CN111769329A

CN111769329A - 锂离子电池

Info

Publication number: CN111769329A
Application number: CN202010668302.1A
Authority: CN
Inventors: 陈培培; 冯绍伟; 付成华; 龙兵; 唐超
Original assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Current assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2020-10-13
Anticipated expiration: 2035-07-31
Also published as: CN105098242A; CN105098242B; CN111769329B

Abstract

本申请涉及一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极片、负极片、电解液；其中，位于所述正极集流体上的单面的所述正极活性物质层的涂布重量在0.026g/cm²以下，位于所述负极集流体上的单面的所述负极活性物质层的涂布重量在0.013g/cm²以下；电解液包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，其中，所述添加剂包括二氟磷酸锂和环状硫酸酯类化合物。将本申请提供的电解液应用到锂离子电池中，特别的，将上述电解液应用到极片的单面的活性物质层的涂布重量高的锂离子电池中后，不仅提高了锂离子电池的高温循环性能，而且提高了锂离子电池的倍率性能和低温放电性能。

Description

锂离子电池

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体地，涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池，特别地，该电解液适用于极片上的活性材料的涂布量高的锂离子电池中。

背景技术

在飞速发展的信息时代中，手机、笔记本、相机等电子产品的需求逐年增加，锂离子电池在这些领域中得到了广泛的应用。与此同时，锂离子电池在电动汽车、混合动力汽车、储能设备等领域也已活跃的发展起来。

锂离子电池作为电子产品的工作电源，具有能量密度高、无记忆效应、工作电压高等突出的特点，正逐步取代传统的Ni-Cd电池、MH-Ni电池。然而，随着电子产品市场需求的扩大及动力、储能设备的发展，人们对锂离子电池的能量密度的要求也不断提高，因此，开发具有高能量密度的锂离子电池成为当务之急。

目前，提高锂离子电池的能量密度主要有以下几种方式：

一、开发高电压阴极材料，但是目前应用于4.4V以上的阴极材料还不完善，而且部分电解液在高电压下不稳定；

二、采用高容量的新材料，比如硅材料，但是硅材料膨胀严重，首周库仑效率低，且循环稳定性低；

三、通过提高集流体上的活性物质层的涂布重量，从而提高锂离子电池的能量密度。这种方法虽然具有较高的应用可行性，但是单位集流体上的活性物质的涂布重量的提高会导致锂离子电池的动力学恶化严重，例如会严重影响锂离子的迁移率，从而使得锂离子电池出现倍率性能差、低温性能差等现象。

因此，现在亟需提供一种电解液，使其在锂离子电池中的集流体上的活性物质层的涂布重量高的条件下进行应用后，能够提高锂离子电池的高温循环性能、倍率性能以及低温放电性能。

发明内容

为了解决上述问题，本申请人进行了锐意研究，结果发现：包含有二氟磷酸锂和环状硫酸酯类化合物的电解液，应用在锂离电池中后，特别是应用在位于集流体上的单面的活性物质层的涂布重量高的锂离子电池中后，能够提高锂离子电池的高温循环性能、倍率性能以及低温放电性能，从而完成本申请。

本申请的目的在于提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，其中，所述添加剂包括二氟磷酸锂和环状硫酸酯类化合物。

特别的，所述环状硫酸酯类化合物为选自由下述式Ⅰ和式Ⅱ所示的化合物中的一种或多种：

其中，在所述式Ⅰ中，n为1～3的整数，

在所述式Ⅱ中，m为0～3的整数，

在所述式Ⅰ和式Ⅱ中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈各自独立地为选自氢原子、卤原子、氰基、羧基、磺酸基、碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为2～20的不饱和烃基、以及上述碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为2～20的不饱和烃基被卤原子取代所形成的基团中的一种，其中，卤原子为F、Cl、Br、I。

本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片、锂电池隔膜和本申请所提供的电解液，其中，所述正极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体上的正极活性物质层，其中，所述正极活性物质层包括正极活性材料；所述负极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体上的负极活性物质层，其中，所述负极活性物质层包括负极活性材料；所述锂电池隔膜位于正极片和负极片之间。

特别的，在上述锂离子电池中，位于所述正极集流体上的单面的正极活性物质层的涂布重量在0.026g/cm²以下，位于所述负极集流体上的单面的负极活性物质层的涂布重量的在0.013g/cm²以下。

本申请提供的电解液，应用到锂离子电池中，特别是当应用到位于极片上的单面的活性物质层的涂布重量高的锂离子电池中后，不仅能够提高锂离子电池的高温循环性能，而且能够提高锂离子电池的倍率性能和低温放电性能。

具体实施方式

下面通过对本申请进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

本申请的目的在于提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，其中，所述添加剂包括二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)和环状硫酸酯类化合物。

在上述电解液中，所提及的环状硫酸酯类化合物为含有-O-SO₂-O-基团的环状化合物。特别的，-O-SO₂-O-基团位于环状化合物的环上。

在优选的实施方式中，环状化合物可为五元环状化合物、六元环状化合物、七元环状化合物、八元环状化合物。进一步地，优选为五元环状化合物、六元环状化合物、八元环状化合物，更进一步地，优选为五元环状化合物和/或六元环状化合物。其中，在环上有几个原子，该环就称“几元环”。

在上述电解液中，环状硫酸酯类化合物的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择。

在优选的实施方式中，所述环状硫酸酯类化合物为选自由下述式Ⅰ和式Ⅱ所示的化合物中的一种或多种：

在上述式Ⅰ中，n为1～3的整数，进一步的，n优选为1～2。

当n选取2以上的整数时，除连接有取代基R₁、R₂的碳原子外，位于不同位置的碳原子上的取代基可以相同，也可以完全不同，又或者是两个以上不同位置的碳原子上的取代基相同，并不受到具体的标号的限制。例如，当n为2时，除连接有取代基R₁、R₂的碳原子外，剩余两个碳原子上的四个取代基可以完全相同，也可以完全不同，又或者是四个取代基中的任意两者以上相同。

在上述式Ⅱ中，m为0～3的整数，进一步的，m优选为0～1。

当m选取2以上的整数时，除连接有取代基R₅、R₆的碳原子外，位于不同位置的碳原子上的取代基的类型可以相同，也可以完全不同，又或者是两个以上不同位置的碳原子上的取代基相同，并不受到具体的标号的限制。例如，当m为2时，除连接有取代基R₅、R₆的碳原子外，剩余两个碳原子上的四个取代基可以完全相同，也可以完全不同，又或者是四个取代基中的任意两者以上相同。

在上述式Ⅰ和式Ⅱ中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈各自独立地为选自氢原子、卤原子、氰基、羧基、磺酸基、碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为2～20的不饱和烃基、以及上述碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为2～20的不饱和烃基被卤原子取代所形成的基团中的一种，其中，卤原子为F、Cl、Br、I。

特别的，在碳原子数为2～20的不饱和烃基中，不饱和烃基为链状不饱和烃基。

在上述式Ⅰ中，R₁、R₂、R₃、R₄可以互不相同，也可以完全相同，或者是R₁、R₂、R₃、R₄中的任意二者相同，又或者是R₁、R₂、R₃、R₄中的任意三者相同。

在上述式Ⅱ中，R₅、R₆、R₇、R₈可以互不相同，也可以完全相同，或者是R₅、R₆、R₇、R₈中的任意二者相同，又或者是R₅、R₆、R₇、R₈中的任意三者相同。

当选择碳原子数为1～20的烷烃基时，烷烃基的具体种类并没有特别的限制，例如链状烷烃基、环状烷烃基均可。其中，链状烷烃基包括直链烷烃基和支链烷烃基。特别的，选择直链烷烃基。

优选地，选择碳原子数为1～10的烷烃基，进一步优选地，选择碳原子数为1～5的烷烃基，更进一步优选地，选择碳原子数为1～3的烷烃基。

作为烷烃基的实例，具体可以举出：甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环戊基、正己基、异己基、环己基、庚基、环庚基、辛基、环辛基、壬基、癸基、十一烷烃基、十二烷烃基、十三烷烃基、十四烷烃基、十五烷烃基、十六烷烃基、十七烷烃基、十八烷烃基、十九烷烃基、二十烷烃基。

当选择碳原子数为2～20的不饱和烃基时，不饱和烃基的具体种类并没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。特别的，选择烯基、炔基。其中，不饱和键的个数以及不饱和键的位置并没有特别的限制，可根据实际情况选择所需结构的不饱和烃基。例如，不饱和键的个数可为1个、2个、3个或4个。特别的，不饱和键位于不饱和烃基的末端，其中，所述末端即为远离不饱和烃基与环相连接的位置。

当不饱和键为1个时，特别的，不饱和键位于所选择的不饱和烃基的末端，例如，当碳原子数大于等于3时，不饱和键上的碳原子不与环相连接。

在优选的实施方式中，选择碳原子数为2～10的不饱和烃基，进一步优选地，选择碳原子数为2～5的不饱和烃基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～3的不饱和烃基。

作为不饱和烃基的实例，具体可以举出：-CH＝CH₂、-CH₂-CH＝CH₂、-CH₂CH₂-CH＝CH₂、-CH₂CH₂CH₂-CH＝CH₂、-C≡CH、-CH₂-C≡CH、-CH₂CH₂-C≡CH、-CH₂CH₂CH₂-C≡CH、-CH＝CH-CH＝CH₂。

当碳原子数为1～20的烷烃基被卤原子取代时，卤原子的取代个数及其取代位置并没有特别的限制，可根据实际需求对上述烷烃基上的部分氢原子或者全部氢原子进行取代。例如，卤原子的个数可为1个、2个、3个或4个。特别的，卤原子为F、Cl。

当卤原子取代的个数为2个以上时，卤原子的种类可以相同，也可以完全不同，又或者是所选取的卤原子的种类部分相同。

作为烷烃基被卤原子取代所形成的基团的实例，具体可以举出：

其中，X为F、Cl、Br、I中的一种。

当碳原子数为2～20的不饱和烃基被卤原子取代时，卤原子的取代个数及其取代位置并没有特别的限制，可根据实际需求对上述不饱和烃基上的部分氢原子或者全部氢原子进行取代。例如，卤原子的个数可为1个、2个、3个或4个。特别的，卤原子为F、Cl。

当不饱和烃基被卤原子取代所形成的基团的实例，具体可以举出：

-CH₂CH₂CH₂-C≡C-X，其中，X为F、Cl、Br、I中的一种。

在优选的实施方式中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈各自独立地为选自氢原子、氟原子、氯原子、碳原子数为1～10的烷烃基、碳原子数为2～10的不饱和烃基、以及上述碳原子数为1～10的烷烃基、碳原子数为2～10的不饱和烃基被氟原子、氯原子取代所形成的基团中的一种。

在进一步优选的实施方式中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈各自独立地为选自氢原子、碳原子数为1～5的烷烃基、碳原子数为2～5的不饱和烃基、以及上述碳原子数为1～5的烷烃基、碳原子数为2～5的不饱和烃基被氟原子、氯原子取代所形成的基团中的一种。

在更进一步优选的实施方式中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈各自独立地为选自氢原子、碳原子数为1～3的烷烃基、碳原子数为2～3的不饱和烃基中的一种，特别的，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈各自独立地为氢原子、碳原子数为1～3的烷烃基、碳原子数为2～3的烯基、碳原子数为2～3的炔基中的一种。

作为环状硫酸酯类化合物的实例，具体可以举出：

在本申请中，所述环状硫酸酯类化合物和二氟磷酸锂的来源均不受到特别的限制，均可通过商购获得或是按照常规方法进行合成获得。

经本申请人研究发现，当电解液中同时包含有二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)和环状硫酸酯类化合物时，将该电解液应用到极片上的活性物质的涂布重量高的锂离子电池中后，不仅能够提高该锂离子电池的高温循环性能，特别的，提高锂离子电池在55～60℃下的循环性能，而且还能够提高锂离子电池的倍率性能和锂离子电池的低温放电性能，其中，所提到的低温为-10～0℃。

特别的，本申请提供的电解液也适合于位于集流体上的单面的活性物质层的涂布重量高的锂离子电池中。其中，阴极上的活性物质层的涂布重量的上限可达0.026g/cm²，阴极上的活性物质层的涂布重量的下限并不受到具体的限制，只要根据需求进行涂覆即可，阳极上的活性物质层的涂布重量的上限可达0.013g/cm²，阳极上的活性物质的涂布重量的下限并不受到具体的限制，只要根据需求进行涂覆即可。上述所提及的涂布重量均为位于集流体上的单面的活性物质层的涂布重量。

特别的，在本申请中，正、负极片的涂布重量测试方法如下：取集流体箔材20片，其中每一片的面积均为S，分别称其重量，取其平均值，记为M1；在每一片集流体箔材的单面涂覆相同重量的浆料，涂覆均匀后，在120℃下干燥1小时后，经检测基本不含溶剂。然后分别对干燥后的单面涂覆浆料的集流体箔材称取重量，取其平均值，记为M2；则位于集流体上的单面的活性物质层的涂布重量M3由下式计算得到。

M3＝(M2-M1)/S

在本申请中，所述活性物质层位于锂离子电池中的正极片或负极片上，其中，活性物质层包括活性材料、粘结剂和导电剂，其中，活性材料又包括正极活性材料或负极活性材料。

在上述电解液中，环状硫酸酯类化合物的含量并没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。

在优选的实施方式中，环状硫酸酯类化合物的含量为电解液的总重量的0.01～3％，进一步的，环状硫酸酯类化合物的含量为电解液的总重量的0.15～2.5％，更进一步的，环状硫酸酯类化合物的含量为电解液的总重量的0.3～1.5％。

经研究发现，若环状硫酸酯类化合物的含量过低时，将电解液应用到锂离电池中后，锂离子电池的低温性能基本得不到改善，而当环状硫酸酯类化合物的含量过高时，则会导致电解液在极片表面形成较厚的固体电解质界面(solid electrolyte interface，简称SEI)膜，反而会导致锂离子电池的低温性能进一步恶化。

在优选的实施方式中，二氟磷酸锂的含量为电解液的总重量的0.05～0.8％，进一步的，二氟磷酸锂的含量为电解液的总重量的0.15～0.55％，更进一步的，二氟磷酸锂的含量为电解液的总重量的0.2～0.4％。

经研究发现，若LiPO₂F₂的含量过低时，电解液对锂离子电池的正极基本无改善作用，若LiPO₂F₂的含量过高时，电解液会钝化正极和负极，使得锂离子电池的动力学性能变差，例如，会降低锂离子的迁移率，并且降低锂离子电池的高温循环性能、倍率性能以及低温放电性能。

在上述电解液中，锂盐的具体种类并没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。

在优选的实施方式中，所述锂盐为选自下述化合物中的一种或多种：六氟磷酸锂(LiPF₆)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiN(CF₃SO₂)₂，简写为LiTFSI)、高氯酸锂(LiClO₄)、六氟砷酸锂(LiAsF₆)、双草酸硼酸锂(LiB(C₂O₄)₂，简写为LiBOB)、三氟甲烷磺酸锂(LiCF₃SO₃)。

在上述电解液中，所述锂盐的含量并没有特别的限制，可根据实际需求进行选择添加，例如，选择常规添加量即可。

特别的，锂盐的含量为使得锂盐在电解液中的摩尔浓度为0.5～2mol/L，更特别的，锂盐的含量为使得锂盐在电解液中的摩尔浓度为0.9～1.3mol/L。

在本申请中，有机溶剂的具体种类并没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。特别的，选用非水有机溶剂中的一种或多种。

作为非水有机溶剂的实例，具体可以举出：碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、四氢呋喃。

在本申请中，电解液的制备方法并没有特别的限制，可按照常规方法制备，只要将电解液中的物料混合均匀即可。例如，将锂盐、二氟磷酸锂、环状硫酸酯类化合物加入到有溶剂中进行混合，获得电解液。其中，物料的添加顺序并没有特别的限制。特别的，先将锂盐加入到有机溶剂中，然后将二氟磷酸锂和环状硫酸酯类化合物共同加入到有机溶剂中进行混合，特别的，混合均匀后，获得电解液。

本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片、锂电池隔膜和电解液，其中，电解液为本申请提供的电解液。

在上述锂离子电池中，所述正极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体上的正极活性物质层，其中，所述正极活性物质层包括正极活性材料，还包括粘接剂和导电剂；所述负极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体上的负极活性物质层，其中，所述负极活性物质层包括负极活性材料，还包括粘接剂和导电剂；所述锂电池隔膜位于正极片和负极片之间。其中，正极集流体、正极活性材料、负极集流体、负极活性材料、粘结剂、导电剂以及锂电池隔膜的具体种类均不受到具体的限制，均为常规原料，可根据需求进行选择。

在上述锂离子电池中，位于正极集流体上的正极活性物质层的涂布重量的上限可达0.026g/cm²，特别的，涂布重量为0.02g/cm²，位于正极集流体上的正活性物质的涂布重量的下限并不受到具体的限制，只要根据需求进行涂覆即可；位于负极集流体上的负极活性物质层的涂布重量的上限可达0.013g/cm²，特别的，涂布重量为0.01g/cm²，位于负极集流体上的负极活性物质层的涂布重量的下限并不受到具体的限制，只要根据需求进行涂覆即可。其中，所提及的活性物质层的涂布重量为位于集流体上的单面的活性物质层的涂布重量。

特别的，在上述锂离子电池中，正极集流体可选用铝箔；负极集流体可选用铜箔；粘结剂可选用聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素钠(CMC)中的一种或多种；导电剂可选用超导碳、碳纳米管、石墨烯和碳纳米纤维中的一种或多种；锂电池隔膜可选用聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯以及上述聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯的多层复合膜；上述提及了各个物料的具体种类，但不仅限于上述所举出的正极集流体、负极集流体、粘结剂、导电剂、锂电池隔膜材料。

在优选的实施方式中，所述正极活性材料为钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和锂镍锰钴三元材料中的一种或多种。

在优选的实施方式中，所述负极活性材料选自金属锂、天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(简写为MCMB)、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO₂、尖晶石结构的锂化TiO₂-Li₄Ti₅O₁₂、Li-Al合金中的一种或多种。

由于在锂离子电池中包含有本申请提供的电解液，因此，由本申请提供的锂离子电池具有优异的高温循环性能，特别的，在55～60℃下，具有优异的高温循环性能，另外，本申请提供的锂离子电池具有良好的倍率性能以及优异的低温放电性能，其中，在-10～0℃下，具有优异的低温放电性能。

本申请提供的锂离子电池的制备方法在本领域中是公知的，可以按现有的锂离子电池制备方法制造本申请所提供的锂离子电池。

实施例

以下通过具体实例进一步描述本申请。不过这些实例仅仅是范例性的，并不对本申请的保护范围构成任何限制。

在下述实施例、对比例以及试验例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。

在下述实验例、对比例以及试验例中，所用到的物料如下所示：

有机溶剂：碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)。

锂盐：LiPF₆、LiAsF₆、LiClO₄、LiB(C₂O₄)₂、LiN(CF₃SO₂)₂、LiCF₃SO₃。

二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)。

环状硫酸酯类化合物：

锂电池隔膜：厚度为12μm的聚丙烯隔离膜。

实施例1～20电解液1^#～20^#的制备

在实施例1～20中均按照下述制备方法依次制备得到电解液1^#～20^#：

在干燥房中，在EC、PC和DEC的混合液中加入锂盐，然后加入LiPO₂F₂和环状硫酸酯类化合物，混合均匀后，制备得到电解液，其中，EC和PP提及比为EC：PC：DEC＝20:20:60，锂盐在电解液中的摩尔浓度为1mol/L。

在上述实施例1～20中，所采用的锂盐、环状硫酸酯类化合物的具体种类以及各个物料的含量和LiPO₂F₂的含量如下表1中所示。其中，在下述表1中，环状硫酸酯类化合物的含量为基于电解液的总重量计算得到的重量百分数，LiPO₂F₂的含量为基于电解液的总重量计算得到的重量百分数。

表1

对比例1～6

在对比例1～6中均按照实施例中所给出的制备方法依次制备得到电解液1～6，其中，所用到的各个物料的添加量如下表2中所示，在下述表1中，环状硫酸酯类化合物的含量为基于电解液的总重量计算得到的重量百分数，LiPO₂F₂的含量为基于电解液的总重量计算得到的重量百分数。

表2

注：“-”表示不添加任何物质。

试验例

锂离子电池的制备

将实施例和对比例中得到的电解液1^#～20^#、电解液1～6均分别按照下述步骤依次制备得到锂离子电池1^#～20^#，锂离子电池1～6：

(1)正极片制备

正极片1：

将钴酸锂(LiCoO₂)、粘结剂(聚偏氟乙烯)、导电剂(乙炔黑)按照质量比为钴酸锂：聚偏氟乙烯：乙炔黑＝98:1:1进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)，在真空搅拌机作用下搅拌至体系成均一透明状，获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆于厚度为12μm的铝箔上；将铝箔在室温晾干后转移至120℃烘箱干燥1h，正极浆料形成正极活性物质层，然后经过冷压、分切得到正极片，其中，位于铝箔上的单面的正极活性物质层的涂布重量为0.0200g/cm²。

正极片2：

按照正极片1的方法进行正极片2的制备，其中，正极浆料干燥后所形成的正极活性物质层不同，位于铝箔上的单面的正极活性物质层的涂布重量为0.026g/cm²，其余条件不变。

(2)负极片制备

负极片1：

将人造石墨、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)溶液、粘结剂丁苯橡胶乳液按照质量比为人造石墨：羧甲基纤维素钠：丁苯橡胶乳液＝98:1:1混合，加入到去离子水溶剂后，在真空搅拌机搅拌的搅拌作用下获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在厚度为8μm铜箔上；将铜箔在室温晾干后转移至120℃烘箱干燥1h，负极浆料形成负极活性物质层，然后经过冷压、分切得到负极片，其中，位于铜箔上的单面的负极活性物质层的涂布重量为0.010g/cm²。

负极片2：

按照负极片1的方法进行负极片2的制备，其中，负极浆料干燥后所形成的负极活性物质层不同，位于铝箔上的单面的负极活性物质层的涂布重量为0.0130g/cm²，其余条件不变。

(3)锂离子电池的制备

将上述正极片、负极片用锂电池分隔开，再卷绕成方形的裸电芯后，装入铝塑膜，然后在80℃下烘烤除水后，注入相应的电解液、封口，经静置、热冷压、化成、夹具、分容等工序后，得到成品的锂离子电池。

锂离子电池性能测试

(1)锂离子电池的高温循环性能测试

将制备得到的锂离子电池均分别按照下述方法进行测试：

在55℃下之后在4.4V下恒压充电至0.05C，并静置5分钟，之后以0.5C倍率恒流放电至3.0V，此为一个充放电循环过程，此次的放电容量为锂离子电池的首次放电容量，之后按照上述循环条件，分别进行40、80、120、200、500次充放电循环，则相应的锂离子电池、电池中的电解液以及正、负极片和测试得到的结果如表3中所示。其中，循环保持率按照下式进行计算。

锂离子电池第N次循环后的容量保持率(％)＝(第N次循环的放电容量/首次放电容量)×100％

表3

(2)锂离子电池倍率性能测试

将制备得到的锂离子电池均分别按照下述方法进行测试：

在25℃下，将锂离子电池静置30分钟，之后以0.5C倍率恒流充电至4.4V，之后在4.4V下恒压充电至0.05C，并静置5分钟，然后将锂离子电池分别以0.2C、0.5C、1.0C、2.0C的不同倍率下放电至3.0V，每次放电结束之后，再静置5分钟，记录锂离子电池的放电容量。其中，以0.2C倍率放电时的放电容量为基准，通过下式分别计算得到锂离子电池在不同放电倍率下的放电容量比，则相应的锂离子电池、电池中所选用的电解液以及正、负极片和测试得到的结果如表4中所示。

锂离子电池的倍率放电容量比(％)＝(相应倍率下的放电容量/0.2C倍率下的放电容量)×100％

(3)锂离子电池的低温放电性能测试

将制备得到的锂离子电池均分别按照下述方法进行测试：

在25℃下，将锂离子电池静置30分钟，再以0.5C恒流充电至4.4V，之后在4.4V下恒压充电至0.05C，并静置5分钟，然后将锂离子电池分别在25℃、0℃、-10℃不同温度下静止4h后，均以0.5C以放电至3.0V，每次放电结束之后，再静置5分钟，记录锂离子电池的放电容量。以25℃放电容量为基准，计算得到锂离子电池在不同温度下的放电容量比，则相应的锂离子电池、电池中的电解液以及正、负极片和测试得到的结果如表4中所示。

锂离子电池不同温度下的放电容量比(％)＝(相应温度下的放电容量/25℃放电容量)×100％。

表4

由上述表3和表4可以得知，相比起锂离子电池1～6测试得到的循环后的容量保持率，不同倍率下的放电容量比以及低温下的放电容量比，锂离子电池1^#～20^#的综合性能得到了提升，例如，循环后的容量保持率，不同倍率下的放电容量比以及低温下的放电容量比，均得到了较大幅度的提升。

由此可以得知，将本申请提供的电解液，应用到锂离子电池中，特别是应用到位于极片上的单面的活性物质层的涂布重量高的锂离子电池中，仍然能够提高锂离子电池的综合性能，例如循环性能、倍率性能以及低温放电性能。

根据上述说明书的揭示，本申请所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本申请并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本申请的一些修改和变更也应当落入本申请的权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片、电解液，其中，所述正极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体上的正极活性物质层，其中，所述正极活性物质层包括正极活性材料；所述负极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体上的负极活性物质层，其中，所述负极活性物质层包括负极活性材料；所述锂电池隔膜位于正极片和负极片之间，其特征在于，位于所述正极集流体上的单面的所述正极活性物质层的涂布重量在0.026g/cm²以下，位于所述负极集流体上的单面的所述负极活性物质层的涂布重量在0.013g/cm²以下；所述电解液，包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，其中，所述添加剂包括二氟磷酸锂和环状硫酸酯类化合物，所述环状硫酸酯类化合物为选自由下述式Ⅰ和式Ⅱ所示的化合物中的一种或多种：

其中，在所述式Ⅰ中，n为1～3的整数，

在所述式Ⅱ中，m为0～3的整数，

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，在所述式Ⅰ和式Ⅱ中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈各自独立地为选自氢原子、卤原子、氰基、羧基、磺酸基、碳原子数为1～10的烷烃基、碳原子数为2～10的不饱和烃基、以及上述碳原子数为1～10的烷烃基、碳原子数为2～10的不饱和烃基被卤原子取代所形成的基团中的一种。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述环状硫酸酯类化合物的含量为电解液的总重量的0.01～3％。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述二氟磷酸锂的含量为电解液的总重量的0.05～0.8％。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐为选自六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双草酸硼酸锂和三氟甲烷磺酸锂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述有机溶剂为选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯和四氢呋喃中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性材料为钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂以及锂镍锰钴三元材料中的一种或多种，所述负极活性材料选自金属锂、天然石墨、人造石墨、中间相微碳球、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO₂、尖晶石结构的锂化TiO₂-Li₄Ti₅O₁₂、Li-Al合金中的一种或多种。