得到显著提升，从而缓解负极表面的副反应，抑制负极中硅基负极材料的循环体积膨胀；

10、(2)本发明提供的锂离子电池通过调控硅基负极材料和碳基负极材料的平均粒径之间的比值，能够显著提升硅基负极材料与电解液的浸润性，从而有助于在循环后期维持sei膜的稳定性，进一步降低电解液分解产生的副作用，改善负极中硅基负极材料的循环体积膨胀，进而提升掺硅锂离子电池的长循环性能；

11、(3)本发明提供的锂离子电池的电解液中的添加剂a，由于其较低的粘度和较高的介电常数，再配合合适的硅基负极材料和碳基负极材料的平均粒径比，可降低负极活性材料因局部膨胀断路而带来的极化现象，从而避免部分负极活性材料因过度嵌锂导致的颗粒挤压破碎，同时还能够提升添加剂a生成的sei膜的稳定性，进一步缓解负极表面副反应的发生，显著改善锂离子电池的循环性能；而且，电解液中的添加剂a搭配合适的负极活性材料粒径，还可以使负极具有更优的电解液通路及更好的膨胀释放空间，从而有效改善掺硅负极的循环体积膨胀，避免掺硅锂离子电池在实际应用中的能量密度被压缩，从而改善锂离子电池的能量密度。

12、(4)本发明的锂离子电池通过调控硅基负极材料和碳基负极材料的平均粒径之间的比值，还能改善硅基负极材料颗粒与碳基负极材料的堆积方式，从而缓解硅基负极材料颗粒对负极导电性的影响，形成较为稳定的导电网络，进而改善锂离子电池的快充性能。

13、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。

技术特征：

1.一种锂离子电池，包括负极和电解液，其特征在于，所述电解液中包括添加剂和锂盐，所述添加剂包括具有式(ⅰ)所示结构式的添加剂a，

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂a的质量含量a wt％，满足0.2wt％≤a wt％≤8wt％；优选的，0.5wt％≤a wt％≤3wt％；

3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂还包括添加剂d，所述添加剂d为硼酸锂类添加剂；

4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂a的质量含量a wt％与所述添加剂d的质量含量d wt％，满足1.5≤a+d≤4。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极活性材料的孔隙率p为5％～60％；

6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，以所述负极活性材料的总质量为基准，所述负极活性材料中的硅元素的质量含量为c wt％，3wt％≤c wt％≤70wt％；

7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐包括双三氟甲基磺酰亚胺锂和/或六氟磷酸锂；

8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述r1、r2、r3、r4各自独立地选自f、取代或未取代的c1-8烷氧基、取代或未取代的c2-5烯氧基、取代或未取代的c6-12芳氧基中的一种；其中，取代时，所用的取代基为f；

9.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池还包括隔膜，所述隔膜与所述负极的粘接力≥5n/m；

10.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述碳基负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳和软碳中的至少一种；

技术总结本发明提供一种锂离子电池，包括负极和电解液，电解液中包括添加剂和锂盐，添加剂包括添加剂A，负极包括负极活性材料，负极活性材料包括硅基负极材料和碳基负极材料；硅基负极材料的平均粒径Dv50Mμm与碳基负极材料的平均粒径Dv50Nμm，满足0.5≤M/N≤1.7。本发明的电池，能够显著提升负极界面的高温稳定性，缓解负极表面的副反应，从而改善了负极中硅基负极材料的循环体积膨胀，进而提升了掺硅锂离子电池的长循环性能、快充性能以及能量密度。技术研发人员：李希平,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：2024/9/29