CN114122495A - 锂离子电池 - Google Patents

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CN114122495A CN202010901466.4A CN202010901466A CN114122495A CN 114122495 A CN114122495 A CN 114122495A CN 202010901466 A CN202010901466 A CN 202010901466A CN 114122495 A CN114122495 A CN 114122495A
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Abstract

本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种磷酸铁锂电池。该电池包括正极、负极、置于正极与负极之间的隔膜以及非水电解液，所述正极活性材料含LiFePO4；所述非水电解液包括有机溶剂、锂盐、碳酸亚乙烯酯和本发明提供的化合物，且负极材料的压实密度大于等于1.5g/cm3。该锂离子电池具有高温下循环、存储性能良好且阻抗低等优点。

Description

锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种磷酸铁锂电池。
背景技术
磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、绿色环保等一系列独特优点。近年来，随着新能源汽车的快速更新和发展，磷酸铁锂得到了广泛应用，人们对磷酸铁锂电池的耐用度、循环性能以及安全性也提出了更高的要求。
尽管磷酸铁锂电池的制备工艺已经得到了很大的发展，性能也有了较大的提升，但是当磷酸铁锂电池的存储和使用温度过高时，会使电池的性能大大衰减，严重时还会发生气胀。
另外，磷酸铁锂的体积密度与三元材料相比仍有较大差距，为进一步提高磷酸铁锂电池的能量密度，通常会提高电池正负极片的压实密度。但是，提高压实密度往往会使电解液很难渗透到极片内部，从而致使电池制作时的保液量不足，导致电解液和极片间的接触内阻变大，影响电池在高温下的循环和存储性能。
因此，如何改善电池的高温循环和高温存储性能，并降低锂电池的内阻，是磷酸铁锂电池面临的一个难题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的磷酸铁锂电池高温性能不佳、气胀现象严重和电阻增大的问题，提供一种锂离子电池，该锂离子电池具有高温下循环、存储性能良好且阻抗低等优点。
为了实现上述目的，本发明提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括正极、负极、置于正极与负极之间的隔膜、以及非水电解液，
所述正极活性材料含LiFePO4；
所述非水电解液包括有机溶剂、锂盐、碳酸亚乙烯酯和由以下式(1)-式(3)表示的化合物中的一种或多种，
Figure BDA0002659893090000021
式(1)、式(2)和式(3)中，A1、A6、A11各自为：
Figure BDA0002659893090000022
中的一种或多种，A2、A3、A4、A5、A7、A8、A9、A10、A12、A13、A14和A15各自为单键或亚甲基，m、n和p均为0到6的整数，—*表示与A2、A3、A4、A5、A7、A8、A9、A10、A12、A13、A14和A15结合的位置；
负极材料的压实密度大于等于1.5g/cm3。
优选地，所述负极材料的压实密度为1.5-1.9g/cm3。
优选地，正极材料的压实密度大于等于2.3g/cm3；更优选地，所述正极材料的压实密度为2.3-2.7g/cm3。
优选地，式(1)-式(3)表示的化合物选自以下化合物1-15的一种或多种：
Figure BDA0002659893090000023
Figure BDA0002659893090000031
Figure BDA0002659893090000041
优选地，式(1)-式(3)表示的化合物的含量为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.01-5重量％；更优选地，式(1)-式(3)表示的化合物的含量为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.1-2重量％。
优选地，所述碳酸亚乙烯酯的含量为所述非水电解液总重量的0.01-5重量％；更优选地，所述碳酸亚乙烯酯的含量为所述非水电解液总重量的0.05-3.5重量％；进一步优选地，所述碳酸亚乙烯酯的含量为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.5-2重量％。
优选地，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯和氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种；更优选地，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的混合物。
优选地，所述锂盐为LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiDFOP、LiPO2F2、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3和LiN(SO2F)2中的一种或多种；更优选地，所述锂盐为LiPF6、LiDFOB和LiPO2F2中的一种或多种。
优选地，所述非水电解液中，所述锂盐的含量为0.5-2mol/L。
优选地，所述锂离子电池非水电解液还含有其他添加剂，所述其他添加剂为磺酸酯类添加剂、卤代碳酸酯类添加剂、硫酸酯类添加剂、有机硼化物和有机磷化物中的一种或多种；更优选地，所述添加剂为1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、甲基二磺酸亚甲酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和二氟双草酸硼酸锂中的一种或多种；进一步优选地，所述添加剂为硫酸乙烯酯和/或氟代碳酸乙烯酯。
优选地，所述其他添加剂在所述非水电解液中的总含量为0.1-20重量％；更优选地，所述其他添加剂在所述非水电解液中的总含量为0.5-15重量％。
优选地，所述锂离子电池的电压区间为2.0V-3.65V。
通过上述技术方案，通过在磷酸铁锂电池的非水电解液中加入式(1)-式(3)表示的化合物以及碳酸亚乙烯酯，并将负极材料的压实密度限定在1.5g/cm3以上，可以降低电池阻抗，显著改善磷酸铁锂电池在高温下的循环和存储性能，大幅提高电池的容量保持率和容量恢复率，并明显降低磷酸铁锂电池在高温存储后的体积膨胀率，提高电池的安全性能。同时还可以大大降低铁离子的溶出，防止负极材料表面锂枝晶的形成，从而避免锂离子电池循环跳水的发生。
附图说明
图1是实施例4制备的锂离子电池循环2000次后负极的SEM图像；
图2是对比例1制备的锂离子电池循环2000次后负极的SEM图像。
具体实施方式
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。
本发明提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括正极、负极、置于正极与负极之间的隔膜、以及非水电解液，
所述正极活性材料含LiFePO4；
所述非水电解液包括有机溶剂、锂盐、碳酸亚乙烯酯和由以下式(1)-式(3)表示的化合物中的一种或多种，
Figure BDA0002659893090000061
式(1)、式(2)和式(3)中，A1、A6、A11各自为：
Figure BDA0002659893090000062
中的一种或多种，A2、A3、A4、A5、A7、A8、A9、A10、A12、A13、A14和A15各自为单键或亚甲基，m、n和p均为0到6的整数，—*表示与A2、A3、A4、A5、A7、A8、A9、A10、A12、A13、A14和A15结合的位置；
负极材料的压实密度大于等于1.5g/cm3。
在本发明中，作为上述m，例如可以为0、1、2、3、4、5或6；作为上述n例如可以为0、1、2、3、4、5或6；作为上述p例如可以为0、1、2、3、4、5或6。
本发明中，所述压实密度＝面密度/材料的厚度。
本发明的发明人通过大量的尝试，最终意外地发现当磷酸铁锂电池非水电解液中含有本发明中式(1)-式(3)表示的化合物和碳酸亚乙烯酯，而且当电池负极材料的压实密度在1.5g/cm3以上时，在上述条件的协同作用下，电池的阻抗明显降低，并且高温循环和高温存储性能也得到了明显的提升，至此，成功的解决了高能量密度条件下负极压实提高所带来的性能衰减等负面影响，可以在降低电池内阻的同时改善电池的高温循环和存储性能。
对于本发明的作用机理，目前不是十分清楚，本发明的发明人推测，这可能是由于在磷酸铁锂电池中，式(1)-式(3)表示的化合物及碳酸亚乙烯酯(VC)均可在电池正极成膜保护正极，抑制铁离子溶出，从而抑制溶出的铁离子在负极表面的沉积导致的锂枝晶的生成，减少副反应并提升电池的安全性能(负极压实密度越大，正极溶出的铁离子越容易在负极表面沉积堵塞锂离子嵌插、脱嵌通道，越容易导致锂枝晶的形成，所以式(1)-式(3)表示的化合物及碳酸亚乙烯酯(VC)可明显改善高压实负极体系的高温性能)。另外，单独由VC在负极形成的膜虽然稳定但是初始阻抗大，而式(1)-式(3)表示的化合物可能也可以在负极成膜，并与VC协同，形成阻抗小且更加稳定的膜，从而更好的抑制电池循环和存储过程中负极表面的副反应发生。最终在式(1)-式(3)表示的化合物与VC的协同作用下，在本发明限定的压实密度下，降低了阻抗，同时显著提高了电池的高温循环和存储性能。
根据本发明，所述负极材料的压实密度大于等于1.5g/cm3即可，例如，所述负极材料的压实密度可以为1.5g/cm3、1.55g/cm3、1.6g/cm3、1.65g/cm3、1.7g/cm3、1.75g/cm3、1.8g/cm3、1.85g/cm3、1.9g/cm3、1.95g/cm3或2.0g/cm3等，只要大于等于1.5g/cm3，即可实现本发明。
优选地，所述负极材料的压实密度为1.5-1.9g/cm3，当所述负极的压实密度在此范围内时，可以更好地保证本发明降低电池内阻、改善电池高温循环和存储性能的效果，并可以显著抑制铁离子的溶出，防止负极材料表面锂枝晶的形成，避免电池循环跳水的发生。
本发明中，从进一步提高电池的能量密度，优选地，所述正极材料的压实密度大于等于2.3g/cm3；更优选地，所述正极材料的压实密度为2.3-2.7g/cm3。
根据本发明，优选地，式(1)-式(3)表示的化合物选自以下化合物1-15中的一种或多种：
Figure BDA0002659893090000081
Figure BDA0002659893090000091
根据本发明，式(1)-式(3)表示的化合物的含量可以为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.01-5重量％；优选地，式(1)-式(3)表示的化合物的含量为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.1-2重量％。当其含量低于上述范围时，所起到的效果不明显，当其含量高于上述范围时，反而会导致锂离子电池的阻抗增大，并劣化高温存储和高温循环性能。
根据本发明，所述非水电解液中还含有碳酸亚乙烯酯，碳酸亚乙烯酯的含量可以根据非水电解液的总重量来决定，所述碳酸亚乙烯酯的含量为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.01-5重量％；优选地，所述碳酸亚乙烯酯的含量为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.05-3.5重量％，更优选地，所述碳酸亚乙烯酯的含量为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.5-2重量％。当所述碳酸亚乙烯酯的含量低于此范围时，添加后的效果不明显；当所述碳酸亚乙烯酯的含量高于此范围时，会致使电池初始阻抗明显变大，并劣化高温存储和高温循环性能。
本发明中，所述锂离子电池非水电解液中的有机溶剂可以为本领域常用于制备非水电解液的各种有机溶剂，没有特别地限定，例如，可以使用环状碳酸酯、链状碳酸酯、羧酸酯和醚类等作为有机溶剂。优选地，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯和氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种；更优选地，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的混合物，通过选用上述二者的混合物，可以使溶剂体系拥有综合性能最佳的介电常数和黏度。
本发明中，对所述有机溶剂的用量没有特别的限制，可以为本领域的常规选择。优选地，所述有机溶剂的用量为所述非水电解液的1-99重量％，优选为80-95重量％。
根据本发明，所述锂离子电池非水电解液中的锂盐可以使用本领域常用于制备锂离子电池的各种锂盐，没有特别的限定，例如可以选择LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiDFOP、LiPO2F2、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3和LiN(SO2F)2中的一种或多种。本发明中，优选地，所述锂盐选自LiPF6、LiDFOB和LiPO2F2中的一种或多种，当使用上述锂盐时，可以降低电池的阻抗，改善电池的高温性能。
本发明中，所述锂盐的含量可以为本领域锂离子电池中的通常含量，没有特别的限定。本发明中，所述锂离子电池非水电解液中所述锂盐的含量可以为0.5-2mol/L；优选地，所述锂离子电池非水电解液中所述锂盐的含量为0.8-1.5mol/L。当所述锂盐的含量在此范围内时，非水电解液有较高的离子电导率，但是当锂盐的浓度继续增加时，电解液黏度变大，离子缔合度变大，进而导致离子电导率的下降；当锂盐浓度低于此范围时，电解液中解离的自由离子过少，也会导致离子电导率下降。
本发明中，锂离子电池非水电解液除含有式(1)-式(3)表示的化合物和碳酸亚乙烯酯以外，还可以进一步含有本领域常用于提高锂离子电池性能的各种添加剂，例如可以含有磺酸酯类添加剂、卤代碳酸酯类添加剂、硫酸酯类添加剂、有机硼化物和有机磷化物中的一种或多种。
本发明中，优选地，所述添加剂为1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、甲基二磺酸亚甲酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和二氟双草酸硼酸锂中的一种或多种；更优选地，所述添加剂为硫酸乙烯酯(DTD)和/或氟代碳酸乙烯酯(FEC)。
本发明中，所述添加剂的含量可以为本领域各种添加剂在锂离子电池中的常规含量。例如，所述添加剂的含量可以为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.1-20重量％；优选地，所述添加剂的含量可以为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.5-15重量％；更优选地，所述添加剂的含量可以为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.5-3重量％。
根据本发明，所述锂离子电池正极的活性材料为LiFePO4。负极的活性材料可以选自本领域常用于锂离子电池负极活性材料中的各种材料，没有特别的限定。例如可以为金属锂、石墨类碳材料、硬碳材料、软碳材料、硅基、锡基、锑基、铝基和过渡金属化合物中的一种或多种；本发明中，优选地，所述负极的活性材料为人造石墨、天然石墨、人造混天然石墨、硅碳、硅氧碳中的一种或多种。
本发明中，所述锂离子电池正极和负极的制备可以按照本领域常用于制备锂离子电池正极和负极的方法进行，没有特别的限制。例如，可以将正负极的活性材料与导电剂和粘接剂混合，并将混合物分散于有机溶剂，制得浆料，之后将所得浆料涂覆于集流体上并进行干燥和延压等处理。所用导电剂、粘接剂、有机溶剂和集流体等均可采用本领域常用的材料和物质，此处不再赘述。
根据本发明，所述置于正极和负极之间的隔膜可以为本领域常用作隔膜的各种材料，没有特别的限定，例如，可以为聚烯烃类隔膜、聚酰胺类隔膜、聚砜类隔膜、聚磷腈类隔膜、聚醚砜类隔膜、聚醚醚酮类隔膜、聚醚酰胺类隔膜和聚丙烯腈类隔膜中的一种或多种。优选地，所述隔膜为聚乙烯类隔膜。
本发明中，所述锂离子电池的制备可以采用本领域常用的“三明治”法进行，例如，将涂覆有活性材料的正极片和负极片之间放置隔膜，然后将其整体进行卷绕，再将卷绕体压扁后放入包装袋内真空烘烤干燥，得到电芯。接着，将本发明的非水电解液注入电芯中，真空封装并静置之后进行化成即可。此方法为本领域的公知方法，此处不再赘述。
提高锂离子电池的电压可以提高锂离子电池的储电能力，本发明中，可以将所述锂离子电池的电压区间提高至2.0V-3.65V。本发明的发明人发现，在以LiFePO4为正极的活性材料，并在非水电解液中添加式(1)-式(3)表示的化合物以及碳酸亚乙烯酯时，可以在本发明限定的负极材料的压实密度以及上述电压区间下，在提高储电能力的同时，可以进一步提高锂离子电池的高温循环和存储性能，并且同时还可以大大降低铁离子的溶出，并降低电池阻抗。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，如无特别说明，所用材料均为市售品。
以下实施例和对比例中采用的化合物1-3、5、11-12均购自上海阿拉丁生化科技有限公司；化合物8-10以及化合物14购自上海麦克林生化科技有限公司。
测试例1：高温循环性能测试
将锂离子电池置于恒温45℃的烘箱中，以1C的电流恒流充电至3.65V，然后恒压充电至电流下降至0.1C，然后以1C的电流恒流放电至2.0V，如此循环2000次，记录第1次的放电容量和第2000次的放电容量，按下式计算高温循环的容量保持率：
容量保持率＝第2000次的放电容量/第1次的放电容量×100％
测试例2：高温存储性能测试
将化成后的锂离子电池在25℃下用1C恒流恒压充至3.65V，然后恒压充电至电流下降至0.1C，测量电池初始容量及初始电池体积，然后在70℃的烘箱中存储30天后，以1C放电至3V，测量电池的保持容量和恢复容量及存储后的电池体积。计算公式如下：
容量保持率(％)＝保持容量/初始容量×100％；
容量恢复率(％)＝恢复容量/初始容量×100％；
体积膨胀率(％)＝(存储后电池体积-初始电池体积)/初始电池体积×100％。
测试例3：铁离子溶出测试
化成后的电池在45℃下用1C恒流充至3.65V，在3.65V恒压充电100h，然后将电池在手套箱拆解，将负极片置于HNO3(浓度为14.5mol/L)和H2O的混合液(按重量比为1:2混合)中浸泡8h，取浸泡后的液体进行ICP测试。
测试例4：锂离子电池阻抗测试
根据电池分容时的充电容量值大小，以0.5C的电流大小将电池充电至SOC＝50％，然后分别以0.1C、0.2C、0.5C的电流大小充放10s，其中每个步骤之间搁置40s，然后根据电压及电流值计算出充电DCIR及放电DCIR(所用电池测试柜为蓝奇-BK-6808测试柜)。
实施例1
1)电解液的制备
将碳酸乙烯酯(EC)和碳酸甲乙酯(EMC)按重量比EC:EMC＝3:7进行混合，然后在所得混合物中加入六氟磷酸锂(LiPF6)至摩尔浓度为1mol/L，再加入电解液总重量0.2重量％的化合物5(此处化合物5即为说明书中的化合物⑤，以下实施例和对比例中相同编号指代的化合物均与说明书相同)和2重量％的VC；
2)正极片的制备
将正极活性材料LiFePO4、导电剂导电碳黑Super-P和粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按照93:4:3的重量比均匀混合，然后将它们分散在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，得到正极浆料(固含量为65重量％)；将正极浆料均匀涂布在铝箔的两面上，经烘干、压延和真空干燥，并用超声波焊机焊上铝制引出线后得到正极板，极板的厚度为15μm，正极材料的压实密度为2.5g/cm3。
3)负极片的制备
将负极活性材料改性天然石墨、导电剂导电碳黑Super-P以及粘结剂丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)按照94:1:2.5:2.5的重量比混合均匀，然后将混合物分散于去离子水中，得到负极浆料(固含量为45重量％)；将负极浆料涂布在铜箔的两面上，经过烘干、压延和真空干燥，并用超声波焊机焊上镍制引出线后得到负极板，极板的厚度为9μm，负极材料的压实密度为1.7g/cm3。
4)电芯的制备
在正极板和负极板之间放置厚度为20μm的聚乙烯微孔膜，然后将正极板、负极板和隔膜组成的三明治结构进行卷绕，再将卷绕体压扁后放入铝塑膜，将正负极的引出线分别引出后，热压封口铝塑膜，得到待注液的电芯；
5)电芯的注液和化成
在露点为-40℃以下的手套箱中，将步骤1)制备的电解液注入步骤4)制备的电芯中，电解液的用量要保证充满电芯中的空隙。然后按以下步骤进行化成：0.05C恒流充电180min，0.1C恒流充电180min，搁置24h后整形封口，然后进一步以0.2C的电流恒流充电至3.65V，常温搁置24hr后，以0.2C的电流恒流放电至3.0V。
实施例1的测试结果如表2所示。
实施例2-23以及对比例1-5
按照实施例1的方法进行，不同的是，锂离子电池的正负极压实密度、电解液中添加的式(1)-式(3)表示的化合物的种类与含量、VC的含量以及其他添加剂的种类与含量不同，具体内容如表1所示，实施例2-23以及对比例1-5的测试结果如表2所示。
表1
Figure BDA0002659893090000151
Figure BDA0002659893090000161
注：/表示未添加对应物质，含量％均为重量％。
表2
Figure BDA0002659893090000171
Figure BDA0002659893090000181
通过表2的结果可以看出：
对比实施例1-7可知，在锂离子电池非水电解液中添加了2重量％VC的基础上，随着化合物1含量的增加，电池的高温循环及高温存储性能呈逐渐提高的趋势，当化合物1的含量为2重量％时，拥有最好的高温性能以及最小的金属离子溶出。而当化合物1的含量增加至5重量％及以上时，高温性能出现了明显的衰减并且阻抗明显变大。通过与对比例1比较可知，添加了化合物5之后，电池的高温存储和循环性能以及阻抗得到了明显的改善。
将实施例4以及实施例8-16和对比例1比较可知，将1重量％的式(1)-式(3)表示的化合物添加于电解液时，与仅添加等量VC相比，电池的高温循环和存储性能及阻抗均得到明显的提升。另外，式(1)-式(3)表示所示的化合物与VC具有协同作用，能够改善高温性能、降低阻抗及减少金属离子溶出。
通过实施例4、实施例17-18以及对比例1可知，当正极材料的压实密度在2.3-2.7g/cm3时，在本发明限定的负极材料压实密度下，在电解液中同时存在化合物1和VC时，可以明显改善电池的高温性能并降低阻抗，而在实施例19中，即，当正极材料的压实密度为2.9g/cm3时，对电池性能的改善作用不够明显。
比较实施例4、实施例20-22以及对比例1可知，当负极材料的压实密度在1.5-1.9g/cm3时，相比实施例23(负极材料的压实密度为2.0g/cm3)，对电池的高温性能的提高和阻抗的降低效果更好。
另外，图1是实施例4制备的锂离子电池循环2000次后负极的SEM图像；图2是对比例1制备的锂离子电池循环2000次后负极的SEM图像。通过图1和图2可以看出，与对比例1相比，即只在电解液中添加2.0重量％的VC时，循环2000次后负极片上存在着明显的锂枝晶，而在实施例4中，在2.0重量％的VC的基础上进一步添加1.0重量％的化合物1时，循环2000次后的负极上没有锂枝晶存在。由此可知，采用本发明的非水电解液可以抑制锂枝晶的形成。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂离子电池，其特征在于，该锂离子电池包括正极、负极、置于正极与负极之间的隔膜以及非水电解液，
所述正极活性材料含LiFePO4；
所述非水电解液包括有机溶剂、锂盐、碳酸亚乙烯酯和由以下式(1)-式(3)表示的化合物中的一种或多种，
Figure FDA0002659893080000011
式(1)、式(2)和式(3)中，A1、A6、A11各自为：
Figure FDA0002659893080000012
中的一种或多种，A2、A3、A4、A5、A7、A8、A9、A10、A12、A13、A14和A15各自为单键或亚甲基，m、n和p均为0到6的整数，—*表示与A2、A3、A4、A5、A7、A8、A9、A10、A12、A13、A14和A15结合的位置；
负极材料的压实密度大于等于1.5g/cm3。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其中，所述负极材料的压实密度为1.5-1.9g/cm3；
优选地，正极材料的压实密度大于等于2.3g/cm3；
更优选地，所述正极材料的压实密度为2.3-2.7g/cm3。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其中，式(1)-式(3)表示的化合物选自以下化合物1-15中的一种或多种：
Figure FDA0002659893080000021
化合物1、
Figure FDA0002659893080000022
化合物2、
Figure FDA0002659893080000023
化合物3、
Figure FDA0002659893080000024
化合物4、
Figure FDA0002659893080000025
化合物5、
Figure FDA0002659893080000026
化合物6、
Figure FDA0002659893080000027
化合物7、
Figure FDA0002659893080000028
化合物8、
Figure FDA0002659893080000029
化合物9、
Figure FDA0002659893080000031
化合物10、
Figure FDA0002659893080000032
化合物11、
Figure FDA0002659893080000033
化合物12、
Figure FDA0002659893080000034
化合物13、
Figure FDA0002659893080000035
化合物14、
Figure FDA0002659893080000036
化合物15。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的锂离子电池，其中，式(1)-式(3)表示的化合物的含量为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.01-5重量％；
优选地，式(1)-式(3)表示的化合物的含量为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.1-2重量％。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的锂离子电池，其中，所述碳酸亚乙烯酯的含量为所述非水电解液总重量的0.01-5重量％；
优选地，所述碳酸亚乙烯酯的含量为所述非水电解液总重量的0.05-3.5重量％；
更优选地，所述碳酸亚乙烯酯的含量为所述锂离子电池非水电解液总重量的0.5-2重量％。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的锂离子电池，其中，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯和氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种；
优选地，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的混合物。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的锂离子电池，其中，所述锂盐为LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiDFOP、LiPO2F2、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3和LiN(SO2F)2中的一种或多种；
优选地，所述锂盐为LiPF6、LiDFOB和LiPO2F2中的一种或多种；
优选地，所述非水电解液中，所述锂盐的含量为0.5-2mol/L。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的锂离子电池，其中，所述锂离子电池非水电解液还含有其他添加剂，所述其他添加剂为磺酸酯类添加剂、卤代碳酸酯类添加剂、硫酸酯类添加剂、有机硼化物和有机磷化物中的一种或多种；
优选地，所述添加剂为1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、甲基二磺酸亚甲酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和二氟双草酸硼酸锂中的一种或多种；
更优选地，所述添加剂为硫酸乙烯酯和/或氟代碳酸乙烯酯。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其中，所述其他添加剂在所述非水电解液中的总含量为0.1-20重量％；
优选地，所述其他添加剂在所述非水电解液中的总含量为0.5-15重量％。
10.根据权利要求1-3中任意一项所述的锂离子电池，其中，所述锂离子电池的电压区间为2.0V-3.65V。
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