本發明屬于鋰離子電池,具體涉及一種鋰離子電池。
背景技術:
1、近年來,鋰離子電池憑借其高能量密度、長循環壽命等優點,在便攜式電子設備、電動汽車、儲能電站等領域得到了廣泛應用。然而,現有鋰離子電池在極端溫度環境下的性能表現仍不盡如人意,尤其是在高溫和低溫條件下,其容量、循環壽命等關鍵指標會出現顯著下降,嚴重限制了鋰離子電池的應用范圍。
2、現有技術中,針對鋰離子電池低溫或高溫性能的改進方案往往只能單一地解決某一問題,難以實現兩者的兼顧。
技術實現思路
1、因此,本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中鋰離子電池高低溫性能難以兼顧的問題,從而提供一種鋰離子電池。
2、為此,本發明提供了以下技術方案。
3、一種鋰離子電池,包括正極片、負極片和位于所述正極片和負極片之間的隔膜,所述負極片包括負極集流體和設置在所述負極集流體至少一側的負極活性層,所述隔膜包括基膜和涂覆在所述基膜一側表面的第一膠層,所述隔膜設置有第一膠層的一側表面朝向所述負極片設置,設置有所述第一膠層的隔膜表面包括第一顆粒狀含氟粘結劑,所述第一顆粒狀含氟粘結劑的二次顆粒的平均粒徑為d1;
4、所述負極活性層包括第二顆粒狀含氟粘結劑,所述第二顆粒狀含氟粘結劑的一次顆粒的平均粒徑為d2;
5、所述d1和d2之間滿足:40≤d1/d2≤2000;
6、在一種可能的實施方式中,所述d1滿足:10μm≤d1≤100μm;
7、在一種可能的實施方式中,所述d2滿足:50nm≤d2≤500nm。
8、在一種可能的實施方式中,所述負極活性層還包括負極活性物質,d1與所述負極活性物質的中值粒徑d50的比值滿足1.3≤d1/d50≤13;
9、在一種可能的實施方式中,2≤d1/d50≤7;
10、在一種可能的實施方式中,2μm≤d50≤15μm,優選為4μm≤d50≤10μm;
11、在一種可能的實施方式中,所述負極活性物質包括碳基活性物質。
12、在一種可能的實施方式中,所述第一膠層中第一顆粒狀含氟粘結劑的二次顆粒的平均粒徑d1與所述第一膠層的厚度h滿足關系:5≤d1/h≤100;
13、在一種可能的實施方式中,0.5μm≤h≤4μm,優選為1μm≤h≤2μm。
14、在一種可能的實施方式中,所述第一膠層中第一顆粒狀含氟粘結劑的二次顆粒的平均粒徑d1與所述隔膜上第一膠層的覆蓋率x滿足:15≤d1/x≤400;
15、在一種可能的實施方式中,34≤d1/x≤400;
16、在一種可能的實施方式中,所述隔膜上第一膠層的覆蓋率x滿足15%≤x≤80%,優選的,30%≤x≤60%。
17、在一種可能的實施方式中,60≤d1/d2≤1000;
18、在一種可能的實施方式中,所述第一顆粒狀含氟粘結劑包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯樹脂中的至少一種;
19、在一種可能的實施方式中,所述第二顆粒狀含氟粘結劑包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯樹脂中的至少一種。
20、在一種可能的實施方式中,所述隔膜的寬度方向在90℃下加熱2h的熱收縮率y≤3%;
21、在一種可能的實施方式中,所述基膜的厚度為5μm~16μm。
22、在一種可能的實施方式中,所述負極活性層的壓實密度pd滿足1.35g/cm3≤pd≤1.75g/cm3;
23、在一種可能的實施方式中,所述負極片的孔隙率z滿足5%≤z≤40%,可選的,28%≤z≤35%;
24、在一種可能的實施方式中,所述負極活性層還包括增稠劑,可選的,所述增稠劑包括羧甲基纖維素鈉、羧甲基纖維鋰、聚丙烯酸、枝化聚丙烯酸鈉、枝化聚丙烯酸鋰中的至少一種。
25、在一種可能的實施方式中,所述負極活性層還包括導電劑,所述導電劑滿足以下條件中的至少一項:
26、(1)所述導電劑的二次顆粒的粒徑為d3,0.2μm≤d3≤5μm;
27、可選的,0.5μm≤d3≤3μm。
28、(2)所述導電劑在負極活性層中的質量含量為b1,0.1%≤b1≤5%;
29、可選的,0.5%≤b1≤3%;
30、(3)所述導電劑包括炭黑、碳球、碳纖維、石墨、石墨烯中的一種或多種;
31、可選的,所述炭黑包括乙炔黑、爐黑中的一種或多種。
32、本發明技術方案,具有如下優點:
33、一種鋰離子電池,包括正極片、負極片和位于所述正極片和負極片之間的隔膜,所述負極片包括負極集流體和設置在所述負極集流體至少一側的負極活性層,所述隔膜包括基膜和涂覆在所述基膜一側表面的第一膠層,所述隔膜設置有第一膠層的一側表面朝向所述負極片設置,設置有所述第一膠層的隔膜表面包括第一顆粒狀含氟粘結劑,所述第一顆粒狀含氟粘結劑的二次顆粒的平均粒徑為d1;所述負極活性層包括第二顆粒狀含氟粘結劑,所述第二顆粒狀含氟粘結劑的一次顆粒的平均粒徑為d2;所述d1和d2之間滿足:40≤d1/d2≤2000。若d1/d2值過小時,即隔膜中的第一顆粒狀含氟粘結劑的二次顆粒平均粒徑較小、負極片中第二顆粒狀含氟粘結劑一次顆粒較大時,二次顆粒平均粒徑較小,意味著隔膜與負極片界面的平均粘結面積小,負極片中第二顆粒狀含氟粘結劑一次顆粒較大,意味著負極活性層內部有效果的粘結位點變少,這樣隔膜與負極片界面粘結和負極片內部的粘結均差,高溫改善效果甚微。而d1/d2值過大時,雖然隔膜與極片界面粘結和極片內部的粘結均很好,但二次顆粒平均粒徑過大,可能會導致隔膜孔隙堵塞、界面阻抗增大,會弱化低溫性能,引起析鋰。因此,本申請通過在第一膠層和負極活性層接觸的面設置相同化學成分的粘結劑、并將d1/d2控制在合適的范圍內,可使得界面粘結力和界面的保液性良好,在不犧牲低溫性能的同時,改善高溫性能,實現了電池低溫性能和高溫性能的兼顧。
1.一種鋰離子電池,包括正極片、負極片和位于所述正極片和負極片之間的隔膜,所述負極片包括負極集流體和設置在所述負極集流體至少一側的負極活性層,所述隔膜包括基膜和涂覆在所述基膜一側表面的第一膠層,所述隔膜設置有第一膠層的一側表面朝向所述負極片設置,其特征在于,
2.根據權利要求1所述的鋰離子電池,其特征在于,所述負極活性層還包括負極活性物質,d1與所述負極活性物質的中值粒徑d50的比值滿足1.3≤d1/d50≤13;
3.根據權利要求1所述的鋰離子電池,其特征在于,所述第一膠層中第一顆粒狀含氟粘結劑的二次顆粒的平均粒徑d1與所述第一膠層的厚度h滿足關系:5≤d1/h≤100;
4.根據權利要求1所述的鋰離子電池,其特征在于,所述第一膠層中第一顆粒狀含氟粘結劑的二次顆粒的平均粒徑d1與所述隔膜上第一膠層的覆蓋率x滿足:15≤d1/x≤400;
5.根據權利要求1-4任一項所述的鋰離子電池,其特征在于,滿足以下條件中的至少一項:
6.根據權利要求1-4任一項所述的鋰離子電池,其特征在于,
7.根據權利要求1-4任一項所述的鋰離子電池,其特征在于,所述負極活性層的壓實密度pd滿足1.35g/cm3≤pd≤1.75g/cm3。
8.根據權利要求1-4任一項所述的鋰離子電池,其特征在于,所述負極片的孔隙率z滿足5%≤z≤40%,可選的,28%≤z≤35%。
9.根據權利要求1-4任一項所述的鋰離子電池,其特征在于,所述負極活性層還包括增稠劑,可選的,所述增稠劑包括羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羧甲基纖維鋰、聚丙烯酸、枝化聚丙烯酸鈉、枝化聚丙烯酸鋰中的至少一種。
10.據權利要求1-4任一項所述的鋰離子電池,其特征在于,所述負極活性層還包括導電劑,所述導電劑滿足以下條件中的至少一項: