[发明专利]一种锂离子电池

说明书

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，所述负极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一侧的负极活性涂层，所述负极活性涂层包括硅基材料和石墨材料，所述电池满足关系式：0.79≤0.031*ln(S)+R≤0.84，且1.55≤0.0083*S*W+P≤1.80；S为负极活性涂层中硅基材料的占比，单位％；R为电池极组的入壳松紧度，单位％；P为负极活性涂层的压实密度、单位为g/cmsupgt;3/supgt;；W为负极活性涂层的涂覆密度、单位为g/msupgt;2/supgt;。本发明的锂离子电池具有良好的容量保持率。

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池。

背景技术

以石墨为代表的碳基材料是锂离子电池负极的主要使用材料，其直接影响锂离子电池电化学性能。随着用户对锂离子电池能量密度日渐增加的要求，硅基负极得到极大的关注和发展。

硅来源广泛，为地壳含量丰度极高的元素之一，硅的理论比容量可达4200mAh/g。但是，氧化亚硅完全嵌锂膨胀率仍高达150％～180％左右，虽远小于纯硅材料，但远大于纯石墨碳基负极膨胀。现有行业内采用氧化亚硅混合石墨来降低负极片的膨胀率。

随着锂离子电池轻型化、小型化，电池能量密度的要求也越来越高。目前，为了提高硅基锂离子电池的能量密度，普遍采用解决方案如下：将电极中硅基材料活性物质比例提高，使相同体积、质量极片拥有更高容量，电池极组入壳松紧度越来越大，上述措施提高电池能量密度同时会导致硅基锂离子电池超厚，负极界面打皱、黑斑、析锂，循环过程电池膨胀力快速增加，电池DCR(直流内阻)增长加速，循环性能恶化。

鉴于此，有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池，设置一定的负极活性涂层中硅基材料的占比S、电极极组的入壳松紧度R、负极活性涂层的压实密度P和负极活性涂层的涂覆密度W，改善电池极组硅基极片变形、打皱、黑斑、析锂等界面问题，提高硅基负极片界面平整性，从而极大改善负极片界面异常导致的电池循环过程中的DCR增长和容量衰减，进一步改善电池循环寿命。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，所述负极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一侧的负极活性涂层，所述负极活性涂层包括硅基材料和碳材料，所述电池满足关系式：0.79≤0.031*ln(S)+R≤0.84，且1.55≤0.0083*S*W+P≤1.80；

其中，S为负极活性涂层中硅基材料的占比，单位为％；

其中，R为电池极组的入壳松紧度，入壳松紧度＝电极极组厚度d/电池厚度方向内部尺寸D，单位为％；

其中，P为负极活性涂层的压实密度，单位为g/cm³；

其中，W为负极活性涂层的涂覆密度，单位为g/m²。

其中，所述负极活性涂层中硅基材料的占比S满足：3％≤S≤70％。

其中，所述负极活性涂层中硅基材料的占比S满足：10％≤S≤30％。

其中，所述R满足：84％≤R≤90％。

其中，所述负极活性涂层的压实密度P满足：1.35g/cm³≤P≤1.60g/cm³。

其中，所述负极活性涂层的涂覆密度W满足：60g/m²≤W≤100g/m²。