【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体而言，涉及一种锂离子电池及含有其的电子装置。
技术介绍
1、锂离子电池因其使用寿命长、平均输出电压高、环境污染低等优势已被广泛应用于消费电子、新能源汽车、储能等领域。锂离子电池在使用中，电池极片内部伴随着锂离子与电子的传输，锂离子与电子的良好传输是决定锂离子电池性能的重要因素。
2、在电极中，电子主要通过固相传输。在正极侧，正极活性物质一般为导电性较差的过渡金属氧化物，因此膜片电阻极大，需要额外加入导电剂构成电子导电通路。影响正极片最终膜片电阻的因素除了导电剂的种类之外，还与导电剂的分布状态、固体颗粒间的接触状态、集流体与涂层的界面情况等都是直接密切相关的。对于负极侧，常规石墨负极由于其本征特性，其导电性一般较好，但由于粘结剂sbr、增稠剂cmc等高分子材料的引入会在一定程度上增大电极电阻，影响电子传导。对于硅负极，因其半导体的特性，同样需加入导电剂以保证良好的电子导电通路。
3、锂离子电池是一个整体，其在工作中的性能表现是整个体系综合运行的结果，锂离子与电子在正负极中不断的脱出或嵌入，是在电极间不断变化的，面对复杂的化学体系变化，单独调控正极或负极很难有效地降低电池整体内阻，难以提升整体电池性能。
4、例如，在正极片中，通过选用高效导电剂新材料并通过调整配比不断提升其含量，正极侧的极片电阻率不断降低，虽然电池内阻在初期下降，但后期变化并不大，这是因为正极侧虽然通过配方调整使其电子及锂离子传导速率不断提升，但负极侧的电子与锂离子电导已成了主要制约，正极侧的单独提升
5、也就是说，单独地提升正负极性能无法满足要求，电池正极与负极的匹配是极为关键的，锂离子与电子在正负电极间良好的传输，这有利于电池整体的性能发挥并延长其使用寿命。当正负极不匹配时会给电池带来较多不利影响，锂离子电池会面临内阻升高、循环寿命显著降低、倍率性能差等问题，因此，如何简单有效地设计锂离子电池，使其正负极匹配得到明显的优化，是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极片与负极片，所述正极片包括集流体及涂覆于集流体至少一侧的正极涂膏层，所述正极涂膏层包括正极活性物质和碳材料；所述负极片包括集流体及涂覆于集流体至少一侧的负极涂膏层，所述负极涂膏层包括负极活性物质与碳材料；所述正极片与负极片的性能参数满足关系式：
2、
3、其中，其中，rc为正极片电阻率，pc为正极片孔隙率，τc为正极片孔隙迂曲度，ra为负极片电阻率，pa为负极片孔隙率，τa为负极片孔隙迂曲度。
4、在本专利技术一个实施方式中，所述正极片与负极片的性能参数满足关系式：
5、
6、优选地，所述正极片与负极片满足关系式：
7、示例性地，的值为3.31，5.05，2.06，1.62，8.12或者上述任意两点范围内的任一点值。
8、其中，孔隙迂曲度τ与孔隙率p的关系用bruggeman的关系式表示：τ＝p(1-α)，其中，1.0≤α≤3.5。在均匀多孔电极中α＝1.5；正极片与负极片的性能参数满足关系式：
9、在本专利技术一个实施方式中，10％＜pc＜100％，15％＜pa＜100％，0.05kω.cm＜rc＜6.8kω.cm，1ω.cm＜ra＜50ω.cm；100％＜τc＜316％，100％＜τa＜258％。
10、优选地，15％＜pc＜60％，20％＜pa＜80％，0.05kω.cm＜rc＜2.4kω.cm，1ω.cm＜ra＜20ω.cm，129％＜τc＜258％，111％＜τa＜224％。
11、在本专利技术一个实施方式中，所述碳材料包括炭黑、多壁碳纳米管、单壁碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。
12、在本专利技术一个实施方式中，所述正极活性物质包括钴酸锂、锰酸锂、钛酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂中的一种或多种。
13、优选地，所述负极活性物质包括硅基材料、锡基材料、人造石墨、天然石墨或硬碳中的一种或多种。
14、在本专利技术一个实施方式中，所述正极片中碳材料的含量满足以下条件之一：
15、(a)当所述正极片中碳材料仅有炭黑时，正极涂膏层中炭黑的含量为1.2％～3wt％；
16、(b)当所述正极片中碳材料含有炭黑，且含有多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、石墨烯中的至少一种时，正极涂膏层中所述碳材料总含量为0.6％～3wt％；炭黑的含量为正极涂膏层的0.1～2.9wt％。
17、(c)当所述正极片中的碳材料为单壁碳纳米管和/或石墨烯时，正极涂膏层中所述碳材料的总含量为0.4％～1.5wt％；当所述正极片中的碳材料为单壁碳纳米管和石墨烯时，单壁碳纳米管和石墨烯的质量比为为1:5。
18、如果正极片中碳材料过多，会降低活性物质的添加量，导致能量密度损失，并且由于碳材料的比表面积较高，加入过多会导致搅拌过程中分散困难，碳材料团聚，影响电子传导性。碳材料过少则会导致导电网络不完善，本专利技术将碳材料含量控制在上述范围内，能够更好地降低面电阻，提升能量密度。
19、在本专利技术一个实施方式中，所述负极片中碳材料含量为0％-2wt％，优选为0.2％～1wt％。
20、负极片中碳材料含量过多同样会降低活性物质的添加量，且导致搅拌困难；添加量过少则会影响离子与电子的导电性，因此，将负极片中碳材料含量控制在上述范围内能够更有效地降低面电阻、提升负极动力学。
21、在本专利技术一个实施方式中，所述炭黑的比表面积为60～900m2/g；优选为60～300m2/g；更优选为60～180m2/g。
22、示例性地，所述炭黑的比表面积为60m2/g、80m2/g、100m2/g、120m2/g、140m2/g、160m2/g、180m2/g或者任意两个数值之间的任一范围。
23、在本专利技术一个实施方式中，所述多壁碳纳米管至少满足以下条件之一：
24、(i)所述多壁碳纳米管的平均长度为1μm～100μm，优选为50～100μm；
25、(ii)所述多壁碳纳米管的平均直径为3nm～2μm，优选为3nm～500nm。
26、在本专利技术一个实施方式中，所述单壁碳纳米管的平均直径为1.6μm，平均长度为1μm～1000μm。
27、优选地，所述石墨烯至少满足以下条件之一：
28、(i)所述石墨烯的平均层数为1层至10层；
29、(ii)所述石墨烯的d50为1μm至10μm。
30、在本专利技术一个实施方式中，所述正极片与负极片均为辊压后极片。
31、优选地，所述正极片经一次辊压，负极片经二次辊压。
32、优选地，所述正极片的集流体至少一面涂覆有涂膏层。
33、根据本专利技术的一个方面，还提本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极片与负极片，所述正极片包括集流体及涂覆于集流体至少一侧的正极涂膏层，所述正极涂膏层包括正极活性物质和碳材料；所述负极片包括集流体及涂覆于集流体至少一侧的负极涂膏层，所述负极涂膏层包括负极活性物质与碳材料；所述正极片与负极片的性能参数满足关系式：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极片与负极片的性能参数满足关系式：
3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极片与负极片的性能参数满足关系式：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，10％＜Pc＜100％，15％＜Pa＜100％，0.05KΩ.cm＜Rc＜6.8KΩ.cm，1Ω.cm＜Ra＜50Ω.cm；100％＜τc＜316％，100％＜τa＜258％。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述碳材料包括炭黑、多壁碳纳米管、单壁碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质包括钴酸
7.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极片中碳材料的含量满足以下条件之一：
8.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述炭黑的比表面积为60～900m2/g；优选为60～300m2/g；更优选为60～180m2/g。
9.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述石墨烯至少满足以下条件之一：
10.一种电子装置，其特征在于，含有权利要求1至9中任一项所述的锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极片与负极片，所述正极片包括集流体及涂覆于集流体至少一侧的正极涂膏层，所述正极涂膏层包括正极活性物质和碳材料；所述负极片包括集流体及涂覆于集流体至少一侧的负极涂膏层，所述负极涂膏层包括负极活性物质与碳材料；所述正极片与负极片的性能参数满足关系式：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极片与负极片的性能参数满足关系式：
3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极片与负极片的性能参数满足关系式：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，10％＜pc＜100％，15％＜pa＜100％，0.05kω.cm＜rc＜6.8kω.cm，1ω.cm＜ra＜50ω.cm；100％＜τc＜316％，100％＜τa＜258％。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨汇东，阳恩检，陈伟平，李素丽，吴夙彤，
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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