CN114695943A - 一种锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
为克服现有高压实、高比表面积负极的锂离子电池存在电解液副反应严重和产气量高的问题，本发明提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和非水电解液，所述负极包括负极材料层，所述负极材料层的压实密度≥1.4g/cm3，所述负极材料层包括负极活性材料，所述非水电解液包括溶剂、电解质盐、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和结构式1所示的不饱和磷酸酯，所述电解质盐包括LiPF6和LiFSI。本发明提供的锂离子电池具有较好的循环性能、高低温存储性能以及抗析锂能力。
Description
技术领域
本发明属于二次电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池。
背景技术
随着动力及电动工具锂电池市场的蓬勃发展，圆柱型锂电池依靠其成熟的制作工艺，良好的一致性、较高的能量密度占据了广阔市场，一线锂电池制造厂商例如LG、松下、天鹏等都在圆柱型电池领域有着充分布局。但是，圆柱电池在结构设置上也存在一定的缺陷，例如，由于缺乏排气装置，在首次充电、高温存储、循环的过程中容易导致产气积累，内部气压很大导致盖帽CID(Current Interrupt Device，安全防爆阀)断开，电池断路而无法使用的现象。现有部分圆柱电池的负极的比表面积(BET)较高，这进一步加剧了电极与电解液之间的副反应，降低了首次库伦效率，劣化循环性能，加剧气体的生成。有研究表明，在较高比表面积负极(或掺硅石墨负极)的锂电池中，加入适当含量的氟代碳酸乙烯酯(FEC)有利于在负极表面形成稳定的SEI膜，抑制副反应，但是高含量的FEC有两个缺点：第一，对于正负极高涂布重量、高压实密度时，这种较厚的界面膜就会导致电池出现严重的析锂现象；第二，高含量FEC容易在高电位的正极参与氧化反应，高温下使电池产生大量的胀气，影响电池高温存储性能。
发明内容
针对现有高压实、高比表面积负极的锂离子电池存在电解液副反应严重和产气量高的问题，本发明提供了一种锂离子电池。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
本发明提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和非水电解液，所述负极包括负极材料层，所述负极材料层的压实密度≥1.4g/cm3，所述负极材料层包括负极活性材料，所述非水电解液包括溶剂、电解质盐、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和结构式1所示的不饱和磷酸酯，所述电解质盐包括LiPF6和LiFSI，
结构式1
其中，R1、R2、R3各自独立的选自C1-C5的饱和烃基、不饱和烃基或卤代烃基，且R1、R2、R3中至少有一个为不饱和烃基；
所述负极活性材料的比表面积为A m2/g，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分比含量为B％，所述结构式1所示的不饱和磷酸酯的质量百分比含量为C％，所述LiFSI的质量百分比含量为D％，比值X＝A/B、比值Y＝B/C、比值Z＝C/D满足以下条件：
0.1＜X＜1；10＜Y＜150；0.01＜Z＜1。
可选的，X、Y、Z满足条件：0.15＜X＜0.5，15＜Y＜100，0.03＜Z＜0.5。
可选的，所述负极还包括有负极集流体，所述负极材料层涂布于所述负极集流体的双侧表面，所述负极材料层的双面涂布重量≥14mg/cm3。
可选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分比含量为0.1-3％，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分比含量为0.1-30％，所述结构1所示的不饱和磷酸酯的质量百分比含量为0.1-2％；
优选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分比含量为0.5-1％，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分比含量为0.1-15％，所述结构1所示的不饱和磷酸酯的质量百分比含量为0.1-1％。
可选的，所述电解质盐还包括LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiDFOP、LiPO2F2、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO2F)2中的一种或多种；
以所述非水电解液的总质量为100％计，所述电解质盐的质量百分比含量为0.1-15％。
优选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述LiFSI的质量百分比含量为0.1-12％。
可选的，所述负极活性材料包括石墨、含硅材料、中间碳微球、石墨烯中的一种或多种。
可选的，所述负极活性材料选自石墨时，所述负极活性材料的比表面积为0.5-2m2/g；
所述负极活性材料选自含硅材料时，所述负极活性材料的比表面积为2-3m2/g。
可选的，所述溶剂包括环状碳酸酯和线状碳酸酯；
所述环状碳酸酯包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或几种；
所述线状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯中的一种或多种。
可选的，所述非水电解液还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂包括1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、硫酸乙烯酯、甲基二磺酸亚甲酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、丙烯磺酸内酯、氟苯和乙烯基碳酸乙烯酯中的一种或多种；
以所述非水电解液的总质量为100％计，所述辅助添加剂的质量百分比含量为0.1-3％。
可选的，所述正极包括正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括NCM523、NCM622、NCM811和NCA中的一种或多种。
根据本发明提供的锂离子电池，在采用高压实、高比表面积的负极材料层的电池中，通过在电解液中加入碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、结构式1所示的不饱和磷酸酯以及LiFSI的组合，一方面，有利于提高电解液的电导率，提升Li+的迁移率，降低电池阻抗，改善倍率充放电性能；另一方面，可以在较高比表面积和高压实的负极材料层表面形成致密、稳定的SEI膜，避免高比表面积的负极材料层与溶剂发生过多的副反应，从而抑制化成、循环过程中的电池产气，改善电池循环性能。
同时，发明人通过大量实验发现，氟代碳酸乙烯酯的含量与负极活性材料的比表面积需满足一定的比例关系(0.1＜X＜1)，以利于电池高温存储性能的改善，若X值太小，则氟代碳酸乙烯酯无法充分消耗，造成电解液黏度过大，低温倍率差，高温存储性能劣化；若X值太大，则FEC不足以在负极形成SEI膜，电池循环、存储性能不足。
所述不饱和磷酸酯和所述氟代碳酸乙烯酯以及所述LiFSI之间具有较好的配合关系，通过上述Y值和Z值的比例关系限制，有利于在正极表面形成保护膜，抑制氟代碳酸乙烯酯在正极的氧化产气，改善高温存储性能。
其中，若Y值过大，则造成高温性能不足，胀气严重；若Y值过小，则易造成电池阻抗过大，倍率充放电性能劣化，负极析锂现象严重。
若Z值过小，则电解液黏度过大，且容易腐蚀正极铝箔，如Z值过大，则无法起到提升电导率、改善Li+迁移的作用，电池阻抗较大，低温下倍率性能不足。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种锂离子电池，包括正极、负极和非水电解液，所述负极包括负极材料层，所述负极材料层的压实密度≥1.4g/cm3，所述负极材料层包括负极活性材料，所述非水电解液包括溶剂、电解质盐、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和结构式1所示的不饱和磷酸酯，所述电解质盐包括LiPF6和LiFSI，
结构式1
其中，R1、R2、R3各自独立的选自C1-C5的饱和烃基、不饱和烃基或卤代烃基，且R1、R2、R3中至少有一个为不饱和烃基；
所述负极活性材料的比表面积为A m2/g，所述非水电解液中氟代碳酸乙烯酯的质量百分比含量为B％，所述非水电解液中结构式1所示的不饱和磷酸酯的质量百分比含量为C％，所述非水电解液中LiFSI的质量百分比含量为D％，比值X＝A/B、比值Y＝B/C、比值Z＝C/D满足以下条件：
0.1＜X＜1；10＜Y＜150；0.01＜Z＜1。
在采用高压实、高比表面积的负极材料层的电池中，通过在电解液中加入碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、结构式1所示的不饱和磷酸酯以及LiFSI的组合，一方面，有利于提高电解液的电导率，提升Li+的迁移率，降低电池阻抗，改善倍率充放电性能；另一方面，可以在较高比表面积和高压实的负极材料层表面形成致密、稳定的SEI膜，避免高比表面积的负极材料层与溶剂发生过多的副反应，从而抑制化成、循环过程中的电池产气，改善电池循环性能。
同时，发明人通过大量实验发现，氟代碳酸乙烯酯的含量与负极活性材料的比表面积需满足一定的比例关系(0.1＜X＜1)，以利于电池高温存储性能的改善，若X值太小，则氟代碳酸乙烯酯无法充分消耗，造成电解液黏度过大，低温倍率差，高温存储性能劣化；若X值太大，则FEC不足以在负极形成SEI膜，电池循环、存储性能不足。
所述不饱和磷酸酯和所述氟代碳酸乙烯酯以及所述LiFSI之间具有较好的配合关系，通过上述Y值和Z值的比例关系限制，有利于在正极表面形成保护膜，抑制氟代碳酸乙烯酯在正极的氧化产气，改善高温存储性能。
其中，若Y值过大，则造成高温性能不足，胀气严重；若Y值过小，则易造成电池阻抗过大，倍率充放电性能劣化，负极析锂现象严重。
若Z值过小，则电解液黏度过大，且容易腐蚀正极铝箔，如Z值过大，则无法起到提升电导率、改善Li+迁移的作用，电池阻抗较大，低温下倍率性能不足。
在优选的实施例中，X、Y、Z满足条件：0.15＜X＜0.5，15＜Y＜100，0.03＜Z＜0.5，此时锂离子电池具有良好的综合性能。
在一些实施例中，所述锂离子电池为圆柱形锂离子电池。
在一实施例中，所述负极还包括有负极集流体，所述负极材料层涂布于所述负极集流体的双侧表面，所述负极材料层的双面涂布重量≥14mg/cm2。
本发明提供的非水电解液特别适用于应用至高涂布重量负极材料层的锂离子电池中，采用上述组分的非水电解液能够有效抑制负极材料层高涂布重量时所导致的析锂问题。
在一些实施例中，所述负极材料层还包括负极导电剂和负极粘结剂。
在一实施例中，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分比含量为0.1-3％，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分比含量为0.1-30％，所述结构1所示的不饱和磷酸酯的质量百分比含量为0.1-2％；
优选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分比含量为0.5-1％，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分比含量为0.1-15％，所述结构1所示的不饱和磷酸酯的质量百分比含量为0.1-1％。
所述碳酸亚乙烯酯和所述氟代碳酸乙烯酯均需保持一定的含量才能保证锂离子电池性能的提升，若所述碳酸亚乙烯酯和所述氟代碳酸乙烯酯其中一种的含量过低，则难以形成协同作用；其中，若所述碳酸亚乙烯酯的含量过多，则会导致负极的阻抗增大，劣化电池倍率充放电性能；若所述氟代碳酸乙烯酯的含量过多，则会导致非水电解液的黏度过高，劣化电池倍率和低温性能，且会导致高温存储气胀的问题，在应用于圆柱形的锂离子电池中时，还会导致CID(Current Interrupt Device，安全防爆阀)断开。
在一些实施例中，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述电解质盐的质量百分比含量为0.1-15％。
在优选的实施例中，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述LiFSI的质量百分比含量为0.1-12％。
在一些实施例中，所述电解质盐还包括LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiDFOP、LiPO2F2、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO2F)2中的一种或多种。
在优选的实施例中，所述电解质盐包括LiPF6、LiFSI和LiPO2F2。
在一些实施例中，所述结构式1所示的不饱和磷酸酯选自如下所示化合物中的一种或多种。
需要说明的是，上述化合物仅是结构式1所示的不饱和磷酸酯的一些优选化合物，并不用于对本发明进行限制。
在一些实施例中，所述负极活性材料包括石墨、含硅材料、中间碳微球、石墨烯中的一种或多种。
所述石墨包括人造石墨和天然石墨的一种或多种。
所述含硅材料包括硅碳和硅氧碳的一种或多种。
需要说明的是，当所述负极活性材料选自不同的材料时，其比表面积范围不同。
在一些实施例中，所述负极活性材料选自石墨时，所述负极活性材料的比表面积为0.5-2m2/g；
所述负极活性材料选自含硅材料时，所述负极活性材料的比表面积为2-3m2/g。
在一些实施例中，所述溶剂包括环状碳酸酯和线状碳酸酯；
所述环状碳酸酯包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或几种；
所述线状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯中的一种或多种。
在一些实施例中，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、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、乙酸乙酯和乙酸甲酯中的一种或多种。
在优选的实施例中，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。
在一些实施例中，所述非水电解液还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂包括1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、硫酸乙烯酯、甲基二磺酸亚甲酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、丙烯磺酸内酯、氟苯和乙烯基碳酸乙烯酯中的一种或多种。
以所述非水电解液的总质量为100％计，所述辅助添加剂的质量百分比含量为0.1-3％。
在优选的实施例中，所述辅助添加剂包括1,3-丙烷磺内酯、甲基二磺酸亚甲酯、和硫酸乙烯酯中的一种或多种。
在一些实施例中，所述正极包括正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括NCM523，NCM622，NCM811、NCA中的一种或多种。
在一些实施例中，所述正极还包括有正极集流体，所述正极材料层涂布于所述正极集流体的表面。
在一些实施例中，所述正极材料层还包括正极导电剂和正极粘结剂。
在一些实施例中，所述锂离子电池的工作电压范围为2.7-4.5V。
在优选的实施例中，所述锂离子电池的工作电压范围为3-4.2V。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的锂离子电池及其制备方法，包括以下操作步骤：
1)非水电解液的制备：将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)按质量比为EC:EMC:DMC＝2:1:7进行混合，然后加入六氟磷酸锂(LiPF6)至质量浓度为12.5％，然后分别加入下表中对应含量的添加剂。添加剂的用量，按照占电解液的总质量的百分比计。
| VC(％) | FEC(％) | 化合物1(％) | LiFSI(％) |
| 1 | 10 | 0.25 | 2.5 |
2)正极板的制备
按93:4:3的质量比混合正极活性材料NCM811，导电碳黑Super-P和粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)，然后将它们分散在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，得到正极浆料。将浆料均匀涂布在铝箔的两面上，经过烘干、压延和真空干燥，并用超声波焊机焊上铝制引出线后得到正极板，极板的厚度在120～150μm。
3)负极板的制备
按94:1:2.5:2.5的质量比混合负极活性材料人造石墨(BET＝1.5m2/g)，导电碳黑Super-P，粘结剂丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)，然后将它们分散在去离子水中，得到负极浆料。将浆料涂布在铜箔的两面上，经过烘干、辊压，并用超声波焊机焊上镍制引出线后得到负极板，负极板的双面涂布重量为19.8mg/cm2，压实密度为1.65g/cm3。
4)电芯的制备
在正极板和负极板之间放置厚度为20μm的聚乙烯微孔膜作为隔膜，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中，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
在露点控制在-40℃以下的手套箱中，将上述制备的电解液通过注液孔注入电芯中，电解液的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24hr后整形封口，然后进一步以0.2C的电流恒流充电至4.2V，常温搁置24hr后，以0.2C的电流恒流放电至3.0V。
实施例2～9
实施例2～9用于说明本发明公开的锂离子电池及其制备方法，包括实施例1中大部分的操作步骤，其不同之处在于：
所述非水电解液的制备步骤中：
以所述非水电解液的总质量为100％计，所述非水电解液加入表1中实施例2～9所示质量百分含量的组分。
所述负极板的制备步骤中：
采用表1中实施例2～9所示涂布重量、压实密度和负极活性材料比表面积进行制备。
对比例1～9
对比例1～9用于对比说明本发明公开的锂离子电池及其制备方法，包括实施例1中大部分的操作步骤，其不同之处在于：
所述非水电解液的制备步骤中：
以所述非水电解液的总质量为100％计，所述非水电解液加入表1中对比例1～9所示质量百分含量的组分。
所述负极板的制备步骤中：
采用表1中对比例1～9所示涂布重量、压实密度和负极活性材料比表面积进行制备。
表1
性能测试
对上述实施例1～9和对比例1～9制备得到的锂离子电池进行如下性能测试：一、循环性能测试：
在25℃条件下，以1C的电流恒流充电至4.2V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3.0V，如此循环1000周，记录第1周的放电容量和第1000周的放电容量，按下式计算容量保持率：
容量保持率＝(第1000周的放电容量÷第1周的放电容量)×100％。
二、常温直流阻抗(DCIR)性能测试：
在25℃下，将化成后的电池1C充电到SOC＝50％状态，分别用0.1C，0.2C，0.5C，1C和2C充放十秒，分别记录充放电截止电压。然后，以不同倍率的充放电电流为横坐标(单位：A)，以充放电电流所对应的截止电压为纵坐标，做线性关系图(单位：mV)。
放电DCIR值＝不同放电电流与相应截止电压的线性图的斜率值。
三、4.2V满电态60℃存储测试：
室温下将分容后的电池按0.5C充电至4.2V，截止电流0.02C，搁置5min后，0.5C放至3.0V，记录初始容量D1，再用0.5C恒流恒压充电至4.2V，截止电流0.02C；将满电态的电池置于60℃恒温箱中存储7天后，常温搁置4h后按0.5C放至3.0V记录保持容量D2。
电池容量保持率(％)＝D2/D1*100％；
四、-20℃放电容量测试：
在常温下(25℃)用0.5C电流对电池进行恒流恒压充电，截至电压设定4.2V，截至电流设定为0.05C，充满电之后将电池放置于-20℃高低温恒温箱静置4h，然后0.5C恒流放电，截至电压设定为2.8V，放电完成后记录放电容量，并与常温下0.5C放电的容量进行对比，容量保持率＝-20℃容量Q1/25℃容量Q2×100％五、铝箔腐蚀情况检测：
将化成、分容之后的电池在手套箱内拆解，观察正极界面及集流体腐蚀情况，如正极掉料、铝箔发黑，则表明铝箔被LiFSI腐蚀。
六、分容后界面情况检测：
将化成、分容之后的电池在手套箱内拆解，观察负极界面状态和颜色，如果界面呈纯金黄色光洁表面，则无析锂，如金黄色表面出现银白色斑纹，则说明负极阻抗过大，导致析锂。
得到的测试结果填入表2。
表2
由对比例1～4与实施例1、2的测试数据可知，在Y、Z值一定的情况下，如果X≥1，则FEC不足以钝化高比表面积的负极，形成的SEI不够致密稳定，循环性能较差；如果X≤0.1，则FEC过量，造成电解液黏度大，劣化DCIR和低温放电，且高温存储性能劣化严重。当0.1＜X＜1时，电池具有较好的循环性能、低温性能和高温性能。
通过对比例5、对比例6与实施例3的测试结果可以发现，当负极BET＝1.5m2/g时，在X、Z值一定的情况下，如果Y≥150(BET＝1.5m2/g,FEC＝10％,结构式1所示不饱和磷酸酯＝0.05％)，则正极保护不足，电解液氧化分解严重，高温存储性能很差；如果Y≤10(BET＝1.5m2/g,FEC＝10％,结构式1所示不饱和磷酸酯＝1％)，则正负极成膜过量，界面阻抗过大，严重劣化DCIR和低温性能，造成负极界面严重析锂。当10＜Y＜150时(BET＝1.5m2/g,FEC＝10％，结构式1所示不饱和磷酸酯＝0.2％)，电池具有较好的循环性能、低温性能和高温性能。
通过对比例7、对比例8与实施例4的测试结果可以发现，当负极BET＝1.5m2/g时，在X、Y值一定的情况下，如果Z≥1(BET＝1.5m2/g,FEC＝10％,结构式1所示不饱和磷酸酯＝0.2％,LiFSI≤0.2％)，则LiFSI不足，SEI界面主要由FEC和结构式1所示不饱和磷酸酯的有机产物构成，导锂性差，阻抗较高，充放电后容易发生析锂；如果Z≤0.01(BET＝1.5m2/g,FEC＝10％,结构式1所示不饱和磷酸酯＝0.15％,LiFSI≥15％)，则铝箔发生严重腐蚀，电池失效。当0.01＜Z＜1时(BET＝1.5m2/g,FEC＝10％，结构式1所示不饱和磷酸酯＝0.2％，0.2％＜LiFSI＜15％)，电池具有较好的循环性能、低温性能和高温性能，且不腐蚀铝箔。
通过对比例9与实施例1的测试结果可以发现，在本发明的技术方案中，碳酸亚乙烯酯为实现其综合性能提升的必要添加剂，当非水电解液中不加入碳酸亚乙烯酯时，其电池的循环性能和高温存储性能则相对降低。
对比实施例1～9的测试结果可以发现，0.1＜X＜1，10＜Y＜150，0.01＜Z＜1时，该锂离子电池具有较好的综合性能，尤其是，0.15＜X＜0.5，15＜Y＜100，0.03＜Z＜0.5时，该锂离子电池具有更加优良的综合性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极和非水电解液，所述负极包括负极材料层，所述负极材料层的压实密度≥1.4g/cm3，所述负极材料层包括负极活性材料，所述非水电解液包括溶剂、电解质盐、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和结构式1所示的不饱和磷酸酯，所述电解质盐包括LiPF6和LiFSI，
其中，R1、R2、R3各自独立的选自C1-C5的饱和烃基、不饱和烃基或卤代烃基，且R1、R2、R3中至少有一个为不饱和烃基；
所述负极活性材料的比表面积为Am2/g，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分比含量为B％，所述结构式1所示的不饱和磷酸酯的质量百分比含量为C％，所述LiFSI的质量百分比含量为D％，比值X＝A/B、比值Y＝B/C、比值Z＝C/D满足以下条件：
0.1＜X＜1；10＜Y＜150；0.01＜Z＜1。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，X、Y、Z满足条件：0.15＜X＜0.5，15＜Y＜100，0.03＜Z＜0.5。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极还包括有负极集流体，所述负极材料层涂布于所述负极集流体的双侧表面，所述负极材料层的双面涂布重量≥14mg/cm2。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分比含量为0.1-3％，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分比含量为0.1-30％，所述结构1所示的不饱和磷酸酯的质量百分比含量为0.1-2％；
优选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分比含量为0.5-1％，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分比含量为0.1-15％，所述结构1所示的不饱和磷酸酯的质量百分比含量为0.1-1％。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解质盐还包括LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiDFOP、LiPO2F2、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO2F)2中的一种或多种；
以所述非水电解液的总质量为100％计，所述电解质盐的质量百分比含量为0.1-15％；
优选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述LiFSI的质量百分比含量为0.1-12％。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极活性材料包括石墨、含硅材料、中间碳微球、石墨烯中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极活性材料选自石墨时，所述负极活性材料的比表面积为0.5-2m2/g；
所述负极活性材料选自含硅材料时，所述负极活性材料的比表面积为2-3m2/g。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述溶剂包括环状碳酸酯和线状碳酸酯；
所述环状碳酸酯包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或几种；
所述线状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水电解液还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂包括1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、硫酸乙烯酯、甲基二磺酸亚甲酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、丙烯磺酸内酯、氟苯和乙烯基碳酸乙烯酯中的一种或多种；
以所述非水电解液的总质量为100％计，所述辅助添加剂的质量百分比含量为0.1-3％。
10.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括NCM523、NCM622、NCM811和NCA中的一种或多种。
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