【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池的，具体涉及一种电池。
技术介绍
1、负极的克容量反映的是储锂电能力，石墨负极上限为372mah/g，而硅的理论比容量达到4200mah/g，但由于硅单质是四面体结构，作为负极存在比较严重的体积膨胀问题，目前产业内最佳的策略是在石墨负极材料中掺杂少量含硅的化合物，相对成熟的有硅氧和硅碳两种路线。但是，无论是硅氧或者硅碳掺杂，仍然存在循环性能不稳定的现象。
2、针对上述硅负极常见的技术难点，行业内也有尝试通过电池材料搭配进行优化，例如四大主材之一的隔膜。目前商用的隔膜主要搭配油性pvdf涂层或者水性pmma涂层，这两款涂层都具有较优的界面粘结性，可以和负极极片保持良好的粘结。但是无论是油性pvdf还是水性pmma隔膜，对于硅负极的循环膨胀问题，均无法得到有效改善，仍然存在嵌锂不及时或析锂电位上升等原因在负极表面产生析锂，导致电池循环性能不稳定。
3、因此，研发一种改善硅负极电池循环性能的电池具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种电池。该电池可以提高负极的嵌锂反应速度，降低电池长循环的界面析锂量，提升电池的循环寿命，降低析锂的风险，改善电池的循环稳定性。
2、本专利技术研究发现，硅负极电池的循环不稳定性的原因主要有两个，第一是反复生成的sei膜比较厚，不利于嵌锂和脱锂反应，形成较高的传递阻抗；第二是硅负极的充放电温升比纯石墨体系有增加，在反复充放电后存在热量积累的现象。基于上述两
3、为了解决硅负极电池的循环不稳定性，本专利技术提供了一种电池，所述电池包括正极、负极和隔膜，所述负极包括集流体和位于集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包含硅基材料；所述隔膜包括基材和设置于基材至少一个表面上的复合层，所述复合层包括若干间隔排布的图案结构，所述图案结构将所述复合层分为图案区和空白区；所述复合层的面密度与所述负极活性材料层的面密度的比值s满足：0.3％≤s≤0.8％
4、本专利技术研究发现，隔膜上的涂层的粘结力和孔隙率对负极的嵌锂有影响，本专利技术将复合涂层的面密度匹配负极活性材料层的面密度进行设计，使复合层的面密度与负极活性材料层的面密度的比值s在一定范围内，可以有效兼顾复合涂层的粘结力和孔隙率，提高负极的嵌锂反应速度，降低电池长循环的界面析锂量，提升电池的循环寿命。此外，隔膜的复合涂层由间隔排布的图案结构形成稳定的间隙，对于反复充放电的热量散发起到一定的促进作用，降低循环温升，温升下降有利于降低析锂的风险，从而改善电池的循环稳定性。
5、本专利技术采用上述技术方案具有以下有益效果：
6、(1)本专利技术提供的电池，可以有效兼顾复合涂层的粘结力和孔隙率，提高负极的嵌锂反应速度，降低电池长循环的界面析锂量，提升电池的循环寿命。
7、(2)本专利技术提供的电池，能够降低循环温升，有利于降低析锂的风险，从而改善电池的循环稳定性。
8、(3)本专利技术提供的电池，隔膜和极片之间形成更多空隙，为电池提供更多的散热通道，改善电池的炉温性能。
9、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。本文中，在没有特别说明的情况下，数据范围均包括端点。
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1.一种电池，其特征在于，所述电池包括正极、负极和隔膜，所述负极包括集流体和位于集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包含硅基材料；所述隔膜包括基材和设置于基材至少一个表面上的复合层，所述复合层包括若干间隔排布的图案结构，所述图案结构将所述复合层分为图案区和空白区；
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述图案区的面积与所述复合层的总面积之比S1为(0.05-0.4):1。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述图案结构包括间隔排布的若干个第一单元图案和若干个第二单元图案，所述第一单元图案和第二单元图案的面积不同；和/或，所述第一单元图案和第二单元图案各自独立地包括第一粘结聚合物和第二粘结聚合物；
4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第二单元图案的面积与所述第一单元图案的面积之比S2为(0.2-0.8):1。
5.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一粘结聚合物的质量与所述硅基材料的质量比M满足：0.04≤M≤0.17。
6.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述复合层中第一粘结
7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述复合层的孔隙率P满足：50％≤P≤90％；
8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述隔膜还包括耐热涂层，所述耐热涂层设置于所述基材与所述复合层之间；和/或，所述耐热涂层设置于所述基材远离复合层的表面；
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述无机颗粒的Dv50与所述硅基材料的Dv50的比值L满足：0.02≤L≤0.07；
10.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述隔膜靠近正极一侧的涂层面密度大于所述隔膜靠近负极一侧的面密度；
...【技术特征摘要】
1.一种电池，其特征在于，所述电池包括正极、负极和隔膜，所述负极包括集流体和位于集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包含硅基材料；所述隔膜包括基材和设置于基材至少一个表面上的复合层，所述复合层包括若干间隔排布的图案结构，所述图案结构将所述复合层分为图案区和空白区；
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述图案区的面积与所述复合层的总面积之比s1为(0.05-0.4):1。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述图案结构包括间隔排布的若干个第一单元图案和若干个第二单元图案，所述第一单元图案和第二单元图案的面积不同；和/或，所述第一单元图案和第二单元图案各自独立地包括第一粘结聚合物和第二粘结聚合物；
4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第二单元图案的面积与所述第一单元图案的面积之比s2为(0.2-0.8):1。...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺飞，范洪生，
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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