CN108807974A - 锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上且包括正极活性材料的正极膜片层，所述负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一个表面上且包括负极活性材料的负极膜片层。所述正极活性材料包括化学式为LiaNixCoyMzO2的材料，所述负极活性材料包括石墨类碳材料，且所述电池满足58％≤KYa/(KYa+KYc)×100％≤72％。本发明通过合理匹配正、负极活性材料的抗压能力，可以很好地保证正负极极片的界面完整性，使锂离子电池同时兼顾优异的动力学性能以及循环性能。

Description

锂离子电池
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种锂离子电池。
背景技术
随着电动汽车的日益普及，人们对电池的要求也越来越严格，比如要求电池既要又小又轻而且还必须要拥有高容量、长循环寿命和高安全性能。为此，技术人员已经从电池正负极、电解液等各方面做出了许多努力。
例如，对于电池正极活性材料而言，相较于磷酸铁锂，三元材料具有更高的克容量和压实密度，因此，使用三元材料的电池具有更高的能量密度。然而，三元材料在循环时体积收缩的程度较小，使得正极极片会挤压负极极片，破坏正负极极片的界面，最终导致电池失效。因此，尽管具有更高的能量密度，但以三元材料为正极活性材料的电池循环寿命往往较差。
有鉴于此，提供各方面性能均优异的电池仍然是本领域亟待解决且难以解决的技术难题。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池，其能很好地保证正负极极片的界面完整性，使锂离子电池同时兼顾优异的动力学性能以及循环性能。
为了达到上述目的，本发明提供了一种锂离子电池，其包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上且包括正极活性材料的正极膜片层，所述负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一个表面上且包括负极活性材料的负极膜片层。所述正极活性材料包括化学式为LiaNixCoyMzO2的材料，其中0.95≤a≤1.2，x＞0，y≥0，z≥0，且x+y+z＝1，M选自Mn、Al中的一种或两种，所述负极活性材料包括石墨类碳材料，且所述电池满足58％≤KYa/(KYa+KYc)×100％≤72％。KYa＝10/ρa，ρa表示负极活性材料在2000kg压力下的粉体压实密度且单位为g/cm3；KYc＝10/ρc，ρc表示正极活性材料在2000kg压力下的粉体压实密度且单位为g/cm3。
相对于现有技术，本发明至少包括如下所述的有益效果：
本发明提供的锂离子电池通过合理匹配正、负极活性材料的抗压能力，能很好地保证正负极极片的界面完整性，使锂离子电池同时兼顾优异的动力学性能以及循环性能。
具体实施方式
下面详细说明根据本发明的锂离子电池。
本发明的锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上且包括正极活性材料的正极膜片层，所述负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一个表面上且包括负极活性材料的负极膜片层。所述正极活性材料包括化学式为LiaNixCoyMzO2的材料，0.95≤a≤1.2，x＞0，y≥0，z≥0，且x+y+z＝1，M选自Mn、Al中的一种或两种；所述负极活性材料包括石墨类碳材料，且所述电池满足58％≤KYa/(KYa+KYc)×100％≤72％。其中，KYa＝10/ρa，ρa表示负极活性材料在2000kg压力下的粉体压实密度且单位为g/cm3；KYc＝10/ρc，ρc表示正极活性材料在2000kg压力下的粉体压实密度且单位为g/cm3。
KYa表示负极活性材料的抗压指数，KYc表示正极活性材料的抗压指数。KYa越大，表示负极活性材料粉体的抗压能力越大；KYc越大，表示正极活性材料粉体的抗压能力越大。
一般而言，负极活性材料(例如石墨类碳材料)辊压时容易出现较大的塑性形变，而正极活性材料(例如LiaNixCoyMzO2)辊压时不容易出现塑性变形，但是易出现颗粒破碎、晶体结构损坏等情况。
如果在电池设计时，选择的正极活性材料和负极活性材料不能很好地匹配，负极活性材料抗压能力所占比重过小，在电池循环使用过程中，当正极对负极的挤压力增加时，由于负极活性材料具有较小的抗压能力，其在较大的挤压力下形变较大，负极极片的孔隙率也会随之降低，电解液浸润性较差，锂离子嵌入和脱出阻力较大，且负极极片与电解液的界面相容性也会变差，负极界面接触阻抗不断增加，阻碍了锂离子在正负极之间穿梭，最终锂离子电池的动力学性能及循环性能均较差。同时，负极活性材料的抗压能力较小时，负极活性材料颗粒形貌回弹能力也较差，容易造成负极活性材料界面破坏和负极脱膜现象，这样负极活性材料以及负极极片的界面稳定性和结构稳定性均会变差，还会影响了电池析锂窗口以及电池循环性能，也即很容易造成电池析锂窗口变窄，电池循环过程中析锂，严重情况下还可能导致电池失效。
如果在电池设计时，选择的正极活性材料和负极活性材料不能很好地匹配，负极活性材料抗压能力所占比重过大，此时正极活性材料颗粒相对抗压性较差，在电池循环使用过程中出现正极活性材料颗粒破碎、晶体结构损坏的概率升高，正极极片的界面完整性变差，不但会影响电池容量发挥，加快电池循环容量衰减，还会由于晶体结构损坏阻碍锂离子的脱出和嵌入。同时，正极活性材料颗粒相对越不抗压，正极极片的孔隙率越低，电解液浸润性变差，在电池循环使用过程中，锂离子嵌入和脱出阻力较大，且正极极片与电解液的界面相容性变差，正极界面接触阻抗不断增加，阻碍了锂离子在正负极间的穿梭，最终锂离子电池的动力学性能及循环性能均变差。
在本发明的锂离子电池中，通过合理匹配正、负极活性材料的抗压能力，使负极活性材料抗压能力所占比重适中，介于58％～72％之间，避免正极极片和负极极片相互之间过度挤压造成电池内部膨胀力激增、正负极极片界面稳定性变差以及正负极极片电解液浸润性变差，既能提升锂离子电池的动力学性能又能大幅延长锂离子电池的循环使用寿命。
优选地，所述电池满足60％≤KYa/(KYa+KYc)×100％≤70％。
更优选地，所述电池满足62％≤KYa/(KYa+KYc)×100％≤68％。
在本发明的锂离子电池中，优选地，所述负极活性材料满足4cm3/g≤KYa≤10cm3/g；更优选地，所述负极活性材料满足5cm3/g≤KYa≤8cm3/g。
在本发明的锂离子电池中，优选地，所述正极活性材料满足2cm3/g≤KYc≤5cm3/g；更优选地，所述正极活性材料满足3cm3/g≤KYc≤4cm3/g。
在上述优选范围内，正、负极活性材料的抗压指数适中，其在电池循环使用过程中不会出现过大的形变，电池内部膨胀力不会激增，且正负极极片的界面完整性更好，还可以保持良好的电解液浸润性，避免由于界面接触阻抗增加阻碍锂离子在正负极间的穿梭而造成锂离子电池的动力学性能及循环性能变差。
在本发明的锂离子电池中，可以进一步对LiaNixCoyMzO2进行掺杂改性和/或包覆改性。
掺杂改性可为阳离子掺杂、阴离子掺杂或阴阳离子复合掺杂，掺杂改性的目的是在LiaNixCoyMzO2晶格中掺杂一些阳离子、阴离子或复合离子，抑制Li/Ni的阳离子混排，有助于减少首次不可逆容量，使LiaNixCoyMzO2的层状结构更完整，晶体结构的稳定性更高，颗粒破碎、晶体结构损坏的概率更低，从而对改善锂离子电池的循环性能和热稳定性有利。掺杂改性的具体方法不受限制，可以在前驱体共沉淀阶段进行湿法掺杂，也可以在烧结阶段进行干法掺杂。
优选地，阳离子掺杂元素可选自Al、Zr、Ti、B、Mg、V、Cr、Zn、Y中的一种或几种。
优选地，阴离子掺杂元素可选自F、P、S中的一种或几种，更优选为F，F除了可以促进LiaNixCoyMzO2的烧结，使LiaNixCoyMzO2的结构更加稳定外，还能够在电池循环使用过程中稳定LiaNixCoyMzO2和电解液之间的界面，从而对改善锂离子电池的循环性能有利。
优选地，阴阳离子的掺杂总量不超过20％。
包覆改性是在LiaNixCoyMzO2表面形成一层包覆层，起到隔绝电解液和LiaNixCoyMzO2直接接触的作用，这样可以在很大程度上减少电解液与LiaNixCoyMzO2之间的副反应，减少过渡金属溶出，提高LiaNixCoyMzO2的电化学稳定性，包覆层的存在还可以减少LiaNixCoyMzO2在反复充放电过程中晶体结构的坍塌，降低颗粒破碎、晶体结构损坏的概率，从而对改善锂离子电池的循环性能有利。包覆改性的具体方法不受限制，可以在前驱体共沉淀阶段进行湿法包覆，也可以在烧结阶段进行干法包覆。
优选地，包覆层可选自碳层、石墨烯层、氧化物层、无机盐层或导电高分子层中的一种或几种。其中，所述氧化物可为Al、Ti、Mn、Zr、Mg、Zn、Ba、Mo、B中的一种或几种元素形成的氧化物；无机盐可为Li2ZrO3、LiNbO3、Li4Ti5O12、Li2TiO3、LiTiO2、Li3VO4、LiSnO3、Li2SiO3、LiAlO2、AlPO4、AlF3中的一种或几种；导电高分子可为聚吡咯(PPy)、聚3,4-亚乙二氧基噻吩(PEDOT)或聚酰胺(PI)。
优选地，包覆层的质量不超过20％。
优选地，LiaNixCoyMzO2可具体选自LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)、LiNi0.85Co0.15Al0.05O2中的一种或几种。
在本发明的锂离子电池中，除包括LiaNixCoyMzO2外，所述正极活性材料还可包括钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、层状锰酸锂(LiMnO2)、尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)、尖晶石型镍锰酸锂(LiNixMn2-xO4，0＜x＜2)、聚阴离子正极材料中的一种或几种。其中聚阴离子正极材料又可包括磷酸盐型、硅酸盐型以及硫酸盐型。磷酸盐型聚阴离子正极材料典型地可为LiFePO4、LiMnPO4、LiVPO4F、Li3V2(PO4)3，硅酸盐型正极材料典型地可为Li2FeSiO4、Li2MnSiO4、Li2CoSiO4、Li2NiSiO4，硫酸盐型聚阴离子正极材料典型地可为可为Li2Fe2(SO4)3、LiFeSO4F。
在本发明的锂离子电池中，优选地，所述正极活性材料的至少一部分为单晶颗粒形貌。单晶颗粒形貌的正极活性材料可以提高正极极片整体的压实密度和延展性，同时降低正极活性材料与电解液之间的接触面积，减少界面副反应的发生，降低电池产气，进一步改善锂离子电池的循环性能。
在本发明的锂离子电池中，优选地，所述正极活性材料的平均粒径D50为1μm～15μm；更优选地，所述正极活性材料的平均粒径D50为2μm～11μm。平均粒径太小，正极活性材料的比表面积往往较大，氧化活性变高，表面副反应会增多，由于电解液分解而造成的产气问题突出；而平均粒径太大，锂离子在大粒径颗粒中扩散路径较长，且扩散需要克服的阻力越大，嵌入过程引起的正极活性材料晶体变形与体积膨胀不断积累，使得嵌入过程逐渐变得难以进行。且正极活性材料的粒径落入上述优选范围内时，正极极片的均一性更高，既可以避免粒径太小与电解液产生较多的副反应而影响锂离子电池的性能，又可以避免粒径太大阻碍锂离子在颗粒内部传输而影响锂离子电池的性能。
在本发明的锂离子电池中，优选地，所述正极膜片层的压实密度为3.0g/cm3～3.7g/cm3。将压实密度控制在此范围内，可保证正极活性材料颗粒的完整性，并且保持颗粒之间良好的电接触。更优选地，所述正极膜片层的压实密度为3.1g/cm3～3.5g/cm3。
在本发明的锂离子电池中，优选地，所述正极膜片层的孔隙率为10％～40％。将孔隙率控制在此范围内，正极膜片层保有电解液的能力更好，可保证正极活性材料颗粒间良好的电解液浸润性，进而正极活性材料和电解液之间的界面电荷转移阻抗更低，从而能进一步提高锂离子电池的动力学性能以及循环性能。更优选地，所述正极膜片层的孔隙率为20％～30％。
在本发明的锂离子电池中，所述正极集流体的种类不受具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如，所述正极集流体可为铝箔、镍箔或高分子导电膜，优选地，所述正极集流体为铝箔。
在本发明的锂离子电池中，所述正极膜片层还包括导电剂以及粘结剂，导电剂以及粘结剂的种类和含量不受具体的限制，可根据实际需求进行选择。
在本发明的锂离子电池中，优选地，所述负极活性材料的平均粒径D50为4μm～20μm；更优选地，所述负极活性材料的平均粒径D50为6μm～18μm。平均粒径太小，负极活性材料颗粒与颗粒之间的结合力较弱，负极极片粘接力较小，在电池循环使用过程中易发生负极脱膜现象而导致容量衰减；而平均粒径太大，锂离子在大粒径颗粒中扩散路径较长，使得嵌入过程较为缓慢。
在本发明的锂离子电池中，优选地，所述负极活性材料的石墨化度为80％～99％。负极活性材料的石墨化度越高，锂离子电池容量越高，但同时负极活性材料的层间距变窄，在充放电时锂离子脱出和嵌入引起的体积变化增加，影响负极极片的界面完整性，且负极活性材料表面的SEI膜不断被破坏和修复，消耗了大量的锂离子，对于锂离子电池循环性能的改善效果也会减弱。石墨化度越低，负极活性材料的结晶度越低，晶格缺陷越多，在循环使用过程中易发生副反应而导致容量衰减，对于锂离子电池循环性能的改善效果也会减弱。石墨化度落入上述优选范围内，可以保持负极活性材料良好的石墨晶体结构，使其具有规整的石墨层状结构，更加有利于锂离子在石墨层状结构里的脱出和嵌入。更优选地，所述负极活性材料的石墨化度为92％～98％。
进一步优选地，当所述负极活性材料的平均粒径D50为6μm～18μm且所述负极活性材料的石墨化度为92％～98％时，负极极片容易形成高弹结构，在电池循环使用过程中，当正极极片对负极极片造成的挤压力增加时，上述高弹结构的负极极片承受正极极片挤压力后界面回复能力更强，可避免因挤压造成负极界面破坏，避免负极脱膜，从而实现在不损失能量密度的前提下更好地改善锂离子电池的循环性能。
在本发明的锂离子电池中，所述石墨类碳材料选自人造石墨、天然石墨、改性石墨中的一种或几种。除石墨类碳材料外，所述负极活性材料还可包括软碳、硬碳、碳纤维、中间相碳微球、硅基材料、锡基材料、钛酸锂中的一种或几种。其中，所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅合金中的一种或几种，所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物、锡合金中的一种或几种。
在本发明的锂离子电池中，优选地，所述负极膜片层的压实密度为1.1g/cm3～1.9g/cm3。将压实密度控制在此范围内，可保证负极活性材料颗粒的完整性，并且保持颗粒之间良好的电接触。更优选地，所述负极膜片层的压实密度为1.3g/cm3～1.7g/cm3。
在本发明的锂离子电池中，优选地，所述负极膜片层的孔隙率为25％～50％。将孔隙率控制在此范围内，负极膜片层保有电解液的能力更好，可保证颗粒间良好的电解液浸润性，进而负极活性材料和电解液之间的界面电荷转移阻抗更低，能进一步提高锂离子电池的动力学性能以及循环性能。更优选地，所述负极膜片层的孔隙率为30％～40％。
在本发明的锂离子电池中，所述负极集流体的种类不受具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如所述负极集流体可为铜箔、涂碳铜箔或高分子导电膜，优选地，所述负极集流体为铜箔。
在本发明的锂离子电池中，所述负极膜片层还包括导电剂以及粘结剂，导电剂以及粘结剂的种类和含量不受具体的限制，可根据实际需求进行选择。
在本发明的锂离子电池中，所述隔离膜的种类不受到具体的限制，可以是现有电池中使用的任何隔离膜材料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯以及它们的多层复合膜，但不仅限于这些。
在本发明的锂离子电池中，所述电解液包括锂盐以及有机溶剂，其中锂盐和有机溶剂的具体种类及组成均不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择。优选地，锂盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂中的一种或几种，有机溶剂可包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、羧酸酯中的一种或几种。所述电解液中还可含有功能添加剂，例如碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯等。
在本发明的电池中，正、负极活性材料及正负极极片的各参数可按如下方法进行测试，也可按照本领域其它公知的方法进行测试，得到的测试结果均在误差范围内：
(1)正、负极活性材料在2000kg压力下的粉体压实密度
分别取一定量的正、负极活性材料粉末放于专用模具中，再置于粉末压实密度仪(例如FT-100F)上，设置压力为2000kg，读出粉末的厚度，通过ρ＝m/(S×H)(其中ρ为物料的压实密度，m为称取物料的质量，S为模具底面积，H为物料压实后的高度)，即可计算出正、负极活性材料在2000kg压力下的粉体压实密度ρ。
(2)正、负极活性材料的平均粒径D50
正、负极活性材料的平均粒径D50可通过使用激光衍射粒度分布测量仪(例如Mastersizer 3000)测量出粒径分布，D50表示负极活性材料颗粒的体积分布中50％所对应的粒径，即体积分布平均粒径。
(3)负极活性材料的石墨化度
负极活性材料的石墨化度G可通过使用X射线粉末衍射仪(例如X'pert PRO)得到，依据X射线衍射分析法通则以及石墨的点阵参数测定方法JIS K0131-1996、JB/T4220-2011，得到石墨的层间距d002，再根据公式G＝(0.344-d002)/(0.344-0.3354)计算得出负极活性材料的石墨化度。
(4)正、负极膜片层的压实密度
正、负极膜片层的压实密度PD＝m/V，m表示膜片层的重量，V表示膜片层的体积，m可使用精度为0.01g以上的电子天平称量得到，膜片层的表面积与膜片层厚度的乘积即为膜片层的体积V，其中膜片层厚度可使用精度为0.5μm的螺旋千分尺测量得到。
(5)正、负极膜片层的孔隙率
正、负极膜片层的孔隙率可通过气体置换法得到，孔隙率＝(V1-V2)/V1×100％，V1表示膜片层的表观体积，V2表示膜片层的真实体积。
下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
实施例1-14和对比例1-6的锂离子电池均按照下述方法进行制备。
(1)正极极片的制备
将表1所示的正极活性材料、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF按质量比96:2:2进行混合，加入溶剂NMP，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆在正极集流体上，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，然后经过冷压、分切得到正极极片。其中，正极膜片层的压实密度控制在3.1g/cm3～3.5g/cm3之间，正极膜片层的孔隙率控制在20％～30％之间。
(2)负极极片的制备
将表1所示的负极活性材料、导电剂乙炔黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR按质量比96.4:1:1.2:1.4混合后，加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在负极集流体上，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，然后经过冷压、分切得到负极极片。其中，负极膜片层的压实密度控制在1.3g/cm3～1.7g/cm3之间，负极膜片层的孔隙率控制在30％～40％之间。
(3)电解液的制备
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按照按体积比1:1:1进行混合得到有机溶剂，接着将充分干燥的锂盐LiPF6溶解于混合后的有机溶剂中，配制成浓度为1mol/L的电解液。
(4)隔离膜的制备
选自聚乙烯膜作为隔离膜。
(5)锂离子电池的制备
将上述正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将裸电芯置于外包装壳中，干燥后注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，获得锂离子电池。
接下来说明锂离子电池的性能测试。
(1)动力学性能测试：在25℃下，将实施例和对比例制备得到的锂离子电池以4C满充、以1C满放重复10次后，再将锂离子电池以4C满充，然后拆解出负极极片并观察负极极片表面的析锂情况。其中，负极表面析锂区域面积小于5％认为是轻微析锂，负极表面析锂区域面积为5％～40％认为是中度析锂，负极表面析锂区域面积大于40％认为是严重析锂。
(2)循环性能测试：在25℃下，将制备得到的锂离子电池以4C倍率充电、以1C倍率放电，进行500圈满充满放循环测试，用锂离子电池循环500圈后的容量保持率表征锂离子电池的循环性能。
表1实施例1-14和对比例1-6的测试结果
在实施例1-14中，通过在锂离子电池设计中合理匹配正、负极活性材料的抗压能力，可以避免正极极片和负极极片相互之间过度挤压造成电池内部膨胀力激增，保证正负极极片均具有很好的结构完整性以及电解液浸润性，从而很好地提升锂离子电池的动力学性能并大幅延长锂离子电池的循环使用寿命。
在对比例1-6中，负极活性材料的抗压能力所占比重过小或过大，均不利于得到动力学性能优异以及循环性能优异的锂离子电池。
如果负极活性材料的抗压能力所占比重小于58％，在电池循环使用过程中，正极对负极的挤压力较大，由于负极活性材料具有相对较小的抗压能力，其在较大的挤压力下形变较大，负极极片的孔隙率较低，电解液浸润性较差，锂离子嵌入和脱出阻力较大；同时负极极片与电解液的界面相容性也会变差，负极界面接触阻抗不断增加，也会阻碍锂离子在正负极之间穿梭，影响锂离子电池的动力学性能和循环性能。此外，负极活性材料的抗压能力较小时，负极活性材料颗粒形貌回弹能力也较差，还容易造成负极活性材料界面破坏和负极脱膜现象，这样负极活性材料以及负极极片的界面稳定性和结构稳定性均变差，导致电池析锂窗口变窄，电池循环过程中析锂程度不断加重。
如果负极活性材料的抗压能力相对较大、正极活性材料的抗压能力相对较小，使负极活性材料的抗压能力所占比重小于大于72％时，正极活性材料颗粒相对抗压性较差，在电池循环使用过程中出现正极活性材料颗粒破碎、晶体结构损坏的概率升高，正极极片的界面完整性变差，不但会影响电池容量发挥，加快电池循环容量衰减，还会由于晶体结构损坏阻碍锂离子的脱出和嵌入，影响锂离子电池的动力学性能。此外，正极活性材料颗粒相对越不抗压，正极极片的孔隙率越低，电解液浸润性变差，在电池循环使用过程中，锂离子嵌入和脱出阻力变大；同时正极极片与电解液的界面相容性也会变差，正极界面接触阻抗不断增加，也会阻碍锂离子在正负极间的穿梭，并影响锂离子电池的动力学性能及循环性能。
根据上述说明书的揭示和教导，本领域技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上且包括正极活性材料的正极膜片层，所述负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一个表面上且包括负极活性材料的负极膜片层；
其特征在于，
所述正极活性材料包括化学式为LiaNixCoyMzO2的材料，其中0.95≤a≤1.2，x＞0，y≥0，z≥0，且x+y+z＝1，M选自Mn、Al中的一种或两种，所述负极活性材料包括石墨类碳材料，且所述电池满足58％≤KYa/(KYa+KYc)×100％≤72％；
其中，
KYa＝10/ρa，ρa表示负极活性材料在2000kg压力下的粉体压实密度且单位为g/cm3；
KYc＝10/ρc，ρc表示正极活性材料在2000kg压力下的粉体压实密度且单位为g/cm3。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，
所述电池满足60％≤KYa/(KYa+KYc)×100％≤70％；
优选地，所述电池满足62％≤KYa/(KYa+KYc)×100％≤68％。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，
所述负极活性材料满足4cm3/g≤KYa≤10cm3/g，优选地，5cm3/g≤KYa≤8cm3/g；
所述正极活性材料满足2cm3/g≤KYc≤5cm3/g，优选地，3cm3/g≤KYc≤4cm3/g。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，
所述正极活性材料的平均粒径D50为1μm～15μm，优选为2μm～11μm。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性材料的至少一部分为单晶颗粒形貌。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极活性材料的平均粒径D50为4μm～20μm，所述负极活性材料的石墨化度为80％～99％。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极活性材料的平均粒径D50为6μm～18μm且所述负极活性材料的石墨化度为92％～98％。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，
所述正极活性材料还包括钴酸锂、镍酸锂、层状锰酸锂、尖晶石型锰酸锂、尖晶石型镍锰酸锂、聚阴离子正极材料中的一种或几种；
所述负极活性材料还包括软碳、硬碳、碳纤维、中间相碳微球、硅基材料、锡基材料、钛酸锂中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，
所述正极膜片层的压实密度为3.0g/cm3～3.7g/cm3，优选为3.1g/cm3～3.5g/cm3；
所述正极膜片层的孔隙率为10％～40％，优选为20％～30％。
10.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，
所述负极膜片层的压实密度为1.1g/cm3～1.9g/cm3，优选为1.3g/cm3～1.7g/cm3；
所述负极膜片层的孔隙率为25％～50％，优选为30％～40％。
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