本發(fā)明涉及電池，具體涉及一種電池。

背景技術：

1、隨著3c產品的普及和電動汽車市場的興起，對鋰離子二次電池的需求越來越高。對于電動汽車來說續(xù)航和快充是非常關鍵的兩個性能指標，如何在提升能量密度的前提下兼顧電池快充性能變得非常關鍵。

2、負極作為電池的兩極之一，直接影響電池的能量密度和快充等性能。而隔膜作為鋰離子二次電池的關鍵構件，直接影響鋰離子二次電池的安全、倍率和快充循環(huán)性能。

技術實現(xiàn)思路

1、傳統(tǒng)的解決電池比能、快充循環(huán)性能和倍率性能，主要通過一方面提升基材的孔隙率，提升隔膜離子導通性能，從而提升電池倍率性能和快充性能，但隨著基材孔隙率的提升，隔膜針刺強度性能會降低，影響電池的自放電、安全等性能；同時在隔膜表面涂覆一層涂膠層提升隔膜與正極活性層及負極活性層之間的界面，從而提升電池長循環(huán)能力，但是涂覆一層涂膠層在一定程度上降低電池快充性能，此外涂覆一層涂膠層會增加隔膜成本。硅負極材料作為一種高能量密度的電池材料，受到了廣泛關注。然而，硅負極材料在充放電過程中會發(fā)生體積膨脹和收縮，影響電池的倍率性能和快充循環(huán)性能。

2、為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明提供了一種電池。本發(fā)明的電池兼膨脹率較低、倍率性能高和快充循環(huán)性能好的優(yōu)勢。

3、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電池，所述電池包括正極片、負極片、電解液和位于所述正極片與所述負極片之間的隔膜，所述隔膜包括基材以及位于所述基材一側或兩側表面的陶瓷層，所述陶瓷層包括無機顆粒，所述陶瓷層為多孔結構，所述多孔結構包括直徑≥0.5μm的孔，陶瓷層表面直徑≥0.5μm的孔的覆蓋率為10%-50%；

4、所述負極片包括負極集流體和涂覆在負極集流體一側或兩側表面的負極活性物質層，所述負極活性物質層包括負極活性材料，所述負極活性材料包括硅材料，所述硅材料的平均粒徑d1為1μm-10μm；所述電池滿足如下關系式：0.5≤d1/d2≤5，其中，d2為陶瓷層的直徑≥0.5μm的孔的平均直徑，單位為μm。

5、通過上述技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比至少具有以下優(yōu)勢：

6、本發(fā)明的電池中隔膜的孔隙率較大，離子的傳送能力提高，從而使電池的倍率性能和快充循環(huán)性能均提升，同時通過隔膜與硅材料的協(xié)同配合，隔膜的多孔結構為硅材料的體積膨脹和收縮提供了緩沖空間，從而降低了電池的膨脹率，提高了電池的倍率性能和快充循環(huán)性能，同時本發(fā)明的電池中隔膜不需要涂覆涂膠層，提高了電池的比能。

7、本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

8、在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應被視為在本文中具體公開。

技術特征：

1.一種電池，其特征在于，所述電池包括正極片、負極片、電解液和位于所述正極片與所述負極片之間的隔膜，所述隔膜包括基材以及位于所述基材一側或兩側表面的陶瓷層，所述陶瓷層包括無機顆粒，所述陶瓷層為多孔結構，所述多孔結構包括直徑≥0.5μm的孔，陶瓷層表面直徑≥0.5μm的孔的覆蓋率為10%-50%；

2.根據權利要求1所述的電池，其中，1≤d1/d2≤4；

3.根據權利要求2所述的電池，其中，d2為1μm-8μm。

4.根據權利要求1或2所述的電池，其中，所述電池滿足如下關系式：1＜d2/d4＜20，其中，d4為無機顆粒的平均粒徑，單位為μm；

5.根據權利要求4所述的電池，其中，在所述陶瓷層表面任意選擇的100μm×100μm范圍內，直徑≥0.5μm的孔的數(shù)量為50個-500個；

6.根據權利要求4所述的電池，其中，d4為0.1μm-3μm。

7.根據權利要求6所述的電池，其中，d4為0.5μm-2.5μm。

8.根據權利要求4所述的電池，其中，所述陶瓷層還包括第一聚合物。

9.根據權利要求8所述的電池，其中，所述第一聚合物包括第一單體和第二單體以及任選地第三單體，所述第一單體包括丙烯腈類單體、苯乙烯類單體和丙烯酸酯類單體中的一種或多種；所述第二單體包括二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、二乙烯基苯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯和三縮四乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一種或多種；所述第三單體包括丙烯酸、丁二烯、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺、異丙基丙烯酰胺、（甲基）丙烯酸縮水甘油酯和烯丙基縮水甘油酯中的一種或多種。

10.根據權利要求8所述的電池，其中，丙烯酸酯類單體包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸酯十八酯中的一種或多種。

11.根據權利要求8所述的電池，其中，所述苯乙烯類單體包括苯乙烯、甲基苯乙烯、三苯乙烯和4-甲基苯乙烯中的一種或多種。

12.根據權利要求8所述的電池，其中，所述丙烯腈類單體包括丙烯腈、三苯基丙烯腈、3-環(huán)戊基丙烯腈和3,3-(二苯基)丙烯腈中的一種或多種。

13.根據權利要求8所述的電池，其中，在所述陶瓷層表面任意選擇的100μm×100μm范圍內，所述第一聚合物的數(shù)量為0-600個；

14.根據權利要求13所述的電池，其中，在所述陶瓷層表面任意選擇的100μm×100μm范圍內，所述第一聚合物的數(shù)量為30個-500個；

15.根據權利要求8-13中任一項所述的電池，其中，所述電池滿足如下關系式：2≤d3/h1≤5，其中，d3為第一聚合物的平均粒徑，單位為μm；h1為所述陶瓷層的厚度，單位為μm。

16.根據權利要求15所述的電池，其中，d3為2μm-10μm。

17.根據權利要求16所述的電池，其中，d3為3μm-8μm。

18.根據權利要求15所述的電池，其中，h1為1μm-5μm。

19.根據權利要求18所述的電池，其中，h1為1.5μm-4μm。

20.根據權利要求15所述的電池，其中，所述電池滿足如下關系式：0.5≤w3/n1≤10，其中，w3為以所述負極活性材料的總重量為基準，所述硅材料的重量含量，單位為%；n1為所述陶瓷層中第一聚合物在所述陶瓷層表面的覆蓋率，單位為%。

21.根據權利要求20所述的電池，其中，1≤w3/n1≤8。

22.根據權利要求20所述的電池，其中，n1為0%-50%。

23.根據權利要求22所述的電池，其中，n1為10%-40%。

24.根據權利要求20所述的電池，其中，w3為1%-100%。

25.根據權利要求24所述的電池，其中，w3為5%-50%。

26.根據權利要求1或2所述的電池，其中，所述電解液包括有機溶劑，所述有機溶劑包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯和乙酸乙酯中的至少兩種。

27.根據權利要求26所述的電池，其中，所述有機溶劑包括第一有機溶劑和第二有機溶劑，所述第一有機溶劑包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯和乙酸乙酯中的一種或多種，所述第二有機溶劑包括碳酸丙烯酯和/或碳酸乙烯酯；所述第一有機溶劑的重量與所述第二有機溶劑的重量之比為(0.05-20):1。

28.根據權利要求27所述的電池，其中，所述第一有機溶劑的重量與所述第二有機溶劑的重量之比為(0.1-10):1。

29.根據權利要求28所述的電池，其中，以所述電解液的總重量為基準，所述有機溶劑的重量含量為64%-86%。

30.根據權利要求29所述的電池，其中，以所述電解液的總重量為基準，所述有機溶劑的重量含量為70%-82%。

31.根據權利要求26所述的電池，其中，所述有機溶劑包括碳酸甲乙酯、乙酸乙酯和碳酸乙烯酯。

32.根據權利要求31所述的電池，其中，所述有機溶劑中碳酸甲乙酯、乙酸乙酯和碳酸乙烯酯的重量之比為(10%-70%):(10%-70%):(15%-40%)。

33.根據權利要求26所述的電池，其中，所述電解液還包括lifsi和任選地添加劑，所述添加劑包括氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸內酯、碳酸亞乙烯酯、二氟磷酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟草酸磷酸鋰、四氟硼酸鋰和四氟草酸磷酸鋰中的一種或多種。

34.根據權利要求33所述的電池，其中，以所述電解液的總重量為基準，lifsi的重量含量為2%-20%，所述添加劑的重量含量為3%-9%。

35.根據權利要求27-34中任一項所述的電池，其中，在60℃-90℃下，所述第一聚合物在溶劑中浸泡2min-10min，所述第一聚合物的溶解度≤50%。

36.根據權利要求35所述的電池，其中，在60℃-90℃下，所述第一聚合物在溶劑中浸泡2min-10min，所述第一聚合物的溶解度為1%-20%。

技術總結
本發(fā)明涉及電池技術領域，具體涉及一種電池。電池包括正極片、負極片、電解液和位于正極片與負極片之間的隔膜，隔膜包括基材以及位于基材一側或兩側表面的陶瓷層，陶瓷層包括無機顆粒，陶瓷層為多孔結構，多孔結構包括直徑≥0.5μm的孔，陶瓷層表面直徑≥0.5μm的孔的覆蓋率為10%?50%；負極片包括負極集流體和涂覆在負極集流體一側或兩側表面的負極活性物質層，負極活性物質層包括負極活性材料，負極活性材料包括硅材料，硅材料的平均粒徑D1為1μm?10μm；電池滿足如下關系式：0.5≤D1/D2≤5，其中，D2為陶瓷層的直徑≥0.5μm的孔的平均直徑，單位為μm。本發(fā)明的電池兼具膨脹率低、倍率性能高和快充循環(huán)性能好的優(yōu)勢。

技術研發(fā)人員：張祖來,陳瑤,李俊義
受保護的技術使用者：珠海冠宇動力電池有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19