电池制造技术

技术编号：43425491 阅读：2 留言：0更新日期：2024-11-27 12:37

本发明专利技术涉及电池领域，提供了一种电池，所述电池中正极活性材料包含铝元素，且正极活性材料的体积粒径呈双峰分布，且两个峰值对应的粒径分别为F<subgt;1</subgt;和F<subgt;2</subgt;，单位为μm；F<subgt;1</subgt;＜F<subgt;2</subgt;；负极活性材料包含硅基材料和碳基材料；电池满足关系式：(Ac/400‑1000/(5*F<subgt;1</subgt;+2*F<subgt;2</subgt;)+(σ‑(Ws+1)*(F<subgt;3</subgt;+50)/2)≥407；其中，Ac为正极活性材料中铝元素的质量含量，单位为ppm；Ws为负极活性材料中硅元素的质量含量；F<subgt;3</subgt;为负极活性材料的体积粒径分布曲线中的最高峰值对应的粒径，单位为μm；σ为负极集流体的断裂强度，单位为MPa。本发明专利技术所述的电池具有高能量密度，同时又较好的循环稳定性和电化学性能。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池的，具体涉及一种电池。

技术介绍

1、锂离子电池给人们带来便利，同时为了满足人们日益增长的需求，锂电池的技术发展也是日新月异，主要的发展方向是性能的提升和安全的保障。锂电池的主要性能是倍率充电和更高的能量密度。如何选择各种材料，相互配合使它们发挥出最佳的性能也是必不可少的研究内容。而往往一个电池体系无法兼顾所有的电池性能，因此对于特定的需求，可以有针对的设计电池体系来达到目的。

2、为了提升电池的能量密度，材料方面可以通过提升活性物质的克容量实现，比如正极使用高截止电压的钴酸锂材料，负极使用硅基材料等，卷芯结构方面可以使用提高面密度、提高压实密度等方法。但是这些方法都会带来一些副作用，高截止电压可能会导致材料的不可逆相变，引起电池的容量衰减，而硅基材料可能导致负极片膨胀延展。如何克服材料的副作用，展示其优势性能，需要设计电池的结构体系，通过整体的搭配来减小各种材料之间的影响。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种电池，该电池具有高能量密度，同时又较好的循环稳定性和电化学性能。

2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种电池，所述电池包含正极片和负极片，所述正极片包含正极集流体和设置在正极集流体表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包含正极活性材料，所述正极活性材料包含铝元素，且所述正极活性材料的体积粒径呈双峰分布，所述正极活性物质层包含含al元素的正极活性材料，所述正极活性材料的体积粒径呈双峰分布，且

3、所述电池满足关系式：k1＝(ac/400-1000/(5*f1+2*f2)+(σ-

4、(ws+1)*(f3+50)/2)≥407；

5、其中，ac为所述正极活性材料中铝元素的质量含量，单位为ppm；

6、ws为所述负极活性材料中硅元素的质量含量；

7、f3为所述负极活性材料的体积粒径分布曲线中的最高峰值对应的粒径，单位为μm；

8、σ为所述负极集流体的断裂强度，单位为mpa。

9、本专利技术采用上述技术方案具有以下有益效果：

10、本专利技术通过控制正极活性材料粒径和al元素含量满足上述关系式能够增加正极片面密度和压实密度，稳定正极活性材料结构，减少与电解液之间的副反应，缓解电池产气和活性锂的消耗，提高电池的循环稳定性；通过控制负极活性材料粒径、硅含量和负极集流体的断裂强度满足该关系式能够缓解硅基材料造成的体积膨胀，进而缓解膨胀造成的产气、析锂等问题，还能够提高电池卷芯的良率，避免循环过程中可能发生的极片过度延展、极片断带等问题发生，提高电池的倍率充电性能和循环性能。通过控制含有两种粒径的正极活性材料的粒径大小、负极活性材料的最高峰值粒径、正极活性材料中al元素和负极活性材料中硅元素的添加量以及负极集流体的断裂强度实现了电池具有高能量密度，同时又较好的循环稳定性和电化学性能的有益效果。

11、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本文中，在没有特别说明的情况下，数据范围均包括端点。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电池，其特征在于，所述电池包含正极片和负极片，所述正极片包含正极集流体和设置在正极集流体表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包含正极活性材料，所述正极活性材料包含铝元素，且所述正极活性材料的体积粒径呈双峰分布，且两个峰值对应的粒径分别为F1和F2，单位为μm；F1＜F2；所述负极片包含负极集流体和设置在负极集流体表面的负极活性物质层，所述负极活性物质层包含负极活性材料，所述负极活性材料包含硅基材料和碳基材料；

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，Ac为5000-9000；和/或

3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述正极片满足：

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，Yc为3-5；和/或

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的电池，其特征在于，正极活性材料包含掺杂铝或未掺杂铝的下述物质中的至少一种：镍钴锰酸锂、镍钴酸锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂，优选包含掺杂铝或未掺杂铝的钴酸锂和/或掺杂铝或未掺杂铝的镍钴锰酸锂。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的电池，其特征在于，所述负极活性物质层还包含导电剂；

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，Ya为0.9-1.9；和/或

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的电池，其特征在于，碳基材料包含人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬炭和软炭中的至少一种；和/或

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的电池，其特征在于，所述电池为锂离子电池。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的电池，其特征在于，所述电池还包含隔膜和电解液，正极片、隔膜和负极片层叠设置。

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【技术特征摘要】

1.一种电池，其特征在于，所述电池包含正极片和负极片，所述正极片包含正极集流体和设置在正极集流体表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包含正极活性材料，所述正极活性材料包含铝元素，且所述正极活性材料的体积粒径呈双峰分布，且两个峰值对应的粒径分别为f1和f2，单位为μm；f1＜f2；所述负极片包含负极集流体和设置在负极集流体表面的负极活性物质层，所述负极活性物质层包含负极活性材料，所述负极活性材料包含硅基材料和碳基材料；

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，ac为5000-9000；和/或

3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述正极片满足：

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，yc为3-5；和/或

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的电池，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹萌，舒梨，方嘉琳，
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：

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