【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池，具体涉及一种具有高倍率性能、循环性能和安全性能，且还能兼顾能量密度的电池。
技术介绍
1、电池作为可持续能源的重要组成部分，极大地推动了社会可持续发展以及人类生活的便捷化、智能化。其中，锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长等优势，已被广泛应用于手机、笔记本电脑、电动工具、新能源汽车及储能等领域。然而，依据市场调研，里程焦虑、充电问题、安全问题极大影响新能源汽车使用体验，这表明动力电池急需进行针对性的技术革新。因此，兼顾高能量密度、高安全性能及快充性能的动力电池已成为重点研究方向。
2、高克容量的硅基负极材料和三元正极材料(特别是中高镍三元正极材料)的搭配使用有利于提升电池的能量密度，但硅负极在充放电过程中存在较大的体积膨胀，三元正极材料(特别是中高镍三元正极材料)在充放电过程中本体结构的稳定性差，这些缺陷都会导致电池遭受严重的不可逆容量损失。特别地，在高倍率充电的工况下，电池容易发生析锂问题，增大电池内部短路的风险，同时电池中电解液的副反应能够诱导电池温度的持续上升，热量不断积蓄而无法释放时便会引起安全事故，极大地影响电池的安全性能。
技术实现思路
1、为了改善现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种电池。所述电池能够保障在其循环生命周期内电池内部电子与锂离子的正常传输，有效抑制电池在循环过程中的体积膨胀，避免大倍率充放电时负极片析锂，显著提升电池的倍率性能、循环性能和安全性能，还能兼顾电池的能量密度。
2、本专利技术目的是通过如下技术方
3、一种电池，其中，所述电池包括正极片和负极片；
4、所述负极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一侧表面的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质、负极粘结剂和负极导电剂；所述负极活性物质包括硅基负极材料；所述负极导电剂包括碳纳米管(cnt)；
5、所述负极片满足：
6、0≤a≤3；
7、0.2≤b≤3；
8、1≤c≤4；
9、0.1<b/c<1；
10、其中，a为所述负极片在≤200℃下的失重率，单位为wt％；b为所述负极片在200-350℃下的失重率，单位为wt％；c为所述负极片在350-500℃下的失重率，单位为wt％；
11、所述正极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一侧表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性物质；所述正极活性物质包括三元正极材料。
12、根据本专利技术的实施方式，所述负极粘结剂包括羧甲基纤维素(cmc)、羧甲基纤维素钠(cmc-na)、羧甲基纤维素锂(cmc-li)、羧甲基纤维素钾(cmc-k)、丁苯橡胶(sbr)、聚丙烯酸(盐)、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、海藻酸(盐)、聚四氟乙烯(ptfe)和聚偏二氟乙烯(pvdf)中的至少一种。
13、根据本专利技术的实施方式，所述负极导电剂还包括导电炭黑(sp)。
14、根据本专利技术的实施方式，所述碳纳米管(cnt)包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的至少一种。
15、根据本专利技术的实施方式，所述负极活性物质还包括碳基负极材料，所述碳基负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳和软碳中的至少一种。
16、根据本专利技术的实施方式，所述硅基负极材料包括纳米硅(si)、硅氧负极材料(siox(0<x<2))、硅合金和硅碳负极材料中的至少一种。
17、根据本专利技术的实施方式，所述硅基负极材料的质量占所述负极活性物质总质量的百分比g为1-30wt％。
18、根据本专利技术的实施方式，所述负极活性物质层包括第一活性物质层和第二活性物质层，所述第一活性物质层设置在负极集流体至少一侧表面，所述第二活性物质层设置在第一活性物质层表面；所述第一活性物质层中的负极活性物质包括天然石墨；所述第二活性物质层中的负极活性物质包括人造石墨。
19、根据本专利技术的实施方式，所述天然石墨的dv50大于所述人造石墨的dv50。
20、根据本专利技术的实施方式，所述天然石墨的dv50为6-25μm；所述人造石墨的dv50为3-16μm。
21、根据本专利技术的实施方式，所述负极片的单面面密度(cw负)为6-15mg/cm2；和/或，所述负极片的oi值e为5-40。
22、根据本专利技术的实施方式，所述负极片还包括锂金属层，所述锂金属层设置在负极活性物质层表面。
23、根据本专利技术的实施方式，所述锂金属层包括金属锂。
24、根据本专利技术的实施方式，所述锂金属层的厚度为1-10μm，
25、根据本专利技术的实施方式，所述三元正极材料的化学式为lianixcoymnzako2，其中，0.9≤a≤1.1，0.5≤x≤0.95，0<y≤0.2，0<z≤0.3，0≤k≤0.05，a为al、mg、ti、zr、b、p、y、w、nb中的至少一种。
26、根据本专利技术的实施方式，所述三元正极材料包括多晶结构的三元正极材料和单晶结构的三元正极材料，所述多晶结构的三元正极材料的中值粒径为5-20μm；所述单晶结构的三元正极材料的中值粒径为2-10μm。
27、根据本专利技术的实施方式，所述正极片在400-600℃下的失重率dwt％为0.5-3wt％。
28、根据本专利技术的实施方式，所述正极片的单面面密度(cw正)为10-20mg/cm2。
29、根据本专利技术的实施方式，所述电池满足：
30、2≤e/d≤50；
31、其中，e为所述负极片的oi值；d为所述正极片在400-600℃下的失重率，单位为wt％。
32、根据本专利技术的实施方式，所述电池满足：
33、0.2≤(d×cw正)/((a+b+c)×cw负)≤2；
34、其中，a为所述负极片在200℃以内的失重率，单位为wt％；b为所述负极片在200-350℃下的失重率，单位为wt％；c为所述负极片在350-500℃下的失重率，单位为wt％；d为所述正极在400-600℃下的失重率，单位为wt％；cw正为所述正极片的单面面密度，单位为mg/cm2；cw负为所述负极片的单面面密度，单位为mg/cm2。
35、根据本专利技术的实施方式，所述正极集流体包括金属层和聚合物层，所述金属层设置在聚合物层的两侧表面。
36、根据本专利技术的实施方式，所述金属层的厚度d1为0.5-4μm。
37、根据本专利技术的实施方式，所述聚合物层的厚度为3-20μm。
38、根据本专利技术的实施方式，所述电池满足：
39、0.2≤d1/d≤2.5；
40、其中，d1为所述正极集流体中金属层的厚度，单位μm；d为所述正极片在400-600℃下的失重率，单位wt％。
41、根据本专利技术的实施方式，所述电池的充电截止电压≥4.2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池，其中，所述电池包括正极片和负极片；
2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述负极粘结剂包括羧甲基纤维素(CMC)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、羧甲基纤维素锂(CMC-Li)、羧甲基纤维素钾(CMC-K)、丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(盐)、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、海藻酸(盐)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏二氟乙烯(PVDF)中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述负极活性物质层包括第一活性物质层和第二活性物质层，所述第一活性物质层设置在负极集流体至少一侧表面，所述第二活性物质层设置在第一活性物质层表面；所述第一活性物质层中的负极活性物质包括天然石墨；所述第二活性物质层中的负极活性物质包括人造石墨。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其中，所述负极片的单面面密度(CW负)为6-15mg/cm2；和/或，所述负极片的OI值E为5-40。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其中，所述负极片还包括锂金属层，所述锂金属层设置在负极活性物质层表面。
6.根据权
7.根据权利要求1-6任一项所述的电池，其中，所述电池满足：
8.根据权利要求1-7任一项所述的电池，其中，所述电池满足：
9.根据权利要求1-8任一项所述的电池，其中，所述正极集流体包括金属层和聚合物层，所述金属层设置在聚合物层的两侧表面。
10.根据权利要求1-9任一项所述的电池，其中，所述电池的充电截止电压≥4.2V。
...【技术特征摘要】
1.一种电池，其中，所述电池包括正极片和负极片；
2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述负极粘结剂包括羧甲基纤维素(cmc)、羧甲基纤维素钠(cmc-na)、羧甲基纤维素锂(cmc-li)、羧甲基纤维素钾(cmc-k)、丁苯橡胶(sbr)、聚丙烯酸(盐)、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、海藻酸(盐)、聚四氟乙烯(ptfe)和聚偏二氟乙烯(pvdf)中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述负极活性物质层包括第一活性物质层和第二活性物质层，所述第一活性物质层设置在负极集流体至少一侧表面，所述第二活性物质层设置在第一活性物质层表面；所述第一活性物质层中的负极活性物质包括天然石墨；所述第二活性物质层中的负极活性物质包括人造石墨。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其中，所述负极片的单面面密度(cw负)为6-15mg/cm2；和/或，所述负...
【专利技术属性】
技术研发人员：褚玉柱，储霖，陈瑶，李俊义，
申请(专利权)人：珠海冠宇动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：
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