CN116895842A - 一种锂离子电池及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种锂离子电池及其应用，所述锂离子电池包括：正极极片，所述正极极片的压实密度大于或等于2.1g/cm3，且所述正极极片包括正极活性材料，所述正极活性材料包括磷酸锰铁锂；负极极片；隔膜，所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间；以及电解液，填充在所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜之间，所述电解液的电导率大于或等于8mS/cm，所述电解液包括非水溶剂，所述非水溶剂包括碳酸二甲酯，且所述碳酸二甲酯在所述非水溶剂中的质量含量为15wt％～60wt％。通过本发明提出的一种锂离子电池及其应用，提高锂离子电池的循环性能。

Description

一种锂离子电池及其应用
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池及其应用。
背景技术
目前，锂离子电池在电动汽车和规模储能领域迅速发展，占领了大量的市场份额。其中，磷酸铁锂电池由于具有低成本和长寿命的优势而成为锂离子电池发展的主流方向之一。但是目前的磷酸铁锂材料的比容量已经接近其理论值，电芯层级上来提升能量密度的手段也已收效甚微，使得磷酸铁锂电池的能量密度趋于极限。
通过采用锰替换磷酸铁锂中的部分铁得到磷酸锰铁锂，会提升电池的工作电压，因此磷酸锰铁锂的能量密度能够得到10％以上的提升。且锰元素广泛存在于自然界中并且价格低廉，因此磷酸锰铁锂材料的成本与磷酸铁锂持平。但磷酸锰铁锂的导电性差，在高能量密度的高压实正极极片中，容纳的电解液量较少，导致锂离子在材料颗粒之间的传输效率大幅下降，电池的动力学变差，进而导致循环性能的衰减。磷酸锰铁锂电池在循环过程中，由于姜-泰勒效应导致锰离子溶出，对固体电解质界面(Solid ElectrolyteInterphase，SEI)造成破坏，增加电池活性锂的消耗以及负极SEI膜阻抗，进而影响电池的循环寿命。
发明内容
本发明提出了一种锂离子电池及其应用，通过本发明提供的锂离子电池及其应用，能够提高电解液的稳定性，有效提升磷酸锰铁锂电池的循环寿命。
为解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子电池，至少包括：
正极极片，所述正极极片的压实密度大于或等于2.1g/cm3，且所述正极极片包括正极活性材料，所述正极活性材料包括磷酸锰铁锂；
负极极片；
隔膜，所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间；以及
电解液，填充在所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜之间，所述电解液的电导率大于或等于8mS/cm，所述电解液包括非水溶剂，所述非水溶剂包括碳酸二甲酯，且所述碳酸二甲酯在所述非水溶剂中的质量含量为15wt％～60wt％。
在本发明一实施例中，所述碳酸二甲酯在所述非水溶剂中的质量含量为20wt％～50wt％。
在本发明一实施例中，所述磷酸锰铁锂的分子式为LixMnyFe1-yPO4，其中0.95≤x≤1.05，0.4≤y≤0.7。
在本发明一实施例中，所述电解液还包括添加剂，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯，所述添加剂在所述电解液中的质量含量为0.1wt～5wt％。
在本发明一实施例中，所述非水溶剂还包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙酯或碳酸二乙酯中任意一种或至少两种的组合。
在本发明一实施例中，所述非水溶剂还包括碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯，且所述碳酸乙烯酯、所述碳酸甲乙酯和所述碳酸二甲酯的质量比为3:(0.5-6):(1-6.5)。
在本发明一实施例中，所述非水溶剂在所述电解液中质量含量为60wt％-85wt％。
在本发明一实施例中，所述电解液还包括锂盐，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂或三氟甲磺酸锂中任意一种或至少两种的组合。
在本发明一实施例中，所述锂盐在所述电解液中的浓度为0.1mol/L-2mol/L。
在本发明一实施例中，所述锂盐包括六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂，且所述双氟磺酰亚胺锂在所述电解液中的浓度为0.1mol/L～0.8mol/L。
本发明还一种电化学装置，包括上述所述的锂离子电池。
综上所述，本发明提出一种锂离子电池及其应用，能够降低电解液的粘度，在高压实密度时，电解液能够快速渗透进入材料颗粒的内部孔隙，保证均匀的浸润，提高正极极片容纳电解液的能力，提高锂离子电池的动力学，提高循环性能。能够实现锂离子在电极界面的快速传导，提高电池的动力学。能够在负极形成致密的SEI膜，并在循环过程中持续修复SEI膜，减少锰离子溶出对于负极SEI膜的破坏，有效提升磷酸锰铁锂电池的循环寿命。能够提高电解液的稳定性，从而提高锂离子电池的循环性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一实施例中锂离子电池的结构示意图。
标号说明：10、正极极片；20、负极极片；30、隔膜；40、电解液。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。
下面结合若干实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明提出一种锂离子电池，包括正极极片10、负极极片20、隔膜30和电解液40，隔膜30位于正极极片10和负极极片20之间，在正极极片10、负极极片20和隔膜30之间填充电解液40。本发明并不限制锂离子电池的类型和形状，在本发明一实施例中，锂离子电池为一次电池或二次电池，二次电池又例如为软包电池、硬壳电池或圆柱电池等。在本实施例中，例如以软包的二次电池为例进行阐述。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，正极极片10包括正极集流体以及涂覆在正极集流体一面上的正极活性物质层，正极活性物质层包括正极活性材料、粘接剂和导电剂等。其中，正极集流体例如为镍、钛、铝、镍、银、不锈钢或碳等进行表面处理后形成的箔材即可，除了箔材以外，正极集流体还可以采用膜状、网状、多孔状、泡沫或无纺布等多种形式中的任意一种或多种组合使用。其中，正极集流体的厚度例如为8μm-15μm。在本实施例中，正极集流体例如为铝箔。
在本发明一实施例中，正极活性材料例如选自磷酸锰铁锂等，且磷酸锰铁锂的分子式为LixMnyFe1-yPO4，其中0.95≤x≤1.05，0.4≤y≤0.7。粘接剂例如选自聚偏二氟乙烯(Poly vinylidene Fluoride，PVDF)、聚酰胺(Polyamide，PA)、聚丙烯腈(Polyacrylonitrile，PAN)、聚丙烯酸酯(Polyacrylate)、聚乙烯醚(Polyvinylether)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)、乙烯-丙烯-双烯三元共聚物(EPDM)、聚六氟丙烯(Polyhexafluoropropylene)或丁苯橡胶(Polymerized Styrene ButadieneRubber，SBR)等中的任意一种或多种。导电剂例如选自导电炭黑(Super P，SP)、乙炔黑、碳纳米管和石墨烯等中任意一种或多种。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，正极活性材料为磷酸锰铁锂，粘结剂例如选自聚偏二氟乙烯，导电剂例如选自乙炔黑。将正极活性材料、乙炔黑和聚偏二氟乙烯例如按照重量比95:3:2的比例进行混合后，加入有机溶剂搅拌至体系呈均一状，获得正极浆料。其中，有机溶剂例如选自N-甲基吡咯烷酮(N-Methylpyrrolidone，NMP)。将正极浆料均匀涂覆于铝箔上后，进行干燥，再将干燥后的铝箔进行冷压等工序，获得正极极片10。其中，在本实施例中，正极极片的压实密度大于或等于2.1g/cm3。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，负极极片20例如包括负极集流体以及至少涂覆在负极集流体一面上的负极活性物质层，负极活性物质层包括负极活性材料、粘结剂、导电剂和增稠剂等。其中，负极集流体例如选自铜箔集流体、复合铜箔集流体、碳集流体、泡沫铜集流体或不锈钢集流体等中的一种，负极集流体的厚度例如为8μm-15μm。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，负极活性材料例如选自软碳、硬碳、人造石墨、天然石墨、硅、硅氧化合物、硅碳化合物或钛酸锂等中的任意一种或至少两种的组合。粘接剂例如选自聚偏二氟乙烯、聚酰胺、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚六氟丙烯或丁苯橡胶等中的任意一种或多种。导电剂例如选自导电炭黑、乙炔黑、碳纳米管和石墨烯等中任意一种或多种。在本发明一实施例中，负极集流体例如选自铜箔，负极活性材料例如选自石墨，导电剂例如选自乙炔黑，粘结剂例如选自丁苯橡胶，增稠剂例如选自羧甲基纤维素钠。在本发明一实施例中，将石墨、乙炔黑、丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠例如按质量比96:2:1:1进行混合，加入去离子水，充分搅拌获得负极浆料。将负极浆料均匀涂覆在铜箔上，经过烘干、冷压等工序得到负极极片20。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，隔膜30例如为聚乙烯膜(Polyethylene，PE)、聚丙烯膜(Polypropylene，PP)、玻璃纤维膜、聚乙烯膜或复合膜等。且隔膜的厚度例如为9μm-15μm。在本实施例中，隔膜例如选择8μm-10μm的聚乙烯作为基膜，并在基膜上涂覆厚度为2μm-4μm纳米氧化铝涂层，获得隔膜30。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，电解液40至少包括非水溶剂、锂盐以及添加剂，其中，在正极极片10的压实密度大于或等于2.1g/cm3的前提下，电解液40的电导率大于或等于8mS/cm，以提高锂离子的传输效率。其中，非水溶剂包括碳酸二甲酯(DimethylCarbonate，DMC)，且碳酸二甲酯在非水溶剂中的质量含量为15wt％～60wt％，又例如为20wt％～50wt％。若DMC的含量过低，则无法保证电解液40具有高的电导率以及良好的浸润性，电池的动力学无法得到改善，若DMC的含量过高，则电解液40的氧化稳定性变差，会在正极持续分解，造成容量快速衰减。即通过在电解液中设置碳酸二甲酯，且控制碳酸二甲酯的含量，由于碳酸二甲酯的低粘度和良好的浸润性等特性，使得电解液40同样具有低粘度和良好的浸润性，提高正极极片容纳电解液的能力，提高锂离子电池的动力学，提高循环性能。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，非水溶剂例如还包括碳酸乙烯酯(Ethylene Carbonate，EC)、碳酸甲乙酯(Ethyl Methyl Carbonate，EMC)、碳酸亚丙酯(Propylene Carbonate，PC)或碳酸二乙酯(Diethyl Carbonate，DEC)等中任意一种或至少两种的组合。又例如包括碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯，且碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的质量比为3:(0.5-6):(1-6.5)。在本发明一实施例中，非水溶剂在电解液40中的质量含量例如为60wt％-85wt％。在配制电解液时，在手套箱中氮气含量为99.999％，手套箱中的实际氧含量小于或等于0.1ppm，水分含量小于或等于0.1ppm时，将预设质量比的电池级的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯混合均匀后，将充分干燥后的锂盐加入上述非水溶剂，并加入添加剂，配制成锂离子电池的非水电解液。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，添加剂包括碳酸亚乙烯酯(VinyleneCarbonate，VC)等成膜添加剂，且添加剂在电解液40中的质量含量为0.1wt～5wt％，又例如为0.3wt％～3wt％。若VC的质量含量小于0.1wt％，则无法形成致密的SEI膜，也无法在循环过程中持续修复SEI膜，此时正极中溶出的锰离子会迅速恶化负极界面，造成锂损失并破坏负极的动力学，使电池的循环寿命快速衰减。若VC的质量含量大于5wt％，则会形成过厚的SEI膜，增大负极的界面阻抗，还会增大电解液的粘度，使电解液40的电导率下降。因此，控制VC的含量，使得VC能够在负极形成致密的SEI膜，并在循环过程中持续修复SEI膜，减少锰离子溶出对于负极SEI膜的破坏。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，锂盐例如选自六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟双草酸磷酸锂(LiODFP)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)或三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)等中任意一种或至少两种的组合。在本发明一实施例中，锂盐在电解液40中的浓度为0.1mol/L-2mol/L。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，锂盐例如选自六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂，且双氟磺酰亚胺锂在电解液40中的浓度为0.1mol/L～0.8mol/L，又例如为0.15mol/L～0.6mol/L，以改善锂离子电池的循环稳定性。其中，若LiFSI的浓度过低，则电解液40的电导率无法有效提高，且也无法生成富含Li3N的SEI膜，而富含Li3N的SEI膜则具有高的离子导率，能够实现锂离子在电极界面的快速传导，提高电池的动力学。若LiFSI的浓度过高，则LiFSI会腐蚀正极集流体，造成电池性能的下降。因此，控制LiFSI的浓度，使LiFSI具有高的解离度，与DMC联用能够保证电解液40的电导率大于或等于8mS/cm，且电解液40与正极活性材料颗粒具有良好的接触，从而实现锂离子在活性材料颗粒之间的快速传输。本申请通过在电解液中DMC、LiFSI和VC的共用，能够有效提升磷酸锰铁锂电池的循环寿命。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，将上述正极极片10、隔膜30、负极极片20按顺序叠好，使隔膜30处于正极极片10和负极极片20中间起到隔离的作用，并叠片得到裸电芯。将裸电芯装入铝塑膜，然后在80℃下烘烤除水后，注入电解液40并封口，之后经过静置、热冷压、化成、夹具和分容等工序，获得成品软包装的锂离子电池。
以下，通过引用实施例将更具体地解释本发明，这些实施例不应被理解为是限制性的。在与本发明主旨相一致的范围内，可以进行适当修改，其均落入本发明的技术范围内。
实施例1
正极极片的制备：将正极活性材料LiMn0.6Fe0.4PO4、导电剂乙炔黑以及粘接剂聚偏二氟乙烯按照质量比95:3:2混合，在正极活性材料、粘接剂和导电剂混合均匀后，加入溶剂N-甲基吡咯烷酮，搅拌至均一透明状，获得正极浆料。将正极浆料均匀涂覆于铝箔上，烘干后，然后经过冷压得到正极极片，正极极片的压实密度为2.35g/cm3。
负极极片的制备：将负极活性材料石墨、导电剂乙炔黑、粘接剂丁苯橡胶和增稠剂羧甲基纤维素钠按照质量比96:2:1:1进行混合，加入去离子水，充分搅拌获得负极浆料。将负极浆料均匀涂覆在铜箔，经过烘干和冷压得到负极极片。
电解液的制备：在手套箱中氮气含量为99.999％，手套箱中的实际氧含量为0.1ppm，水分含量为0.1ppm的条件下，非水溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯按质量比为3:4:3组成。以电解液的总质量为100％计，加入锂盐和添加剂，其中，锂盐包括六氟磷酸锂和LiFSI，六氟磷酸锂的浓度为0.7mol/L，LiFSI的浓度为0.3mol/L，VC的质量含量为2wt％，获得电解液。
隔膜的选择：选择9μm的聚乙烯作为基膜，并在基膜上涂覆3μm的纳米氧化铝涂层，获得隔膜。
电池的制备：将正极极片、隔膜、负极极片依次进行叠片，使隔膜处于正极极片和负极极片中间起到隔离的作用，并叠片得到裸电芯。然后外包铝塑膜，在80℃干燥除水后，注入电解液并进行封口，经静置、热冷压、化成、夹具和分容工序后，制备得锂离子电池。
实施例2
电解液中，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的质量比改为3:6:1，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例3
电解液中，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的质量比改为3:5.5:1.5，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例4
电解液中，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的质量比改为3:5:2，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例5
电解液中，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的质量比改为3:2:5，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例6
电解液中，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的质量比改为3:1:6，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例7
电解液中，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的质量比改为3:0.5:6.5，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例8
在电解液中，六氟磷酸锂和LiFSI的总浓度为1mol/L，LiFSI的浓度为0.05mol/L，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例9
在电解液中，六氟磷酸锂和LiFSI的总浓度为1mol/L，LiFSI的浓度为0.1mol/L，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例10
在电解液中，六氟磷酸锂和LiFSI的总浓度为1mol/L，LiFSI的浓度为0.15mol/L，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例11
在电解液中，六氟磷酸锂和LiFSI的总浓度为1mol/L，LiFSI的浓度为0.6mol/L，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例12
在电解液中，六氟磷酸锂和LiFSI的总浓度为1mol/L，LiFSI的浓度为0.8mol/L，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例13
在电解液中，六氟磷酸锂和LiFSI的总浓度为1mol/L，LiFSI的浓度为0.9mol/L，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例14
在电解液中，VC的质量含量改为0.05wt％，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例15
在电解液中，VC的质量含量改为0.1wt％，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例16
在电解液中，VC的质量含量改为0.3wt％，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例17
在电解液中，VC的质量含量改为3wt％，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例18
在电解液中，VC的质量含量改为5wt％，其他步骤与实施例1保持一致。
实施例19
在电解液中，VC的质量含量改为10wt％，其他步骤与实施例1保持一致。
对比例1
在电解液中，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的质量改为3：7：0，其他操作与实施例1保持一致。
对比例2
在电解液中，六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，不加入LiFSI，其他操作与实施例1保持一致。
对比例3
在电解液中，不加入VC，其他操作与实施例1保持一致。
在本发明中，在实施例1-19和对比例1-3获得电解液在常温下测试电导率，并对采用中不同的电解液制备的锂离子电池的常温循环的容量保持率进行测试，测试结果如表1所示。
在本发明一实施例中，常温循环的容量保持率是在温度为25℃时，将锂离子电池以1C恒流充电至4.2V，然后以4.2V恒压充电至电流小于0.05C，搁置10min后，以1C恒流放电至2.5V，测试此时锂离子电池的放电容量，为首次循环的放电容量。按照上述条件电池进行多次循环，分别计算得出电池循环400次的容量保持率。按照以下公式计算相对于循环后的容量保持率：容量保持率(％)＝(对应循环400圈的放电容量/首次循环的放电容量)×100％。
在本发明一实施例中，常温电导率测试是调节温箱温度恒定25℃，将电解液放入，静置1h，将电导率电极浸入电解液中，在电导率仪上读取电解液的电导率数值。
表1、实施例1-19和对比例1-3中锂离子电池的性能测试结果
请参阅表1所示，对比实施例1-19和对比例1可知，通过在电解液中添加碳酸二甲酯，并控制碳酸二甲酯的添加量，能够提高电解液的电导率，确保高压实密度极片的浸润性，提高锂离子电池的循环性能。对比实施例1-19和对比例2可知，通过添加LiFSI，能够提高电解液的电导率，说明LiFSI与碳酸二甲酯共用，能够保证电解液的电导率，确保电解液与正极活性材料颗粒有良好的接触，从而实现锂离子在材料颗粒之间的快速传输，提高锂离子电池的动力学性能。对比实施例1-19和对比例3可知，通过添加添加剂VC，能够在负极形成致密的SEI膜，并在循环过程中持续修复SEI膜，减少锰离子溶出对于负极SEI膜的破坏。有效提升磷酸锰铁锂电池的循环寿命。
请参阅表1所示，对比实施例1-7可知，随着碳酸二甲酯的含量增加，电解液的电导率也随着增加，而循环容量保持率是先增加再下降，在碳酸二甲酯占非水溶剂的30wt％时，循环容量保持率最高。说明随着碳酸二甲酯的含量增加，电解液的粘度和浸润性降低，电解液的电导率增加，电池的动力学性能改善，但添加量过多后，电解液的氧化稳定性变差，会在正极持续分解，造成容量快速衰减，因此，控制碳酸二甲酯的添加量，确保锂离子电池的性能。
请参阅表1所示，对比实施例1和实施例8-13可知，在锂盐总浓度不变的情况下，增加LiFSI的浓度，电解液的电导率也随着增加，而循环容量保持率是先增加再下降，在LiFSI的浓度为0.3mol/L时，循环容量保持率最高。说明LiFSI的浓度过低，则电解液的电导率无法有效提高，随着LiFSI含量的增加，能够有效提高电导率，且能够生成富含Li3N的SEI膜，能够实现锂离子在电极界面的快速传导，提高电池的动力学。同时，控制LiFSI的浓度，防止因浓度过高而导致正极的铝箔集流体的腐蚀，以确保提高锂离子电池的性能。
请参阅表1所示，对比实施例1和实施例14-19可知，随着VC含量的增加，电解液的电导率先增加再下降，循环容量保持率也是先增加再下降，在VC含量在2％～3％时，锂离子电池的综合性能达到最佳。说明随着VC含量的增加，能够在负极形成致密的SEI膜，并在循环过程中持续修复SEI膜，减少锰离子溶出对于负极SEI膜的破坏，能够有效提升磷酸锰铁锂电池的循环寿命。同时，防止，VC含量过高或过低时，造成的SEI破坏或阻抗过大等问题。即在电解液中添加碳酸二甲酯、LiFSI和VC，并控制其含量，从而提高磷酸锰铁锂电池的性能，改善电池的循环性能。
综上所述，本发明提出一种锂离子电池及其应用，通过选择非水溶剂的组分，能够降低电解液的粘度，在高压实密度时，电解液能够快速渗透进入材料颗粒的内部孔隙，保证均匀的浸润，提高正极极片容纳电解液的能力，提高锂离子电池的动力学，提高循环性能。通过锂盐的选择，能够实现锂离子在电极界面的快速传导，提高电池的动力学。控制添加剂的含量，能够在负极形成致密的SEI膜，并在循环过程中持续修复SEI膜，减少锰离子溶出对于负极SEI膜的破坏，有效提升磷酸锰铁锂电池的循环寿命。通过控制溶剂、锂盐以及添加剂的含量，提高电解液的稳定性，提高锂离子电池的循环性能。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (11)

1.一种锂离子电池，其特征在于，至少包括：
正极极片，所述正极极片的压实密度大于或等于2.1g/cm3，且所述正极极片包括正极活性材料，所述正极活性材料包括磷酸锰铁锂；
负极极片；
隔膜，所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间；以及
电解液，填充在所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜之间，所述电解液的电导率大于或等于8mS/cm，所述电解液包括非水溶剂，所述非水溶剂包括碳酸二甲酯，且所述碳酸二甲酯在所述非水溶剂中的质量含量为15wt％～60wt％。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述碳酸二甲酯在所述非水溶剂中的质量含量为20wt％～50wt％。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述磷酸锰铁锂的分子式为LixMnyFe1-yPO4，其中0.95≤x≤1.05，0.4≤y≤0.7。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解液还包括添加剂，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯，所述添加剂在所述电解液中的质量含量为0.1wt～5wt％。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水溶剂还包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙酯或碳酸二乙酯中任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水溶剂还包括碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯，且所述碳酸乙烯酯、所述碳酸甲乙酯和所述碳酸二甲酯的质量比为3:(0.5-6):(1-6.5)。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水溶剂在所述电解液中质量含量为60wt％-85wt％。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解液还包括锂盐，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂或三氟甲磺酸锂中任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐在所述电解液中的浓度为0.1mol/L-2mol/L。
10.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂，且所述双氟磺酰亚胺锂在所述电解液中的浓度为0.1mol/L～0.8mol/L。
11.一种电化学装置，其特征在于，包括权利要求1-10任意一项所述的锂离子电池。
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