CN108878976B - 一种硅碳体系锂离子电池电解液及硅碳体系锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硅碳体系锂离子电池电解液及硅碳体系锂离子电池，该硅碳体系锂离子电池电解液包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述添加剂包括亚硫酸丙烯酯和四甲基二胺类化合物；该电解液用于硅碳体系锂离子电池中能够提高电解液的电导率和负极硅碳界面膜的稳定性，同时降低电池膨胀率，减小内阻，提高硅碳体系锂离子电池的高低温放电性能。

Description

一种硅碳体系锂离子电池电解液及硅碳体系锂离子电池
技术领域
本发明属于电池电解液技术领域，涉及一种硅碳体系锂离子电池电解液及硅碳体系锂离子电池。
背景技术
锂离子电池因其优异的性能已成为各种电子产品、无线通讯和运输设施等领域最主要的能源存储设备.
目前商品化硅碳体系锂离子电池主要采用石墨类碳材料作为负极活性物质。然而，碳类负极材料因其比容量不高和锂沉积带来的安全性问题使其不能满足电子设备小型化和车用硅碳体系锂离子电池大功率、高容量要求，因而研发可替代碳材料的高能量密度、高安全性能、适合高低温环境使用的硅碳负极是硅碳体系锂离子电池能否取得突破的一个重要因素，而硅碳负极的关键技术就在于电解液的高效性。
电解液作为硅碳体系锂离子电池的重要组成部分，对硅碳负极电池的循环及充放电性能有着重大的影响。从电解液的角度改善硅碳体系锂离子电池的循环性能主要有两个途径。其一，优化溶剂组成，使电解液具有较大的锂离子迁移数，提高硅碳体系锂离子电池的电导率。但是，常用电解液溶剂的作用有限，不能完全解决硅碳负极硅碳体系锂离子电池高低温电导率在应用中的问题。其二，通过优化电解液添加剂，增加阳极SEI膜稳定性。
有鉴于此，确有必要开发出一种在不影响电池正常性能的条件下，同时提高硅碳负极的锂离子电池电解液的电导率和负极硅碳界面膜的稳定性的电解液。
CN107749493A公开了一种锂离子电池电解液，包括锂盐、溶剂、碳酸亚乙烯酯、添加剂A和添加剂B；添加剂A为醚腈类化合物或芳香化合物，添加剂B为有机铵盐；醚腈类化合物为四聚乙二醇基二甲基醚、乙二醇单丁醚、丁二腈或1,3,6-己烷三腈中的一种，有机铵盐为苯甲酸铵或甲基苯甲酸铵。该发明制备的锂离子电池具有较好的高温循环性能和倍率性能，但是并未提到低温和常温循环性能的提升。
CN105470563A公开了一种适用于硅碳负极锂离子电池电解液，所述的电解液由电解质锂盐、有机溶剂及功能添加剂组成；锂盐为六氟磷酸锂与二氟草酸硼酸锂的混合物；有机溶剂为碳酸酯类溶剂与氟代溶剂的混合物，碳酸酯类与氟代溶剂的比例为8.5-9:1.5-1；功能添加剂包括SEI修饰剂、HF酸吸附剂及正极成膜剂。该电解液应用于硅碳负极锂离子电池中能够提高硅碳负极循环稳定性和高温性能，但是并没有提及安全性能的提高。
CN105375066A公开了一种适用于硅碳负极锂离子电池电解液及硅碳负极锂离子电池，其中锂离子电池电解液由非水性有机溶剂、锂盐及添加剂组成，添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯和硫酸酯化合物。该发明的硅碳负极锂离子电池具有较好的常温和低温循环性能，但是其高温循环性能有待提高。
因此，开发一种高电压下稳定性好、循环性能好、存储性能好和安全性能好的硅碳体系锂离子电池具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅碳体系锂离子电池电解液及硅碳体系锂离子电池，所述电解液用于硅碳体系锂离子电池中能够在正负电极表面均形成稳定的钝化保护膜，从而提高硅碳负极的界面膜稳定性的同时，降低电池膨胀率，减小内阻，提高硅碳体系锂离子电池高低温放电性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明在于提供一种硅碳体系锂离子电池电解液，所述电解液包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述添加剂包括腈类化合物、亚硫酸丙烯酯和四甲基二胺类化合物。
本发明提供的电解液能够在正负电极表面均形成稳定的钝化保护膜，从而提高硅碳负极的界面膜稳定性的同时，降低电池膨胀率，减小内阻，提高硅碳体系锂离子电池高低温放电性能。
优选地，所述腈类化合物为但不限于己烷三腈、丁二腈、戊二腈或己二腈中的任意一种或至少两种的组合，优选己烷三腈。
在本发明中，所述腈类化合物在电解液中的质量百分含量为0.5％～5％，例如0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％等。
当腈类化合物在电解液中的质量百分含量过低时，会导致高温下气体的释放(即高温下电解液分解产生气体)，降低电解液在正极反应的反应热，效果不明显；当腈类化合物在电解液中的质量百分含量过高时，会造成电解液粘度增加过大，导致电芯的倍率、循环和低温放电性能变差。
在本发明中，所述亚硫酸丙烯酯在电解液中的质量百分含量为0.5％～10％，例如0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％等；优选3％～7％。
当亚硫酸丙烯酯在电解液中的质量百分含量过低时，不能起到高电压匹配硅碳负极添加剂的作用；当亚硫酸丙烯酯在电解液中的质量百分含量过高时，则会导致电池阻抗增大。
优选地，所述四甲基二胺类化合物为但不限于四甲基己二胺、四甲基乙二胺或四甲基丁二胺中的任意一种或至少两种的组合，优选四甲基己二胺。
在本发明中，所述四甲基二胺类化合物在电解液中的质量百分含量为1％～30％，例如1％、3％、5％、7％、9％、10％、12％、14％、15％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％等；优选5％～20％。
当四甲基二胺类化合物在电解液中的质量百分含量过低时，对硅碳负极锂离子二次电池的循环性能的改善不明显；当四甲基二胺类化合物在电解液中的质量百分含量过高时，对负极的作用太强，会引起负极的动力学反应变慢，导致其对负极的恶化作用超过其对负极的改善作用，进而会对高电压匹配硅碳负极锂离子二次电池的循环性能造成不利影响。
在本发明中，通过腈类化合物、亚硫酸丙烯酯和四甲基二胺类化合物三者结合作为添加剂，不仅可以使得电池具有良好的循环性能、存储性能，还可以改善电池的安全性能，能够提高电池在高压下的安全性，减少起火爆炸的危险。
在本发明中，所述添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯。
在本发明中，所述氟代碳酸乙烯酯在电解液中的质量百分含量为0.1％～15％，例如0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％等；优选5％～10％。
在本发明中，所述电解质锂盐为有机锂盐或无机锂盐中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述电解质锂盐选自含有氟元素的锂盐化合物中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂盐、六氟砷酸锂盐、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂或三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的任意一种或至少两种的组合；优选六氟磷酸锂盐。
在本发明中，所述电解质锂盐在电解液中的浓度为0.5～2mol/L，例如0.5mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L、1.0mol/L、1.1mol/L、1.2mol/L、1.3mol/L、1mol/L、1.2mol/L、1.5mol/L、1.8mol/L、2mol/L等；优选0.9～1.3mol/L。
在本发明中，所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、己酸甲酯或四氢呋喃中的至少两种。
另一方面，本发明提供了一种硅碳体系锂离子电池，所述锂离子电池包括正极片、负极片、隔离膜和电解液，所述电解液为以上配制的硅碳体系锂离子电池电解液。
本发明制备的硅碳体系锂离子电池优点：(1)充电上限电压可达4.5V，且电解液锂离子电导率高；(2)厚度膨胀和内阻增加小，剩余容量和可恢复容量高；(3)高低温放电均有更高的容量保持率；(4)安全性高，在热箱测试中不起火，不爆炸。
在本发明中，所述正极片包括正极集流体及涂布在正极集流体上的正极膜片，所述负极片包括负极集流体及涂布在负极集流体上的负极膜片。
在本发明中，所述正极膜片包括正极活性材料、粘结剂和导电剂。
在本发明中，所述正极活性材料选自钴酸锂、锂镍锰钴三元材料、膦酸亚铁锂、锰酸锂中的任意一种或至少两种的组合，优选钴酸锂和/或锂镍锰钴三元材料。
在本发明中，所述负极膜片包括负极活性材料、粘结剂和导电剂。
在本发明中，所述负极活性材料为石墨和/或硅材料。
优选地，所述负极活性材料为石墨和硅材料的混合物。
更优选地，硅在负极活性材料中的质量百分含量不超过20％，例如20％、18％、15％、13％、10％、8％、6％、4％、2％、1％或0.5％等。
在本发明中，所述锂离子电池的充电上限电压为4.5V，放电电压下限为2.5V。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的电解液中，使用了包括腈类化合物、亚硫酸丙烯酯和四甲基二胺类化合物作为电解液添加剂，这些添加剂共同作用，可以使电解液在阴极表面成膜，减少溶剂被氧化的情况，提高高电压匹配硅碳负极的循环性能。本发明的电解液应用于锂离子电池充电上限电压可达4.5V，且电解液锂离子电导率高；厚度膨胀和内阻增加小，剩余容量和可恢复容量高；高低温放电均有更高的容量保持率；并且安全性高，在热箱测试中不起火，不爆炸。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例和对比例中，将碳酸二甲酯简写为DMC；碳酸乙烯酯简写为EC；碳酸丙烯酯简写为PC；己烷三腈简写为HTCN；亚硫酸丙烯酯简写为PS；氟代碳酸乙烯酯简写为FEC。
实施例1
在本实施例中，提供锂离子电池电解液A1-1～A1-4的制备，所述电解液的制备步骤为：将碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯以1：1：1的质量比混合，作为有机溶剂；向有机溶剂中加入添加剂，混合均匀后，加入LiPF6，得到混合溶液，即为所述电解液。所得电解液的编号与电解液添加剂的组成关系以及电解液的电导率结果如表1-1所示：
表1-1
Figure BDA0001700119180000071
对比例1
与实施例1中A1-1的区别仅在于四甲基己二胺的添加量不同，其余组分与组分配比以及制备方法均与A1-1相同，所得电解液的编号为B1-1和B1-2，电解液以及其添加剂的组成关系以及电解液的电导率结果如表1-2所示：
表1-2
Figure BDA0001700119180000072
实施例2
在本实施例中，提供锂离子电池电解液A2-1～A2-12的制备，所述电解液的制备步骤为：将碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯以1：1：1的质量比混合，作为有机溶剂；向有机溶剂中加入添加剂，混合均匀后，加入LiPF6，得到混合溶液，即为所述电解液。所得电解液的编号与电解液添加剂的组成关系以及电解液的电导率结果如表2-1所示：
表2-1
Figure BDA0001700119180000081
对比例2
电解液编号B2-1和B2-2与实施例2中A2-1的区别仅在于己烷三腈的添加量不同，其余组分与组分配比以及制备方法均与A2-1相同；电解液编号B2-3和B2-4与实施例2中A2-1的区别仅在于亚硫酸丙烯酯的添加量不同，其余组分与组分配比以及制备方法均与A2-1相同；电解液编号B2-5与实施例2中A2-1的区别仅在于氟代碳酸乙烯酯的添加量不同，其余组分与组分配比以及制备方法均与A2-1相同；电解液编号B2-6和B2-7与实施例2中A2-1的区别仅在于六氟磷酸锂的添加量不同，其余组分与组分配比以及制备方法均与A2-1相同；电解液的编号以及其添加剂的组成关系以及电解液的电导率结果如表2-2所示：
表2-2
Figure BDA0001700119180000091
实施例3
利用实施例1-2和对比例1-2制备得到的电解液来制备锂离子电池，该锂离子电池包括正极片、负极片、隔离膜和电解液。
正极片的制作：
将正极活性物质钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按重量比96：2：2在N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料；将此浆料涂覆于正极集流体AA箔上，烘干、冷压，得到正极极片。
负极片的制作：
将负极活性物质硅碳、导电剂乙炔黑、粘结剂己苯橡胶(SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)按照重量比95：2：2：1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的阳极浆料；将此浆料涂覆于阳极集流体Cu箔上，烘干、冷压，得到负极极片。
锂离子电池的制作：
将正极极片、隔离膜(PE多孔聚合物薄膜)、阳极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正阳极中间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将裸电芯置于外包装袋中，分别将实施例1-2和对比例1-2所得的电解液注入到干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，即完成锂离子电池的制备。
采用实施例1-2和对比例1-2制备得到的锂离子电池分别记为C1-1～C1-4、C2-1～C2-13、和D1-1～D1-2、D2-1～D2-7。
实施例4
对电池C1-1～C1-4、C2-1～C2-13和D1-1～D1-2、D2-1～D2-7进行60℃下储存性能测试，其操作步骤为：将电池C1-1～C1-4、C2-1～C2-13和D1-1～D1-2、D2-1～D2-7分别以0.5C的倍率恒流充电至4.5V，4.5V恒压充电至电流为0.025C，再以0.5C倍率放电至2.5V，该放电容量记为电池存储前的放电容量；之后，以0.5C倍率恒流充电至4.5V，再4.5V恒压充电至电流为0.025C，使其处于4.5V满充状态，测试电池存储前的厚度和内阻；然后，将满电电池放入60℃恒温箱中，存储10天后取出测电池的厚度和内阻。电池的厚度和内阻增加率的计算公式如下：
厚度增加率(％)＝(存储后厚度-存储前厚度)÷存储前厚度×100％
内阻增加率(％)＝(存储后内阻-存储前内阻)÷存储前内阻×100％
将存储后的电池放置至冷却到室温后，以0.5C电流放电至2.5V，该放电容量即为电池存储后的残留容量；然后，以0.5C倍率恒流充电至4.5V，4.5V恒压充电至电流为0.025C，再以0.5C倍率放电至2.5V，该放电容量即为电池存储后的可逆放电容量；通过放电容量、存储后的残留容量和可逆放电容量的数值，可计算电池高温存储后的容量保持率和容量恢复率。
容量保持率(％)＝存储后残留容量(mAh)÷存储前放电容量(mAh)×100％
容量恢复率(％)＝存储后可逆容量(mAh)÷存储前放电容量(mAh)×100％
电池C1-1～C1-4、C2-1～C2-13和D1-1～D1-2、D2-1～D2-7的高温存储测试结果详见表3。
表3
Figure BDA0001700119180000111
Figure BDA0001700119180000121
实施例5
对电池C1-1～C1-4、C2-1～C2-13和D1-1～D1-2、D2-1～D2-7进行循环性能测试，操作步骤为：在25℃下以0.5C电流恒流充电至4.5V，在4.5V下，恒压充电至0.05C；电池满充后静置5分钟，再在不同温度下(-20℃、-10℃、0℃、25℃、55℃)以0.5C倍率放电至2.5V，记下不同温度的放电容量，并计算容量保持率。
容量保持率＝不同温度的放电容量/25℃放电容量×100％。
电池C1-1～C1-4、C2-1～C2-13和D1-1～D1-2、D2-1～D2-7在不同温度放电容量保持率测试结果详见表4。
表4
高低温容量保持率％ -20℃ -10℃ 0℃ 25℃ 55℃
C1-1 95.6 96.2 97.3 100 100.5
C1-2 96.2 96.9 98.6 100 100.8
C1-3 95.5 96.2 98.1 100 100.7
C1-4 94.8 95.3 96.5 100 100.2
D1-1 85.6 88.5 91.5 100 99.5
D1-2 86.3 87.3 92.5 100 99.7
C2-1 95.7 96.6 97.5 100 100.2
C2-2 96.5 96.8 98.7 100 100.3
C2-3 95.3 96.4 98.3 100 100.1
C2-4 94.5 95.5 96.2 100 100.5
C2-5 85.3 88.2 91.1 100 100.7
C2-6 95.1 96.3 97.5 100 100.6
C2-7 96.3 96.1 98.7 100 100.8
C2-8 95.2 96.2 98.1 100 100.2
C2-9 95.6 96.3 97.3 100 100.5
C2-10 96.2 96.8 98.9 100 100.2
C2-11 95.8 96.7 98.6 100 100.7
C2-12 94.3 95.5 96.7 100 100.1
C2-13 85.7 88.3 91.9 100 100.6
D2-1 85.5 88.9 91.3 100 99.8
D2-2 86.6 87.1 92.2 100 99.3
D2-3 85.3 88.7 91.6 100 99.6
D2-4 86.2 87.3 92.3 100 99.5
D2-5 85.8 88.3 91.8 100 99.7
D2-6 85.5 88.2 91.8 100 99.1
D2-7 86.8 87.5 92.7 100 99.3
实施例6
对电池C1-1～C1-4、C2-1～C2-13和D1-1～D1-2、D2-1～D2-7进行热箱性能测试，操作步骤：在25℃下，以0.5C的倍率恒流充电至4.5V，然后恒压充电至电流为0.05C，然后将电池放入热箱中；热箱从常温开始升温，5℃/min，到150℃恒定30min。
电池C1-1～C1-4、C2-1～C2-13和D1-1～D1-2、D2-1～D2-7过充性能测试结果见表5。
表5
Figure BDA0001700119180000141
Figure BDA0001700119180000151
根据如上对电池储存性能、循环性能以及热性能的测试，可以看出，添加以己烷三腈、亚硫酸丙烯酯和四甲基己二胺的电解液的电池具有更好的安全性能，并且利用本发明的电解液组分相互配合，可以使得电池的循环性能、存储性能都得到明显的提升，尤其是可以应用于高电压-硅碳体系锂离子电池体系，在保证电池的循环性能、存储性能的同时，可以把锂离子电池的工作电压提高至4.5V，提高能量密度，同时还能明显提高电解液的热滥用性能，提高安全可靠性。
本发明通过上述实施例来说明本发明的硅碳体系锂离子电池电解液及硅碳体系锂离子电池，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (24)

1.一种硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述添加剂由腈类化合物、亚硫酸丙烯酯和四甲基二胺类化合物以及氟代碳酸乙烯酯组成；
所述腈类化合物在电解液中的质量百分含量为0.5％～5％；
所述亚硫酸丙烯酯在电解液中的质量百分含量为0.5％～10％；
所述四甲基二胺类化合物在电解液中的质量百分含量为1％～30％；
所述腈类化合物为己烷三腈；
所述四甲基二胺类化合物为四甲基己二胺。
2.根据权利要求1所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述腈类化合物在电解液中的质量百分含量为0.5％～3％。
3.根据权利要求2所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述腈类化合物在电解液中的质量百分含量为2％。
4.根据权利要求1所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述亚硫酸丙烯酯在电解液中的质量百分含量为3％～7％。
5.根据权利要求4所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述亚硫酸丙烯酯在电解液中的质量百分含量为3％。
6.根据权利要求1所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述四甲基二胺类化合物在电解液中的质量百分含量为5％～20％。
7.根据权利要求1所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述氟代碳酸乙烯酯在电解液中的质量百分含量为0.1％～15％。
8.根据权利要求7所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述氟代碳酸乙烯酯在电解液中的质量百分含量为7％。
9.根据权利要求1所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解质锂盐为有机锂盐或无机锂盐中的任意一种或至少两种的组合。
10.根据权利要求9所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解质锂盐选自含有氟元素的锂盐化合物中的任意一种或至少两种的组合。
11.根据权利要求10所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂盐、六氟砷酸锂盐、三氟磺酰锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂或三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的任意一种或至少两种的组合。
12.根据权利要求1所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解质锂盐在电解液中的浓度为0.5～2mol/L。
13.根据权利要求1所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解质锂盐在电解液中的浓度为0.9～1.3mol/L。
14.根据权利要求1所述的硅碳体系锂离子电池电解液，其特征在于，所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、己酸甲酯或四氢呋喃中的至少两种。
15.一种硅碳体系锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极片、负极片、隔离膜和电解液，所述电解液为权利要求1-14中任一项所述的硅碳体系锂离子电池电解液。
16.根据权利要求15所述的硅碳体系锂离子电池，其特征在于，所述正极片包括正极集流体及涂布在正极集流体上的正极膜片，所述负极片包括负极集流体及涂布在负极集流体上的负极膜片。
17.根据权利要求16所述的硅碳体系锂离子电池，其特征在于，所述正极膜片包括正极活性材料、粘结剂和导电剂。
18.根据权利要求16所述的硅碳体系锂离子电池，其特征在于，所述负极膜片包括负极活性材料、粘结剂和导电剂。
19.根据权利要求17所述的硅碳体系锂离子电池，其特征在于，所述正极活性材料选自钴酸锂、镍锰钴三元材料、磷酸亚铁锂、锰酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
20.根据权利要求19所述的硅碳体系锂离子电池，其特征在于，所述正极活性材料选自钴酸锂和/或锂镍锰钴三元材料。
21.根据权利要求18所述的硅碳体系锂离子电池，其特征在于，所述负极活性材料为石墨和/或硅材料。
22.根据权利要求21所述的硅碳体系锂离子电池，其特征在于，所述负极活性材料为石墨和硅材料的混合物。
23.根据权利要求22所述的硅碳体系锂离子电池，其特征在于，硅在负极活性材料中的质量百分含量不超过20％。
24.根据权利要求15所述的硅碳体系锂离子电池，其特征在于，所述硅碳体系锂离子电池的充电上限电压为4.5V，放电电压下限为2.5V。
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