本發(fā)明涉及鋰離子電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種陰極極片及其制備方法以及鋰離子電池。
背景技術(shù)：
：鋰離子電池以其優(yōu)異的性能已成為二次電池的主流發(fā)展方向。但隨著電池技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電池能量密度的要求越來(lái)越高。電池能量密度由電池的理論能量密度及非活性材料(諸如導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等)所占比重決定。因此為了繼續(xù)提高電池能量密度，除了減小非活性材料的比重外，更大力開(kāi)發(fā)基于高電壓的活性材料，尤其是陰極活性材料，以提高陰極活性材料嵌脫鋰電位，提高陰極活性材料的比容量，以便獲得高能量密度的鋰離子電池。從陰極活性材料方面考慮，多是采用過(guò)渡金屬元素?fù)诫s和氧化物包覆的陰極活性材料，但這兩種方法存在著用量難控制、前軀體難合成和燒結(jié)過(guò)程中時(shí)間、溫度等工藝參數(shù)難控制的缺點(diǎn)，如果控制不當(dāng)，易使得陰極活性材料中的過(guò)渡金屬元素(ni、co、mn等)出現(xiàn)各種價(jià)態(tài)，結(jié)果影響到陰極活性材料的克容量發(fā)揮和鋰離子電池的首次效率等電性能。從表面包覆考慮，多是采用成膜性好的聚合物，在陰極活性材料表面形成保護(hù)膜，以便隔絕電解液與陰極活性材料的直接接觸，減小電解液在高電壓下被陰極活性材料表面的高氧化位點(diǎn)氧化分解，以減少產(chǎn)氣。但成膜性好的聚合物大都是絕緣性材料，因此包覆層的厚度和致密度要嚴(yán)格控制，否則會(huì)影響到鋰離子電池的離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)，進(jìn)而影響到鋰離子電池的容量發(fā)揮和循環(huán)等電性能。從電解液方面考慮，多是添加在高電壓下可以自聚合且在陰極活性材料表面能形成保護(hù)層的陰極成膜添加劑，但采用這種方法只能在陰極極片表面形成一層保護(hù)層，并不能對(duì)極片內(nèi)部的陰極活性材料進(jìn)行較好的保護(hù)，因此持久性較差，而且也存在著惡化陽(yáng)極及全電池性能的風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：鑒于
背景技術(shù)：
中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的一目的在于提供一種陰極極片及其制備方法以及鋰離子電池，所述陰極極片添加劑在電壓催化聚合后能夠較好的包覆在陰極活性材料表面，形成一層均勻分布的保護(hù)膜，達(dá)到改善鋰離子電池電化學(xué)性能的目的。為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種陰極極片，其包括陰極集流體以及陰極活性物質(zhì)層。所述陰極活性物質(zhì)層包括：陰極活性材料；導(dǎo)電劑；粘結(jié)劑；以及添加劑。所述添加劑包括式1所示的化合物中的一種或幾種；其中，n表示聚合度，n≤20。r1、r2各自獨(dú)立地選自-h、-f、碳原子數(shù)為1～2的烷基以及碳原子數(shù)為1～2的烷基被f部分取代或全部取代的基團(tuán)。r3選自-cn、-ch2cn、-ocn、-ch2nh2、-co-nh2、-conhch3、-conch3ch3、-oh、-ch2oh、-c(ch2)2oh、-cooh、-c6h5cooh、-ch2sh以及-c6h5ch2sh中的一種。r4選自-h、-so3h、-c6h5so3h、-so3nh4、-c6h5so3nh4、-cooch3、-cooch2ch3、-cooch2ch2ch3、-cooc(ch3)2以及-cooch2ch2ch2ch3中的一種。r5選自-h或下述式5-1、式5-2、式5-3、式5-4、式5-5中的一種失去任一個(gè)氫原子得到的取代基；在式5-3、式5-4、式5-5中，n1、n2、n3均表示聚合度，且2≤n1≤10、2≤n2≤10、2≤n3≤10。在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種陰極極片的制備方法，用于制備本發(fā)明一方面所述的陰極極片，包括步驟：將導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑以及溶劑混合均勻，得到導(dǎo)電劑溶液；將添加劑與陰極活性材料攪拌混合后，加入導(dǎo)電劑溶液，攪拌均勻得到陰極漿料，之后將陰極漿料設(shè)置于陰極集流體上，烘干后得到陰極極片，其中，陰極漿料烘干除去溶劑后形成陰極活性物質(zhì)層。在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池，其包括根據(jù)本發(fā)明一方面所述的陰極極片。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的陰極極片添加劑在電壓催化聚合后能夠較好的包覆在陰極活性材料表面，形成一層均勻分布的保護(hù)膜，防止陰極活性材料在高電壓下的結(jié)構(gòu)破壞，同時(shí)可以減少陰極活性材料表面在高電壓下的活性位點(diǎn)，抑制電解液被陰極活性材料表面高氧化性位點(diǎn)氧化分解，有效減少產(chǎn)氣，改善鋰離子電池電化學(xué)性能。本發(fā)明的陰極極片能夠廣泛應(yīng)用于基于高電壓的陰極活性材料體系，有助于提高陰極活性材料的嵌脫鋰電位，提高陰極活性材料的比容量，以便獲得高能量密度的鋰離子電池。本發(fā)明的陰極極片的制備過(guò)程中不需要加入引發(fā)劑、催化劑等助劑，僅需借助電壓催化，即可在陰極活性材料表面形成一層均勻分布的保護(hù)膜，避免一些副反應(yīng)的發(fā)生。本發(fā)明的陰極極片的制備工藝簡(jiǎn)單方便、可操作性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高、成膜包覆均勻性好、成本低、容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。附圖說(shuō)明圖1為添加劑與陰極活性材料作用示意圖。具體實(shí)施方式下面詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的陰極極片及其制備方法以及鋰離子電池。首先說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一方面的陰極極片。根據(jù)本發(fā)明第一方面的陰極極片包括陰極集流體以及陰極活性物質(zhì)層。所述陰極活性物質(zhì)層包括：陰極活性材料；導(dǎo)電劑；粘結(jié)劑；以及添加劑。所述添加劑包括式1所示的化合物中的一種或幾種；其中，n表示聚合度，n≤20。r1、r2各自獨(dú)立地選自-h、-f、碳原子數(shù)為1～2的烷基以及碳原子數(shù)為1～2的烷基被f部分取代或全部取代的基團(tuán)。具體地，碳原子數(shù)為1～2的烷基以及碳原子數(shù)為1～2的烷基被f部分取代或全部取代的基團(tuán)選自-ch3、-ch2f、-chf2、-cf3、-ch2ch3、-(ch2)2f、-ch2chf2、-ch2cf3、-chfcf3以及-cf2cf3中的一種。r3選自-cn、-ch2cn、-ocn、-ch2nh2、-co-nh2、-conhch3、-conch3ch3、-oh、-ch2oh、-c(ch2)2oh、-cooh、-c6h5cooh、-ch2sh以及-c6h5ch2sh中的一種。r4選自-h、-so3h、-c6h5so3h、-so3nh4、-c6h5so3nh4、-cooch3、-cooch2ch3、-cooch2ch2ch3、-cooc(ch3)2以及-cooch2ch2ch2ch3中的一種。r5選自-h或下述式5-1、式5-2、式5-3、式5-4、式5-5中的一種失去任一個(gè)氫原子得到的取代基；在式5-3、式5-4、式5-5中，n1、n2、n3均表示聚合度，且2≤n1≤10、2≤n2≤10、2≤n3≤10。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，式1的聚合物n≤20，一是保證式1所示的化合物的分子量不宜過(guò)大，能以低聚物添加劑的形式存在和使用；二是保證式1所示的化合物仍有較高的聚合活性，以便在高電壓鋰離子電池體系中，借助鋰離子電池在化成過(guò)程中的電壓進(jìn)行催化聚合，在陰極活性材料表面形成一層均勻分布的保護(hù)膜。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，r1、r2所述位置具有不飽和雙鍵，可以借助鋰離子電池充電過(guò)程(即化成)中的電壓催化，發(fā)生自聚合反應(yīng)，在陰極活性材料表面形成一層均勻分布的保護(hù)膜，防止陰極活性材料在高電壓下的結(jié)構(gòu)破壞，減少陰極活性材料表面的活性位點(diǎn)，抑制電解液被陰極活性材料表面高氧化性位點(diǎn)氧化，有效減少產(chǎn)氣，提升鋰離子電池的電化學(xué)性能。r3能與陰極活性材料中的過(guò)渡金屬離子(諸如ni、co、mn等)發(fā)生螯合作用，使添加劑螯合吸附在陰極活性材料表面，穩(wěn)定陰極活性材料的晶體結(jié)構(gòu)，使得陰極活性材料在高電壓沖擊下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時(shí)可脫出更多的鋰，且抑制過(guò)渡金屬離子的溶出。r4有助于li+傳導(dǎo)，由于式1所示的化合物中的o、n、s、p等原子含有孤對(duì)電子，聚合后的低聚物包覆在陰極活性材料表面，使得陰極活性材料表面易聚集較多的li+，r4有利于li+在形成的保護(hù)膜中的快速傳導(dǎo)；r5有助于電子傳導(dǎo)，具有較高的電子云密度，為陰極活性材料顆粒之間的電子傳輸提供通路，使得鋰離子電池具有較好的低溫、倍率等動(dòng)力學(xué)性能。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，優(yōu)選地，r1選自-ch2f、-ch2chf2、-ch2cf3中的一種。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，優(yōu)選地，r2選自-ch2f、-ch2chf2、-ch2cf3中的一種。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，優(yōu)選地，r3選自-cn、-ch2cn、-ocn中的一種。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，優(yōu)選地，r4選自-h、-so3h、-c6h5so3h中的一種。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，優(yōu)選地，r5選自-h或r5選自式5-3失去任一個(gè)氫原子得到的取代基。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，所述陰極活性材料選自鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鋰鎳鈷錳三元材料中的一種或幾種。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，所述導(dǎo)電劑選自導(dǎo)電炭黑、超導(dǎo)炭黑、導(dǎo)電石墨、乙炔黑、石墨烯、碳納米管中的一種或幾種。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，所述粘結(jié)劑選自聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚丙烯酸酯、丁基橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂、醋酸乙烯樹(shù)脂、氯化橡膠中的一種或幾種。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，所述陰極集流體選自鋁箔或不銹鋼箔。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，所述添加劑在所述陰極活性物質(zhì)層中的質(zhì)量百分含量大于零且小于等于1.0％。在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的陰極極片中，式1所示的化合物的制備過(guò)程如下，其次說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第二方面的陰極極片的制備方法，用于制備本發(fā)明第一方面所述的陰極極片，包括步驟：將導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑以及溶劑混合均勻，得到導(dǎo)電劑溶液；將添加劑與陰極活性材料攪拌混合后，加入導(dǎo)電劑溶液，攪拌均勻得到陰極漿料，之后將陰極漿料設(shè)置于陰極集流體上，烘干后得到陰極極片，其中，陰極漿料烘干除去溶劑后形成陰極活性物質(zhì)層。常規(guī)的攪拌工藝是將陰極活性材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、添加劑、溶劑等按先后順序加入到攪拌罐中，一起攪拌均勻后制得陰極攪料，這樣既不能保證添加劑均勻吸附在陰極活性材料表面，也不能避免添加劑吸附在導(dǎo)電劑或粘結(jié)劑表面。為克服以上缺點(diǎn)，在本發(fā)明的陰極極片的制備方法中，預(yù)先將導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑以及溶劑混合均勻，得到導(dǎo)電劑溶液；然后將添加劑與陰極活性材料獨(dú)立攪拌混合，目的是保證添加劑預(yù)先均勻螯合吸附在陰極活性材料表面，然后將導(dǎo)電劑溶液加入，按照一定的固含量和粘度指標(biāo)攪拌均勻后，得到陰極漿料。在根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的陰極極片的制備方法中，參照?qǐng)D1，添加劑與陰極活性材料攪拌混合后，螯合吸附在陰極活性材料的表面，制備成電芯后，在電芯的化成過(guò)程中的電壓催化下，添加劑在陰極活性材料表面自聚合，且聚合產(chǎn)物包覆在陰極活性材料表面形成一層均勻分布的保護(hù)膜，減少陰極活性材料表面的活性位點(diǎn)，抑制電解液被陰極活性材料表面高氧化性位點(diǎn)氧化，有效減少產(chǎn)氣，提升鋰離子電池的電化學(xué)性能。在根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的陰極極片的制備方法中，優(yōu)選將添加劑與陰極活性材料進(jìn)行捏合攪拌，以有效控制添加劑預(yù)先均勻螯合吸附在陰極活性材料表面。在根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的陰極極片的制備方法中，該制備過(guò)程簡(jiǎn)單、工藝好控制。制備過(guò)程中不需要加入引發(fā)劑、催化劑等助劑，僅需借助電壓催化，即可在陰極活性材料表面形成一層均勻分布的保護(hù)膜，避免一些副反應(yīng)的發(fā)生。同時(shí)所用的添加劑較少，并不會(huì)影響攪拌、涂布、極片粘結(jié)力、壓實(shí)密度等加工性能，也不會(huì)對(duì)鋰離子電池的制造成本帶來(lái)較大影響。再次說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第三方面的鋰離子電池，其包括根據(jù)本發(fā)明第一方 面所述的陰極極片。在根據(jù)本發(fā)明第三方面所述的鋰離子電池中，當(dāng)卷繞和/或疊置等得到電芯后，借助電芯化成過(guò)程中的電壓催化，陰極極片中的添加劑發(fā)生自聚合反應(yīng)，在陰極活性材料表面形成一層均勻分布的保護(hù)膜，減少陰極活性材料表面的活性位點(diǎn)，抑制電解液被陰極活性材料表面高氧化性位點(diǎn)氧化，有效減少產(chǎn)氣，提升鋰離子電池的電化學(xué)性能。下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本申請(qǐng)。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本申請(qǐng)而不用于限制本申請(qǐng)的范圍。實(shí)施例1(1)添加劑的制備添加劑的分子結(jié)構(gòu)如下：將單體1與mg在無(wú)水乙醚環(huán)境下反應(yīng)制備生成格氏試劑，之后將混有koh的單體2滴加到格氏試劑中，整個(gè)反應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在30℃下反應(yīng)1.5h～2h，得到聚合前的單體。之后將聚合前的單體轉(zhuǎn)移至另一反應(yīng)容器中，采用alet3/nioct/bf3·et2o催化劑體系，以苯為溶劑，在40℃～55℃下反應(yīng) 2h，得到式ⅰ所示的添加劑。在式ⅰ中，聚合度n為15～20。(2)陰極極片的制備將陰極活性材料鈷酸鋰(licoo2)、式ⅰ所示的添加劑、溶劑n-甲基吡咯烷酮(nmp)混合攪拌2h，然后將由導(dǎo)電劑導(dǎo)電炭黑和粘結(jié)劑聚偏氟乙烯組成的導(dǎo)電劑溶液加入，經(jīng)高速攪拌3h，得到分散均勻的陰極漿料。在陰極漿料中，固體含量為60wt％，固體成分中包含90wt％的鈷酸鋰、0.2wt％的添加劑、4.8wt％的聚偏氟乙烯和5wt％的導(dǎo)電炭黑。將陰極漿料均勻地涂在鋁箔兩面，經(jīng)過(guò)干燥、輥壓機(jī)壓實(shí)，得到陰極極片。(3)陽(yáng)極極片的制備將陽(yáng)極活性材料人造石墨、粘結(jié)劑sbr乳液、增稠劑羧甲基纖維素鈉和導(dǎo)電劑導(dǎo)電炭黑混合，之后加入溶劑去離子水，經(jīng)高速攪拌得到分散均勻的陽(yáng)極漿料。在陽(yáng)極漿料中，固體含量為40wt％，固體成分中包含90wt％的人造石墨、2wt％的羧甲基纖維素鈉、3wt％的導(dǎo)電炭黑、5wt％的sbr。將陽(yáng)極漿料均勻地涂在銅箔兩面，經(jīng)過(guò)干燥、輥壓機(jī)壓實(shí)，得到陽(yáng)極極片。(4)電解液的制備電解液采用濃度為1m的六氟磷酸鋰作為鋰鹽，溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、1,2-丙二醇碳酸酯按體積比1:1:1混合得到。(5)鋰離子電池的制備在陰極極片和陽(yáng)極極片上焊接導(dǎo)電極耳，采用12μm厚的聚丙烯/聚乙烯復(fù)合隔離膜將陰極極片和陽(yáng)極極片間隔開(kāi)，之后卷繞形成裸電芯，再用鋁塑膜封裝。封裝后注入電解液、對(duì)電芯進(jìn)行化成和老化，得到長(zhǎng)寬厚為130mm×60mm×4mm的方形軟包裝鋰離子電池。實(shí)施例2依照實(shí)施例1的方法制備鋰離子電池。不同之處在于添加劑的分子結(jié)構(gòu)如下：將單體1與mg在無(wú)水乙醚環(huán)境下反應(yīng)制備生成格氏試劑，之后將混有koh的單體2滴加到格氏試劑中，整個(gè)反應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在30℃下反應(yīng)1.5h～2h，得到聚合前的單體。之后將聚合前的單體轉(zhuǎn)移至另一反應(yīng)容器中，采用alet3/nioct/bf3·et2o催化劑體系，以苯為溶劑，在40℃～55℃下反應(yīng)2h，得到式ⅱ所示的添加劑。在式ⅱ中，聚合度n為15～20。實(shí)施例3依照實(shí)施例1的方法制備鋰離子電池。不同之處在于添加劑的分子結(jié)構(gòu)如下：將單體1與mg在無(wú)水乙醚環(huán)境下反應(yīng)制備生成格氏試劑，之后將混有koh的單體2滴加到格氏試劑中，整個(gè)反應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在30℃下反應(yīng)1.5h～2h。之后將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至另一反應(yīng)容器中與mg在無(wú)水乙醚環(huán)境下反應(yīng)制備生成格氏試劑，之后將混有koh的單體3滴加到格氏試劑中，整個(gè)反應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在30℃下反應(yīng)1.5h～2h，得到聚合前的單體。之后將聚合前的單體轉(zhuǎn)移至另一反應(yīng)容器中，采用alet3/nioct/bf3·et2o催化劑體系，以苯為溶劑，在40℃～55℃下反應(yīng)2h，得到式ⅲ所示的添加劑。在式ⅲ中，聚合度n為15～20。實(shí)施例4依照實(shí)施例1的方法制備鋰離子電池。不同之處在于添加劑的分子結(jié)構(gòu) 如下：將單體1與mg在無(wú)水乙醚環(huán)境下反應(yīng)制備生成格氏試劑，之后將混有koh的單體2滴加到格氏試劑中，整個(gè)反應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在30℃下反應(yīng)1.5h～2h。之后將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至另一反應(yīng)容器中與mg在無(wú)水乙醚環(huán)境下反應(yīng)制備生成格氏試劑，之后將混有koh的單體3滴加到格氏試劑中，整個(gè)反應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在30℃下反應(yīng)1.5h～2h，得到聚合前的單體。之后將聚合前的單體轉(zhuǎn)移至另一反應(yīng)容器中，采用alet3/nioct/bf3·et2o催化劑體系，以苯為溶劑，在40℃～55℃下反應(yīng)2h，得到式ⅳ所示的添加劑。在式ⅳ中，聚合度n為15～20。對(duì)比例1依照實(shí)施例1的方法制備鋰離子電池。不同之處在于陰極極片中不含有添加劑。接下來(lái)說(shuō)明鋰離子電池的性能測(cè)試。(1)鋰離子電池的首次放電克容量、首次效率測(cè)試在80℃、單電芯(即實(shí)施例1-4、對(duì)比例1中卷繞得到的裸電芯)壓力275kg條件下，以1c電流對(duì)電芯進(jìn)行化成，得到化成容量icc0。在35℃、單電池(即實(shí)施例1-4、對(duì)比例1中化成、老化后得到的方形軟包裝鋰離子電池)壓力30kg條件下，以0.5c對(duì)電池恒流充電至4.5v，得到充電容量agc0?；扇萘縤cc0與充電容量agc0之和為首次充電容量c0。之后以0.5c對(duì)電池恒流放電至3.0v，得首次放電容量d0。首次放電克容量(mah/g)＝首次放電容量d0/陰極活性材料的重量w。首次效率＝首次放電容量d0/首次充電容量c0。表1實(shí)施例1-4和對(duì)比例1的首次放電克容量、首次效率測(cè)試結(jié)果從表1可知，相比于對(duì)比例1，實(shí)施例1-4的鋰離子電池的首次放電克容量發(fā)揮和首次效率均提高。這是由于實(shí)施例1-4所用的添加劑含有能螯合co離子的基團(tuán)，從而能夠較好的與co離子發(fā)生螯合作用，使添加劑螯合吸附在陰極活性材料表面，穩(wěn)定陰極活性材料的結(jié)構(gòu)，使得陰極活性材料在高電壓沖擊下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時(shí)可脫出更多的鋰。其次，添加劑的分子鏈中還含有利于li+傳導(dǎo)的功能型基團(tuán)，因此離子電導(dǎo)率較高，li+參與電化學(xué)反應(yīng)時(shí)和傳輸時(shí)的阻抗減小。再則添加劑具有良好的成膜性，可在陰極活性材料表面形成一層牢固的保護(hù)膜，減少陰極極片表面的副反應(yīng)，減少li+的消耗。(2)鋰離子電池的放電性能測(cè)試將鋰離子電池在25℃下以0.5c恒流充電至4.5v，再恒壓充電至截止電流為0.05c，之后分別在25℃、-20℃、-10℃、0℃、35℃、45℃、60℃下以 0.5c放電至3.0v，進(jìn)行高低溫放電容量測(cè)試。以25℃放電所得的容量為基準(zhǔn)值(100％)。鋰離子電池不同溫度下的放電容量保持率(％)＝不同溫度下放電所得的容量/25℃放電所得的容量。表2實(shí)施例1-4和對(duì)比例1的放電性能測(cè)試結(jié)果電池編號(hào)25℃-20℃-10℃0℃35℃45℃60℃對(duì)比例1100.0％72.5％77.8％94.1％102.2％101.8％101.7％實(shí)施例1100.0％76.1％78.0％94.8％102.4％102.7％102.6％實(shí)施例2100.0％84.2％80.5％96.3％103.1％103.2％103.8％實(shí)施例3100.0％76.7％78.4％95.3％102.0％101.4％101.0％實(shí)施例4100.0％84.8％81.0％96.9％102.1％101.2％101.8％從表2可知，相比于對(duì)比例1，實(shí)施例1-4的鋰離子電池的高低溫放電性能得到改善，并且隨著利于li+傳導(dǎo)的功能型基團(tuán)r4增多，高低溫放電性能增加。這是由于實(shí)施例1-4中添加劑的分子鏈中含有利于li+傳導(dǎo)的基團(tuán)-so3h，-c6h5so3h，這些基團(tuán)的負(fù)電性較強(qiáng)，對(duì)于帶正電荷的li+具有較大的吸引作用，一方面在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，添加劑的分子鏈實(shí)際上成為了li+傳輸?shù)挠欣ǖ?，li+傳輸阻力減?。涣硪环矫婵梢越档蚻i+在陰陽(yáng)極脫嵌過(guò)程中的去溶劑化能，降低li+的脫嵌阻力，有利于提升鋰離子電池的動(dòng)力學(xué)性能。實(shí)施例3、實(shí)施例4相對(duì)于實(shí)施例1、實(shí)施例2，由于導(dǎo)電子基團(tuán)r5的存在，使得鋰離子電池的低溫放電性能進(jìn)一步提高。(3)鋰離子電池的倍率性能測(cè)試在常溫下將鋰離子電池以0.5c恒流充電至4.5v，再恒壓充電至截止電流為0.05c，之后分別按不同的放電倍率(0.1c、0.2c、0.5c、1.0c、1.5c、2.0c)放電至3.0v，以0.1c放電所得的容量為基準(zhǔn)值(100％)。鋰離子電池不同倍率下的放電容量比＝不同倍率放電所得的容量/0.1c放電所得的容量。表3實(shí)施例1-4和對(duì)比例1的倍率性能測(cè)試結(jié)果從表3可知，相比于對(duì)比例1，實(shí)施例1-4的鋰離子電池的倍率性能得到改善，并且隨著利于li+傳導(dǎo)的功能型基團(tuán)r4增多，倍率性能增加。這是由于實(shí)施例1-4中添加劑的分子鏈中含有利于li+傳導(dǎo)的基團(tuán)-so3h，-c6h5so3h，這些基團(tuán)的負(fù)電性較強(qiáng)，對(duì)于帶正電荷的li+具有較大的吸引作用，一方面在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，添加劑的分子鏈實(shí)際上成為了li+傳輸?shù)挠欣ǖ?，li+傳輸阻力減小；另一方面可以降低li+在陰陽(yáng)極脫嵌過(guò)程中的去溶劑化能，降低li+的脫嵌阻力，有利于提升鋰離子電池的動(dòng)力學(xué)性能。實(shí)施例3、實(shí)施例4相對(duì)于實(shí)施例1、實(shí)施例2，由于導(dǎo)電子基團(tuán)r5的存在，使得鋰離子電池的倍率性能進(jìn)一步提高。(4)鋰離子電池的高溫存儲(chǔ)性能測(cè)試在常溫下將鋰離子電池以0.7c恒流充電至3.85v，再恒壓充電至截止電流為0.05c，此時(shí)鋰離子電池為50％soc，測(cè)試鋰離子電池的厚度，并以此為基準(zhǔn)。在常溫下將鋰離子電池以0.7c恒流充電至4.5v，再恒壓充電至截止電流為0.05c，此時(shí)鋰離子電池為100％soc，測(cè)試鋰離子電池的厚度。鋰離子電池100％soc時(shí)的厚度膨脹率＝(鋰離子電池100％soc時(shí)的厚度-鋰離子電池50％soc時(shí)的厚度)/鋰離子電池50％soc時(shí)的厚度。在常溫下將鋰離子電池以0.7c恒流充電至4.5v，再恒壓充電至截止電流為0.05c，之后將鋰離子電池在60℃下存儲(chǔ)30天，每6天測(cè)量鋰離子電池的厚度。鋰離子電池存儲(chǔ)后的厚度膨脹率＝(第n天測(cè)量得到的厚度-鋰離子電池50％soc時(shí)的厚度)/鋰離子電池50％soc時(shí)的厚度。表4實(shí)施例1-4和對(duì)比例1的高溫存儲(chǔ)性能測(cè)試結(jié)果從表4可知，相比于對(duì)比例1，實(shí)施例1-4的鋰離子電池的高溫存儲(chǔ)性能得到改善。這是由于實(shí)施例1-4中的添加劑為線性高分子化合物，具有良好的成膜性，可在陰極活性材料表面形成一層牢固的保護(hù)膜，有效隔絕電解液與陰極活性物質(zhì)的直接接觸，減少電解液被陰極活性材料表面的氧化位點(diǎn)氧化分解，有效減少產(chǎn)氣，有利于提升鋰離子電池的高溫存儲(chǔ)性能。(5)鋰離子電池的循環(huán)性能測(cè)試分別在25℃、45℃下靜置5min，之后以0.7c恒流充電至4.5v，再恒壓充電至截止電流為0.05c，靜置5min，之后以1c恒流放電至3.0v，此為首次循環(huán)，重復(fù)上述過(guò)程，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行循環(huán)性能測(cè)試。鋰離子電池循環(huán)后的容量保持率(％)＝n次循環(huán)后的放電容量/首次循環(huán)后的放電容量。表5實(shí)施例1-4和對(duì)比例1的循環(huán)性能測(cè)試結(jié)果從表5可知，相比于對(duì)比例1，實(shí)施例1-4的鋰離子電池的25℃、45℃循環(huán)性能得到大大提升。這是由于實(shí)施例1-4中的添加劑含有能螯合co離子的基團(tuán)，從而能夠較好的與co離子發(fā)生螯合作用，使添加劑螯合吸附在陰極活性材料表面，使得co-o鍵的鍵長(zhǎng)變短、鍵能增加，可抑制陰極活性材料的co-o鍵在高電壓過(guò)充下的斷裂，減少co離子的溶出，穩(wěn)定陰極活性材料的結(jié)構(gòu)；其次，添加劑的分子鏈中含有利于li+傳導(dǎo)的功能型基團(tuán)，因此離子電導(dǎo)率較高，li+遷移數(shù)可達(dá)到0.5；再則該添加劑包覆在陰極活性材料表面，可抑制電解液被陰極活性材料表面高氧化性位點(diǎn)氧化分解，保證鋰離子電池在循環(huán)過(guò)程有足夠的電解液。當(dāng)前第1頁(yè)12