本技術(shù)涉及鋰電池，尤其涉及一種鋰離子電池。此外，本技術(shù)還涉及包含該鋰離子電池的用電裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著鋰離子電池的應(yīng)用范圍越來越廣泛，鋰離子電池廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng)，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領(lǐng)域。

2、隨著鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，人們對于鋰離子電池的需求日益增大，因此對于電池的能量密度、電化學(xué)性能和便攜性提出了更高的要求。但是，由于鋰離子電池的電極(正極和負(fù)極)在脫嵌鋰過程中會發(fā)生體積膨脹，從而導(dǎo)致電池的能量密度和電化學(xué)性能降低，并且為了減小電池的體積膨脹率，則通常采用具有厚的殼壁且大容腔的殼體，由此造成電池較重且體積較大，不易攜帶。

3、因此，亟需開發(fā)一種鋰離子電池，其在使用具有更薄的殼體大面的電池和較高的入殼群裕度的條件下，電池在具有相當(dāng)?shù)哪芰棵芏葧r，還兼具較低的電池膨脹率以及良好的循環(huán)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)是鑒于上述課題而進(jìn)行的，其目的在于，提供一種鋰離子電池，其在使用更薄的殼體大面的電池和較高的入殼群裕度的條件下，具有較低的電池膨脹率和良好的循環(huán)性能，而電池能量密度相當(dāng)；并提供包括本技術(shù)的鋰離子電池的用電裝置。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)的第一方面提供了一種鋰離子電池，其包括正極極片和負(fù)極極片；其中，正極極片包括具有含鋰多陽離子正極活性材料的正極膜層，所述含鋰多陽離子正極活性材料中包括比鋰離子半徑大的其他陽離子；負(fù)極極片包括具有堿金屬鹽的負(fù)極膜層，所述堿金屬鹽包括堿金屬的硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽或堿金屬的鹵化物中的至少一種；

3、可選地，所述含鋰多陽離子正極活性材料包括通式(i)的正極活性材料：lial(1-a)nigcohmnim(1-g-h-i)oenf，

4、其中，l離子為具有大于li離子的離子半徑的陽離子，n包括f、s、p中的至少一種，m包括mg、zr、al、b、ta、mo、w、nb、sb、la中的至少一種，0.2≤a<1，0<(1-a)<0.8，0≤g<1，0≤h<1，0≤i<1，0≤(1-g-h-i)<1，0＜e≤2，0≤f＜2，e+f＝2；

5、又可選地，所述l離子的元素包括除鋰元素以外的堿金屬元素、堿土金屬元素、過渡金屬元素、主族其他金屬元素中的至少一種；堿金屬元素包括na、k、rb、cs中的至少一種；堿土金屬元素包括mg、ca、sr中的至少一種；過渡金屬元素包括釔y；主族其他金屬元素包括bi。

6、本技術(shù)通過在鋰離子電池中將正極活性材料的部分鋰替換成離子半徑更大的陽離子，起到支撐層狀結(jié)構(gòu)的作用，降低電極的體積膨脹，也有利于在電極表面形成致密的固體電解質(zhì)界面膜(sei膜)，從而使鋰離子電池在具有較薄的殼體大面、以及較高的入殼群裕度的條件下，電池的能量密度相當(dāng)，電池的膨脹率和循環(huán)性能得以明顯改善。

7、在一些實(shí)施方式中，本技術(shù)的鋰離子電池中，正極材料包括的含鋰多陽離子正極活性材料的通式(i)中，l離子的元素包括除鋰元素以外的堿金屬元素，所述堿金屬元素包括na、k、rb、cs中的至少一種；e＝2，f＝0；進(jìn)一步可選地，正極材料包括的含鋰多陽離子正極活性材料包括如下通式(ii)至(iv)的正極活性材料，及其混合物：

8、lianabkcrbdcseniycozmn1-y-zo2通式(ii)、lianabkcrbdcseniycozal1-y-zo2通式(iii)、jli2mno3·(1-j)lianabkcrbdcseniycozmn1-y-zo2通式(iv)；

9、其中，0＜j＜1,0＜y＜1，0＜z＜1，并且a、b、c、d、e滿足0.2≤a＜1，0＜b＜0.8，0≤c＜1，0≤d＜1，0≤e＜1，a+b+c+d+e＝1，0<(b+c+d+e)<0.8。通過將正極活性材料的部分鋰替換成離子半徑更大的堿金屬陽離子，有利于進(jìn)一步地降低鋰離子電池的電池膨脹率，提高電池的循環(huán)壽命。

10、在一些實(shí)施方式中，本技術(shù)的鋰離子電池中，含鋰多陽離子正極活性材料的通式(ii)至(iv)中，b滿足0＜b＜1，可選為0.001≤b≤0.05，進(jìn)一步可選為0.005≤b≤0.04。由此，在所述含鋰多陽離子正極活性材料中至少摻雜堿金屬元素鈉。

11、在一些實(shí)施方式中，本技術(shù)的鋰離子電池中，正極極片包含的含鋰多陽離子正極活性材料為通式(ii)的正極活性材料lianabkcrbdcseniycozmn1-y-zo2。由此，進(jìn)一步減小正極的體積膨脹。

12、在一些實(shí)施方式中，本技術(shù)的鋰離子電池中，負(fù)極膜層中的堿金屬鹽包括堿金屬碳酸鹽中的至少一種；可選地，包括na2co3、k2co3、rb2co3、cs2co3中的至少一種；又可選地為na2co3。由此，進(jìn)一步減小負(fù)極的體積膨脹，有利于在負(fù)極表面形成致密的固體電解質(zhì)界面膜，負(fù)極的結(jié)構(gòu)得以進(jìn)一步穩(wěn)定。

13、在一些實(shí)施方式中，本技術(shù)的鋰離子電池中，含鋰多陽離子正極活性材料中的堿金屬元素na、k、rb、cs的摩爾分?jǐn)?shù)的總和為x正＝(1-a)×100％或x正＝(b+c+d+e)×100％，x正為0.05％至5％，可選為0.5％至4％；所述堿金屬鹽相對于所述負(fù)極膜層的總質(zhì)量計的質(zhì)量含量為x負(fù)，x負(fù)為0.5％至5％，可選為1％至4％；由此在保持電池能量密度的同時，改善電池的體積膨脹率和循環(huán)壽命。

14、在一些實(shí)施方式中，本技術(shù)的鋰離子電池中，所述x正與x負(fù)滿足以下關(guān)系式：0.01≤1/(x正+5x負(fù))≤0.5；可選地，0.03≤1/(x正+5x負(fù))≤0.2。由此，通過限定正、負(fù)極材料中的堿金屬元素的配比，以進(jìn)一步改善電池的體積膨脹率和循環(huán)壽命，同時電池能量密度沒有受損。

15、在一些實(shí)施方式中，本技術(shù)的鋰離子電池還包括殼體，殼體的空腔中容納有正極極片和負(fù)極極片，殼體的大面的殼壁厚度為t，所述t為0.4mm至1mm，可選為0.5mm至0.7mm。

16、在一些實(shí)施方式中，本技術(shù)的鋰離子電池中，殼體的大面的殼壁厚度t(mm)，含鋰多陽離子正極活性材料中的堿金屬元素na、k、rb、cs的摩爾分?jǐn)?shù)的總和x正、堿金屬鹽相對于所述負(fù)極膜層的總質(zhì)量計的質(zhì)量含量x負(fù)，所述t、x正和x負(fù)滿足以下關(guān)系式：0<(0.6-t)/(x正+5x負(fù))<1。通過進(jìn)一步限定殼體的大面的殼壁厚度與正極和負(fù)極材料中堿金屬的摻雜量滿足上述關(guān)系，由此獲得的鋰離子電池可以在體積能量密度不受損的條件下，具有改善的體積膨脹率和循環(huán)壽命。

17、在一些實(shí)施方式中，本技術(shù)的鋰離子電池的入殼群裕度m為0.86至0.96，可選為0.88至0.94，進(jìn)一步可選為0.90至0.92。

18、在一些實(shí)施方式中，本技術(shù)的鋰離子電池的入殼群裕度為m，含鋰多陽離子正極活性材料中的堿金屬元素na、k、rb、cs的摩爾分?jǐn)?shù)的總和x正、堿金屬鹽相對于所述負(fù)極膜層的總質(zhì)量計的質(zhì)量含量x負(fù)滿足以下關(guān)系式，其中，所述m、x正和x負(fù)滿足以下關(guān)系式：0<(m-0.91)/(x正+5x負(fù))<0.2，可選地0.025<(m-0.91)/(x正+5x負(fù))<0.18。由此，通過進(jìn)一步限定電池的入殼群裕度與正極和負(fù)極材料中堿金屬的摻雜量滿足上述關(guān)系，由此獲得的鋰離子電池可以在體積能量密度不受損的條件下，具有改善的體積膨脹率和循環(huán)壽命。

19、本技術(shù)第二方面提供一種用電裝置，其包括根據(jù)本技術(shù)的第一方面所述的鋰離子電池。