锂离子电池的制作方法

本发明涉及电池，具体而言，涉及一种锂离子电池。

背景技术：

1、在电化学储能装置技术领域，特别是采用全极耳结构的圆柱锂离子电池中，为满足日益增长的高能量密度需求，通常的技术路线是采用高镍含量（例如镍摩尔含量不低于80%）的层状氧化物作为正极活性物质，并不断提升充电截止电压（例如至4.3v以上），以期在单位质量或体积内存储更多电能。

2、相关技术中，为达到上述高能量密度目标，常采用linixcoymnzo2（x≥0.80）系正极材料与碳酸酯基电解液匹配，并使之在较高的充电截止电压下工作。然而，这种技术途径受其自身材料特性的制约，面临一系列性能瓶颈：在高电压深度脱锂状态下，高镍正极材料表面会生成高氧化活性的过渡金属离子（如ni4+），催化电解液溶剂发生剧烈的氧化分解，同时正极材料自身也因晶格氧的释放而出现不可逆的层状至岩盐相结构退化。这些因素导致正极/电解液界面持续劣化，其副产物（如hf）进一步腐蚀正极表面，形成恶性循环。相关技术中常规的添加剂或材料改性手段，在此高电压体系下难以同步构建足够稳定且具备高离子传导性的界面膜，无法有效抑制上述界面副反应的正反馈过程。

3、为了兼顾高能量密度与长循环寿命、高倍率性能及过充安全性，所面临的具体技术问题在于，现有的高镍正极-电解液体系在高工作电压下，正极表面与电解液界面间的化学不稳定性和持续副反应，会导致电池循环容量快速衰减、内阻持续增长，并在滥用工况（如过充）下存在热失控风险。这种固有缺陷使得电池在循环寿命、大倍率性能和过充安全性之间难以获得平衡，从而限制了全极耳圆柱锂离子电池综合性能的进一步提升。因此，亟需一种新的技术途径，以在维持界面高离子传导性的前提下，有效钝化高电压正极表面的反应活性，从而打破界面劣化的恶性循环。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供一种锂离子电池，可以在维持界面高离子传导性的前提下，有效钝化高电压正极表面的反应活性，从根本上打破界面劣化的恶性循环。

2、为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

3、根据本申请的一个方面，本申请实施例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括负极片、正极片和电解液，所述正极片包括正极活性材料，所述电解液包括草酸硼酸锂类添加剂；

4、其中，所述正极活性材料包括linixcoymnzm(1-x-y-z)o2，其中0.80≤x≤0.95，0.03≤y≤0.15，0.02≤z≤0.10，可选地m包括b、al、zr、w、ti中的至少一种；

5、所述草酸硼酸锂类添加剂在电解液中的质量占比为w，0.5 wt% ≤ w ≤ 1.5wt%；

6、所述正极片的压实密度为ρ，3.4g/cm3≤ ρ≤3.7 g/cm3；

7、所述锂离子电池的充电截止电压为ucut，4.3v ≤ ucut≤ 4.6v。

8、在其中的一些实施方式中，所述草酸硼酸锂类添加剂通式结构为li+·[b(oc(=o)r1)(oc(=o)r2)(oc(=o)r3)(oc(=o)r4)]-；

9、所述r1~r4各自独立的包括h、f、ch3、cf3、成环草酸根（-c(=o)-）中的至少一种。

10、在其中的一些实施方式中，所述草酸硼酸锂类添加剂包括双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双丙二酸硼酸锂、单氟三氟乙酸草酸硼酸锂中的至少一种。

11、在其中的一些实施方式中，所述锂离子电池为全极耳圆柱电池。

12、在其中的一些实施方式中，所述锂离子电池的充电截止电压为4.6v时，在1c倍率下的首周放电比容量≥235 mah/g。

13、在其中的一些实施方式中，所述锂离子电池在25℃、50%荷电状态、10s放电脉冲条件下，所述锂离子电池的直流内阻dcr ≤ 6 mω。

14、在其中的一些实施方式中，在4c快充条件下，由10%soc充电至80%soc的过程中，所述锂离子电池的正极极片在卷绕内侧、中部和外侧的轴向温差δt ≤ 5℃。

15、在其中的一些实施方式中，所述锂离子电池的6c充电容量保持率≥80%。

16、在其中的一些实施方式中，在充电截止电压为4.6 v、1c充放电循环600周后，所述锂离子电池的容量保持率≥60%。

17、在其中的一些实施方式中，所述锂离子电池在初始荷电状态为100%、绝热环境散热功率≤0.1w、初始温度25±2℃的条件下，以1c恒流持续充电至4.6v，测试结果满足：电池表面温升速率dt/dt ≤ 10℃/min；电池表面最高温度tmax ≤ 130℃；无起火、无爆炸、无电解液泄漏。

18、实施本发明的技术方案，至少具有以下有益效果：

19、在本申请实施例中，通过将特定组成范围的高镍正极活性材料与草酸硼酸锂类添加剂在电解液中协同使用，可以实现以下协同效果：草酸硼酸锂类添加剂可在正极表面参与构建稳定的正极固态电解质界面膜，钝化高镍正极在高电压下因深度脱锂而产生的活性表面，抑制电解液在正极侧的持续氧化分解；同时，该添加剂亦可在负极侧优先还原成膜，形成兼具低离子传输阻抗和高热稳定性的固态电解质界面膜。解决了高电压下电池界面不稳定与结构退化的问题，从而实现了高能量密度、长循环寿命与高安全性的统一。

20、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括负极片、正极片和电解液，所述正极片包括正极活性材料，所述电解液包括草酸硼酸锂类添加剂；

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极片的压实密度为ρ，3.4g/cm3 ≤ ρ≤3.7 g/cm3；和/或，

3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述草酸硼酸锂类添加剂通式结构为li+·[b(oc(=o)r1)(oc(=o)r2)(oc(=o)r3)(oc(=o)r4)]-；

4.根据权利要求1至2任一所述的锂离子电池，其特征在于，所述草酸硼酸锂类添加剂包括双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双丙二酸硼酸锂、单氟三氟乙酸草酸硼酸锂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池为全极耳圆柱电池。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的充电截止电压为4.6v时，在1c倍率下的首周放电比容量≥235 mah/g；和/或

7.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，在25℃、50%荷电状态、10s放电脉冲条件下，所述锂离子电池的直流内阻dcr ≤ 6 mω。

8.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，在4c快充条件下，由10%soc充电至80%soc的过程中，所述锂离子电池的正极极片在卷绕内侧、中部和外侧的轴向温差δt ≤5℃。

9.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的6c充电容量保持率≥80%。

10.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池在初始荷电状态为100%、绝热环境散热功率≤0.1w、初始温度25±2℃的条件下，以1c恒流持续充电至4.6v，测试结果满足：电池表面温升速率dt/dt ≤ 10℃/min；电池表面最高温度tmax ≤ 130℃；无起火、无爆炸、无电解液泄漏。