一种锂离子电池及电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种锂离子电池及电子装置。本发明专利技术的锂离子电池包括正极片、负极片、隔膜和电解液；所述隔膜包括基膜和设置于基膜至少一功能表面的陶瓷层，所述陶瓷层包括无机粒子m和无机粒子n；所述无机粒子m的体积平均粒径为0.5～1.5μm，所述无机粒子n的体积平均粒径为0.05～0.3μm；所述无机粒子n与所述无机粒子m的质量比为A，且0.05≤A≤10；所述电解液包括碳酸乙烯酯，所述碳酸乙烯酯与所述电解液的质量比为B，且0.05≤B≤0.4；A与B的关系满足1≤A/B≤100。本发明专利技术的锂离子电池可使锂离子电池在具有高能量密度的基础上，兼具优异的循环性能和安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池及电子装置
本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种锂离子电池及电子装置。
技术介绍
近年来，开发高能量密度锂离子电池一直是锂离子电池
的重要研究方向，提升锂离子电池的能量密度可以使终端产品在性能上有显著提升，如更高的锂离子电池能量密度可使智能电子产品具有更高的续航能力。目前提升锂离子电池的能量密度主要手段包括增大电极有效压实密度，使用薄型化材料等，但这些手段分别存在以下技术缺陷：1)压实密度和电极的孔隙率成反比，压实密度越大，材料颗粒之间的挤压程度会越大，极片的孔隙度会越小，极片的吸收电解液性能就会越差，电解液越难以浸润，电池的保液能力较差，电池循环过程中极化就大，电池容量衰减就会较大，进而导致电池的循环性能较差；2)使用薄型化材料，会降低电池在安全测试上的通过率，对电池安全性能也是个很大的挑战。综上，开发出一种具有高能量密度且兼具优异循环性能和高安全性能的锂离子电池具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术提供一种锂离子电池，该锂离子电池通过对电解液的组成、隔膜的组成进行限定，能够使锂离子电池在具有高能量密度的同时兼顾优异的循环性能以及高安全性能。本专利技术提供一种电子装置，由于该电子装置包括如上所述的锂离子电池，因此具有优异的能量密度、循环性能以及高安全性能。本专利技术提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液；所述隔膜包括基膜和设置于所述基膜至少一功能表面的陶瓷层，所述陶瓷层包括无机粒子m和无机粒子n；所述无机粒子m的体积平均粒径为0.5～1.5μm，所述无机粒子n的体积平均粒径为0.05～0.3μm；所述无机粒子n与所述无机粒子m的质量比为A，且0.05≤A≤10；所述电解液包括碳酸乙烯酯，所述碳酸乙烯酯与所述电解液的质量比为B，且0.05≤B≤0.4；A与B的关系满足1≤A/B≤100。如上所述的锂离子电池，其中，10≤A/B≤70。如上所述的锂离子电池，其中，所述正极片包括正极活性物质层，所述正极活性物质层的有效压实密度为3.6～4.2g/cm3；和/或，所述负极片包括负极活性物质层，所述负极活性物质层的有效压实密度为1.5～1.85g/cm3。如上所述的锂离子电池，其中，所述无机粒子m和所述无机粒子n可分别选自二氧化硅、勃姆石、氧化镁、氢氧化镁、三氧化二铝、氧化锌、二氧化锆、氧化钛、氮化硼、氮化铝中的一种或多种。如上所述的锂离子电池，其中，所述陶瓷层的厚度为0.5～4μm。如上所述的锂离子电池，其中，所述基膜的厚度为3～9μm。如上所述的锂离子电池，其中，所述陶瓷层按照质量百分含量包括50～99％的无机粒子n和无机粒子m以及1～50％的粘结剂。如上所述的锂离子电池，其中，所述电解液还包括1,3-丙磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、丁二腈、已二腈、1,3,6-己烷三腈、甘油三腈、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种。如上所述的锂离子电池，其中，所述电解液还包括锂盐；所述锂盐的浓度为0.5～2.0mol/L。本专利技术还提供一种电子装置，包括如上所述的锂离子电池。本专利技术的锂离子电池，通过使体积平均粒径为0.05～0.3μm的无机粒子n与体积平均粒径为0.5～1.5μm的无机粒子m的质量比A满足0.05≤A≤10，碳酸乙烯酯与电解液的质量比B满足0.05≤B≤0.4，且A与B的关系满足1≤A/B≤100，可使电池在具有高能量密度的基础上，具有良好的浸润性能和耐热性能，进而改善锂离子电池的循环性能和安全性能。本专利技术的电子装置，包括本专利技术提供的锂离子电池，因此具有优异的能量密度、循环性能和安全性能。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术第一方面提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液。本专利技术的隔膜包括基膜和设置于基膜至少一功能表面的陶瓷层，陶瓷层包括无机粒子m和无机粒子n，无机粒子m的体积平均粒径为0.5～1.5μm，无机粒子n的体积平均粒径为0.05～0.3μm，无机粒子n与无机粒子m的质量比为A，且0.05≤A≤10。本专利技术的电解液包括碳酸乙烯酯，其中，碳酸乙烯酯与电解液的质量比为B，且0.05≤B≤0.4；A与B的关系满足1≤A/B≤100。上述无机粒子n和无机粒子m是指粒径不同的两种粒子，而两种粒子的具体组成，本专利技术不做限定。根据本专利技术提供的技术方案，该锂离子电池在应用过程中能够表现出优异的循环性能和安全性能。专利技术人基于此现象进行了分析，认为可能是：一方面，隔膜的组成能够保证隔膜的浸液能力，使锂离子电池具有充足的电解液，通过提升电解液的残液系数而改善锂离子电池的循环性能。另一方面，碳酸乙烯酯较高的介电常数可促进各类锂盐的解离，从而使电解液具有较高的离子导电率，进而使锂离子电池的循环性能得到提升。此外，无机粒子质量和碳酸乙烯酯含量的匹配，有利于通过提升锂离子的保液能力而使体系内具有充足的碳酸乙烯酯。由于碳酸乙烯酯能够在负极表面形成SEI膜，因此本专利技术负极表面的SEI膜更加均匀且稳定，该SEI膜能够通过阻止负极与电解液的反应而进一步保证电池的残液系数，从而实现循环性能的改善。并且SEI膜对负极的保护也能够有效抑制锂枝晶的生成，从而对锂离子电池的安全性能也起到一定的提升作用。此外，本专利技术锂离子电池中隔膜的陶瓷层包括大粒径的无机粒子m和小粒径的无机粒子n，并限定无机粒子n和无机粒子m的质量比为A满足0.05≤A≤10，可使陶瓷层具有较高的堆积密度，故而相对于其他陶瓷层而言，本专利技术锂离子电池中陶瓷层的安全性能更加优异。由于本专利技术锂离子电池表现出优异的循环性能和安全性能，因此在对该锂离子电池能量密度的提升进行研究时，其自身优异的电性能能够克服提升能量密度而对循环性能和安全性能带来的消极影响，从而使锂离子电池同时兼顾优异的能量密度、循环性能以及安全性能。专利技术人研究发现，当10≤A/B≤70时，锂离子电池在具有高能量密度的同时，能够获得更加优异的循环性能和高安全性能。进一步地，本专利技术的正极片包括正极活性物质层，正极活性物质层的有效压实密度为3.6～4.2g/cm3；和/或，本专利技术的负极片包括负极活性物质层，负极活性物质层的有效压实密度为1.5～1.85g/cm3。当正极活性物质层和负极活性物质层具有如上范围的有效压实密度时，锂离子电池在具有更高能量密度的同时，还可兼顾安全性能与循环性能。正极活性物质层的有效压实密度是指单位体积上组成正极活性物质层的所有材料(包括正极活性物质及其辅料如导电剂与粘结剂等)的总质量之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片、隔膜和电解液；/n所述隔膜包括基膜和设置于所述基膜至少一功能表面的陶瓷层，所述陶瓷层包括无机粒子m和无机粒子n；所述无机粒子m的体积平均粒径为0.5～1.5μm，所述无机粒子n的体积平均粒径为0.05～0.3μm；所述无机粒子n与所述无机粒子m的质量比为A，且0.05≤A≤10；/n所述电解液包括碳酸乙烯酯，所述碳酸乙烯酯与所述电解液的质量比为B，且0.05≤B≤0.4；/nA与B的关系满足1≤A/B≤100。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片、隔膜和电解液；
所述隔膜包括基膜和设置于所述基膜至少一功能表面的陶瓷层，所述陶瓷层包括无机粒子m和无机粒子n；所述无机粒子m的体积平均粒径为0.5～1.5μm，所述无机粒子n的体积平均粒径为0.05～0.3μm；所述无机粒子n与所述无机粒子m的质量比为A，且0.05≤A≤10；
所述电解液包括碳酸乙烯酯，所述碳酸乙烯酯与所述电解液的质量比为B，且0.05≤B≤0.4；
A与B的关系满足1≤A/B≤100。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，10≤A/B≤70。


3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极片包括正极活性物质层，所述正极活性物质层的有效压实密度为3.6～4.2g/cm3；
和/或，所述负极片包括负极活性物质层，所述负极活性物质层的有效压实密度为1.5～1.85g/cm3。


4.根据权利要求1-3任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述无机粒子m和所述无机粒子n可分别选自二氧化硅、勃姆石、氧化镁、氢氧化镁、三氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晓东，贺飞，王海，李素丽，李俊义，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44