一种电池的制作方法

本发明涉及电池，具体涉及一种电池。

背景技术：

1、随着3c产品的普及和电动汽车市场的兴起，对锂离子二次电池的需求越来越高。对于电动汽车来说续航和快充是非常关键的两个性能指标，如何在提升能量密度的前提下兼顾电池快充性能变得非常关键。

2、负极作为电池的两极之一，直接影响电池的能量密度和快充等性能。而隔膜作为锂离子二次电池的关键构件，直接影响锂离子二次电池的安全、倍率和快充循环性能。

技术实现思路

1、传统的解决电池比能、快充循环性能和倍率性能，主要通过一方面提升基材的孔隙率，提升隔膜离子导通性能，从而提升电池倍率性能和快充性能，但随着基材孔隙率的提升，隔膜针刺强度性能会降低，影响电池的自放电、安全等性能；同时在隔膜表面涂覆一层涂胶层提升隔膜与正极活性层及负极活性层之间的界面，从而提升电池长循环能力，但是涂覆一层涂胶层在一定程度上降低电池快充性能，此外涂覆一层涂胶层会增加隔膜成本。硅负极材料作为一种高能量密度的电池材料，受到了广泛关注。然而，硅负极材料在充放电过程中会发生体积膨胀和收缩，影响电池的倍率性能和快充循环性能。

2、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种电池。本发明的电池兼膨胀率较低、倍率性能高和快充循环性能好的优势。

3、为了实现上述目的，本发明提供了一种电池，所述电池包括正极片、负极片、电解液和位于所述正极片与所述负极片之间的隔膜，所述隔膜包括基材以及位于所述基材一侧或两侧表面的陶瓷层，所述陶瓷层包括无机颗粒，所述陶瓷层为多孔结构，所述多孔结构包括直径≥0.5μm的孔，陶瓷层表面直径≥0.5μm的孔的覆盖率为10%-50%；

4、所述负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体一侧或两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材料，所述负极活性材料包括硅材料，所述硅材料的平均粒径d1为1μm-10μm；所述电池满足如下关系式：0.5≤d1/d2≤5，其中，d2为陶瓷层的直径≥0.5μm的孔的平均直径，单位为μm。

5、通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：

6、本发明的电池中隔膜的孔隙率较大，离子的传送能力提高，从而使电池的倍率性能和快充循环性能均提升，同时通过隔膜与硅材料的协同配合，隔膜的多孔结构为硅材料的体积膨胀和收缩提供了缓冲空间，从而降低了电池的膨胀率，提高了电池的倍率性能和快充循环性能，同时本发明的电池中隔膜不需要涂覆涂胶层，提高了电池的比能。

7、本发明的其它特点和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

8、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。

技术特征：

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括正极片、负极片、电解液和位于所述正极片与所述负极片之间的隔膜，所述隔膜包括基材以及位于所述基材一侧或两侧表面的陶瓷层，所述陶瓷层包括无机颗粒，所述陶瓷层为多孔结构，所述多孔结构包括直径≥0.5μm的孔，陶瓷层表面直径≥0.5μm的孔的覆盖率为10%-50%；

2.根据权利要求1所述的电池，其中，1≤d1/d2≤4；

3.根据权利要求2所述的电池，其中，d2为1μm-8μm。

4.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述电池满足如下关系式：1＜d2/d4＜20，其中，d4为无机颗粒的平均粒径，单位为μm；

5.根据权利要求4所述的电池，其中，在所述陶瓷层表面任意选择的100μm×100μm范围内，直径≥0.5μm的孔的数量为50个-500个；

6.根据权利要求4所述的电池，其中，d4为0.1μm-3μm。

7.根据权利要求6所述的电池，其中，d4为0.5μm-2.5μm。

8.根据权利要求4所述的电池，其中，所述陶瓷层还包括第一聚合物。

9.根据权利要求8所述的电池，其中，所述第一聚合物包括第一单体和第二单体以及任选地第三单体，所述第一单体包括丙烯腈类单体、苯乙烯类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或多种；所述第二单体包括二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯和三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种；所述第三单体包括丙烯酸、丁二烯、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、（甲基）丙烯酸缩水甘油酯和烯丙基缩水甘油酯中的一种或多种。

10.根据权利要求8所述的电池，其中，丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸酯十八酯中的一种或多种。

11.根据权利要求8所述的电池，其中，所述苯乙烯类单体包括苯乙烯、甲基苯乙烯、三苯乙烯和4-甲基苯乙烯中的一种或多种。

12.根据权利要求8所述的电池，其中，所述丙烯腈类单体包括丙烯腈、三苯基丙烯腈、3-环戊基丙烯腈和3,3-(二苯基)丙烯腈中的一种或多种。

13.根据权利要求8所述的电池，其中，在所述陶瓷层表面任意选择的100μm×100μm范围内，所述第一聚合物的数量为0-600个；

14.根据权利要求13所述的电池，其中，在所述陶瓷层表面任意选择的100μm×100μm范围内，所述第一聚合物的数量为30个-500个；

15.根据权利要求8-13中任一项所述的电池，其中，所述电池满足如下关系式：2≤d3/h1≤5，其中，d3为第一聚合物的平均粒径，单位为μm；h1为所述陶瓷层的厚度，单位为μm。

16.根据权利要求15所述的电池，其中，d3为2μm-10μm。

17.根据权利要求16所述的电池，其中，d3为3μm-8μm。

18.根据权利要求15所述的电池，其中，h1为1μm-5μm。

19.根据权利要求18所述的电池，其中，h1为1.5μm-4μm。

20.根据权利要求15所述的电池，其中，所述电池满足如下关系式：0.5≤w3/n1≤10，其中，w3为以所述负极活性材料的总重量为基准，所述硅材料的重量含量，单位为%；n1为所述陶瓷层中第一聚合物在所述陶瓷层表面的覆盖率，单位为%。

21.根据权利要求20所述的电池，其中，1≤w3/n1≤8。

22.根据权利要求20所述的电池，其中，n1为0%-50%。

23.根据权利要求22所述的电池，其中，n1为10%-40%。

24.根据权利要求20所述的电池，其中，w3为1%-100%。

25.根据权利要求24所述的电池，其中，w3为5%-50%。

26.根据权利要求1或2所述的电池，其中，所述电解液包括有机溶剂，所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯和乙酸乙酯中的至少两种。

27.根据权利要求26所述的电池，其中，所述有机溶剂包括第一有机溶剂和第二有机溶剂，所述第一有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯和乙酸乙酯中的一种或多种，所述第二有机溶剂包括碳酸丙烯酯和/或碳酸乙烯酯；所述第一有机溶剂的重量与所述第二有机溶剂的重量之比为(0.05-20):1。

28.根据权利要求27所述的电池，其中，所述第一有机溶剂的重量与所述第二有机溶剂的重量之比为(0.1-10):1。

29.根据权利要求28所述的电池，其中，以所述电解液的总重量为基准，所述有机溶剂的重量含量为64%-86%。

30.根据权利要求29所述的电池，其中，以所述电解液的总重量为基准，所述有机溶剂的重量含量为70%-82%。

31.根据权利要求26所述的电池，其中，所述有机溶剂包括碳酸甲乙酯、乙酸乙酯和碳酸乙烯酯。

32.根据权利要求31所述的电池，其中，所述有机溶剂中碳酸甲乙酯、乙酸乙酯和碳酸乙烯酯的重量之比为(10%-70%):(10%-70%):(15%-40%)。

33.根据权利要求26所述的电池，其中，所述电解液还包括lifsi和任选地添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、二氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟草酸磷酸锂、四氟硼酸锂和四氟草酸磷酸锂中的一种或多种。

34.根据权利要求33所述的电池，其中，以所述电解液的总重量为基准，lifsi的重量含量为2%-20%，所述添加剂的重量含量为3%-9%。

35.根据权利要求27-34中任一项所述的电池，其中，在60℃-90℃下，所述第一聚合物在溶剂中浸泡2min-10min，所述第一聚合物的溶解度≤50%。

36.根据权利要求35所述的电池，其中，在60℃-90℃下，所述第一聚合物在溶剂中浸泡2min-10min，所述第一聚合物的溶解度为1%-20%。

技术总结
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池。电池包括正极片、负极片、电解液和位于正极片与负极片之间的隔膜，隔膜包括基材以及位于基材一侧或两侧表面的陶瓷层，陶瓷层包括无机颗粒，陶瓷层为多孔结构，多孔结构包括直径≥0.5μm的孔，陶瓷层表面直径≥0.5μm的孔的覆盖率为10%‑50%；负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体一侧或两侧表面的负极活性物质层，负极活性物质层包括负极活性材料，负极活性材料包括硅材料，硅材料的平均粒径D1为1μm‑10μm；电池满足如下关系式：0.5≤D1/D2≤5，其中，D2为陶瓷层的直径≥0.5μm的孔的平均直径，单位为μm。本发明的电池兼具膨胀率低、倍率性能高和快充循环性能好的优势。

技术研发人员：张祖来,陈瑶,李俊义
受保护的技术使用者：珠海冠宇动力电池有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/19