一种电池的制作方法

allin2025-06-09  13


本发明涉及新能源,特别涉及一种电池。


背景技术:

1、锂离子电池自从商业化以来,因具有轻便、比能量高、无记忆效应、循环性能好的优点,被广泛用于数码、储能、动力、军用航天和通讯设备等领域。随着锂离子电池的广泛应用,消费者对锂离子电池的能量密度、循环寿命、高温性能、安全性能皆提出了更高的要求。

2、目前,一方面通过提高电池的充电上限电压提高电池的能量密度,然而随着电池的充电上限电压的提高,电池的高温存储性能以及高温循环性能会变差;另一方面通过提高负极片的克容量提高电池的能量密度,例如,通过向传统的石墨负极片中掺杂硅材料得到包含硅材料的负极片,然而硅材料容易发生膨胀,因此包含硅材料的负极片容易发生膨胀,不利于电池的循环性能以及高温存储性能。

3、因此有必要提供一种能够有效抑制含硅负极膨胀,并且兼具优异的能量密度、循环性能以及高温存储性能的电池。


技术实现思路

1、本发明提供一种电池,该电池能够有效抑制含硅负极膨胀,并且兼顾优异循环性能、和高温存储性能。

2、本发明提供一种电池,其中,所述电池包括负极片以及电解液,

3、所述负极片包括负极活性物质,所述负极活性物质包括硅元素以及碳元素;

4、所述电解液包括硅氧烷类添加剂,所述硅氧烷类添加剂包括不饱和基团;

5、其中,所述电解液中,所述硅氧烷类添加剂的质量百分含量a%,所述负极活性物质的dv50为bμm,所述负极活性物质的灰分c满足以下关系:

6、0.02≤10a/(b+100c)≤6。

7、如上所述的电池,其中,0.1≤a≤6;和/或,

8、6μm≤b≤18μm;和/或,

9、4%≤c≤35%。

10、如上所述的电池,其中,0.5≤a≤3;和/或,6%≤c≤35%。

11、如上所述的电池,其中,所述硅氧烷类添加剂具有式1所示的结构式:

12、

13、式1中,r1、r2、r3各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的c1~c30烷基、取代或未取代的c1~c30烷氧基、取代或未取代的c2-c30炔基中的一种、取代或未取代的c2-c30烯基、取代或未取代的c6-c60的芳基、异氰酸酯基、酯基、羰基中的一种;

14、r4选自氧、氢、卤素、取代或未取代的c1~c30烷基、取代或未取代的c1~c30烷氧基、取代或未取代的c2-c30炔基中的一种、取代或未取代的c2-c30烯基、取代或未取代的c1-c60的芳基、异氰酸酯基;

15、且,r1、r2、r3、r4中至少一者包括不饱和基团。

16、如上所述的电池,其中,所述硅氧烷类添加剂选自r下述结构所示的化合物;

17、

18、

19、如上所述的电池,其中,所述负极片包括负极集流体,所述负极集流体的抗拉强度d与a满足以下关系:

20、4.1≤a+0.01d≤15。

21、如上所述的电池,其中,400mpa≤d≤1000mpa。

22、如上所述的电池,其中,所述负极集流体的延伸率e满足:2%≤e≤15%。

23、如上所述的电池,其中,所述电解液还包括二甲基硅油。

24、如上所述的电池,其中,所述电解液中,所述二甲基硅油的质量百分含量为0.1-5%。

25、如上所述的电池,其中,所述电解液还包括其他添加剂;

26、所述其他添加剂选自碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、葵二腈、1,3,6-己烷三腈、甘油三腈、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、1,3-丙磺酸内酯和丙烯基-1,3-磺酸内酯中的一种或多种。

27、如上所述的电池,其中,所述负极活性物质包括石墨以及含硅材料;

28、所述含硅材料选自siox、si以及sic中的至少一种,0<x≤2;和/或,

29、所述负极活性物质中,硅元素的质量百分含量≤30%。

30、本发明通过控制电解液中硅氧烷类添加剂的含量、负极活性物质的粒径以及负极活性物质的灰分,可以有效抑制含硅负极的膨胀,并且可以使电池兼具优异的循环性能以及高温存储性能。



技术特征:

1.一种电池,其特征在于,所述电池包括负极片以及电解液,

2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,0.1≤a≤6;和/或,

3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,0.5≤a≤3;和/或,6%≤c≤35%。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电池,其特征在于,所述硅氧烷类添加剂具有式1所示的结构式:

5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述硅氧烷类添加剂选自r下述结构所示的化合物;

6.根据权利要求1-5任一项所述的电池,其特征在于,所述负极片包括负极集流体,所述负极集流体的抗拉强度d与a满足以下关系:

7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,所述负极集流体的延伸率e满足:2%≤e≤15%。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电池,其特征在于,所述电解液还包括二甲基硅油;

9.根据权利要求1-8任一项所述的电池,其特征在于,所述电解液还包括其他添加剂;

10.根据权利要求1-9任一项所述的电池,其特征在于,所述负极活性物质包括石墨以及含硅材料;


技术总结
本发明提供一种电池,包括负极片以及电解液,所述负极片包括负极活性物质,所述负极活性物质包括硅元素以及碳元素;所述电解液包括硅氧烷类添加剂,所述硅氧烷类添加剂包括不饱和基团;其中,所述电解液中,所述硅氧烷类添加剂的质量百分含量a,所述负极活性物质的Dv50为bμm,所述负极活性物质的灰分c满足以下关系:0.02≤10a/(b+100c)≤6。该电池能够有效抑制含硅负极的膨胀,具有优异的循环性能、高温存储性能。

技术研发人员:曾长安,汪辉,杜冬冬
受保护的技术使用者:珠海冠宇电池股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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