CN111732867B - 一种涂层浆料和涂层和锂离子电池及其用途 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种涂层浆料，所述涂层浆料包含粘结剂、结构介质、造孔剂和溶剂。本公开还提供了一种涂层，该涂层由如上所述的涂层浆料固化得到。本公开还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括阳极电极极片、阴极电极极片和隔膜；单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为(0.01‑1)：1；所述阳极电极极片的表面具有涂层，所述涂层含有结构介质和固化后的粘结剂，并且所述涂层具有孔洞。本公开还提供一种采用如上所述的涂层浆料、如上所述的涂层或如上所述的锂离子电池在制造电动车中的用途。本公开可以有效提高动力电池的能量密度，同时保证其长期可靠性及安全性能不受影响。

Description

一种涂层浆料和涂层和锂离子电池及其用途
技术领域
本公开涉及锂电池领域，具体地，涉及一种涂层浆料、一种涂层、一种锂离子电池和它们的用途。
背景技术
随着电动车的发展，对动力电池能量密度(目前正常水平180-230wh/kg)的要求越来越高，作为电动车的核心部件，动力电池的能量密度影响整车设计，包含整车性能及成本控制，高能量密度动力电池可以有效控制整车重量及其他零部件设计，另外动力电池在电动车中成本占比将近50％，提高动力电池能量密度将可以降低机械件等非能量单元的成本，从而有效控制整车成本。
现有工艺技术中：电池阴极通过提高阴极材料中的Ni含量来提高阴极单位重量的容量发挥，Ni含量的提高降低了阴极析氧的电位，从而带来电芯高产气风险，其将恶化电芯长期可靠性，阴极上限使用电压的增加提高了充电末端阴极的氧化性，其将加速对电解液及隔膜的氧化，从而恶化产气，对于长期可靠性带来不利影响。
阳极通过添加Si/SiO2合金来提高阳极单位重量的容量发挥，在充放电过程有非常大的收缩膨胀，在较高的收缩膨胀比下将出现脱膜掉粉现象，同时影响阳极表面SEI膜的稳定和完整，极大恶化了电芯的长期使用寿命和容量保持。
同时阳极涂布重量的提高将恶化电芯的功率、充电窗口和长期循环寿命，对于工艺和设备也带来极大的挑战；基材的降低主要影响工艺制造，薄基材在电芯制造过程容易断裂，严重影响电芯制程优率，从而提高成本；隔膜作为隔断阴阳极直接接触短路的部件，其厚度对于电芯内短路安全的控制至关重要，降低厚度将带来电芯内短路的安全风险。
目前最常见的锂电池化学体系包括常规Ni含量的阴极、常规石墨阳极和常规隔膜。基于常规阴阳极的涂布重量、常规厚度的阴阳极基材及常规隔膜，如何提高动力电池的能量密度，并且同时保证其长期可靠性及安全性能不受影响，是亟待解决的。
发明内容
本公开的目的是为了提高动力电池的能量密度，并且同时保证其长期可靠性及安全性能不受影响，提供一种涂层浆料、一种涂层、一种锂离子电池和它们的用途。
本公开的发明人出乎意料地发现，在减小阳极容量与阴极容量的比值的同时，在阳极极片表面形成涂层，能够提高锂电池的能量密度并且保证其长期可靠性和安全性，由此得到了本公开的技术方案。
为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种涂层浆料，所述涂层浆料包含粘结剂、结构介质、造孔剂和溶剂；其中，所述粘结剂为导离子且不导电子并具有较强化学键力的高聚物，所述较强化学键力是指化学键键能大于600kJ/mol，所述结构介质为不导电的固体聚合物颗粒。
本公开第二方面，提供了一种涂层，该涂层由如上所述的涂层浆料固化得到。
本公开第三方面提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括阳极电极极片、阴极电极极片和隔膜；其中，单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为(0.01-1)：1；所述阳极电极极片的表面具有涂层，所述涂层含有结构介质和固化后的粘结剂，并且所述涂层具有孔洞。
本公开第四方面提供一种采用如上所述的涂层浆料、如上所述的涂层或如上所述的锂离子电池在制造电动车中的用途。
通过上述技术方案，本公开可以有效提高动力电池的能量密度，同时保证其长期可靠性及安全性能不受影响。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开的锂离子电池的含有表面涂层的阳极电极极片的结构示意图。
附图标记说明
1、铜箔集流体
2、阳极活性物质层
3、阳极表面涂层
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开第一方面提供一种涂层浆料，所述涂层浆料包含粘结剂、结构介质、造孔剂和溶剂；其中，所述粘结剂为导离子且不导电子并具有较强化学键力的高聚物，所述结构介质为不导电的固体聚合物颗粒。
本公开的涂层浆料中，采用导离子且不导电子并具有较强化学键力的高聚物的粘结剂和不导电的固体聚合物颗粒共同成膜，所述粘结剂将所述颗粒粘结起来形成膜结构，同时造孔剂在成膜过程中形成孔洞，由此能够形成符合本发明要求的涂层。
根据本公开，涂层浆料中粘结剂的含量、结构介质的含量、造孔剂的含量以及涂层浆料的固含量可以在较大的范围内变动，例如，相对于15-50重量份的所述粘结剂，所述结构介质的含量可以为20-80重量份，所述造孔剂的含量可以为5-30重量份。作为一种优选实施方式，相对于20-40重量份的所述粘结剂，所述结构介质的含量为30-70重量份，所述造孔剂的含量为8-20重量份。
根据本公开，所述涂层浆料的固含量没有特殊的要求，只要能够用于形成涂层即可，例如，可以为20-60重量％，优选为30-50重量％。
根据本公开，所述粘结剂可以选自聚偏氟乙烯粘结剂、聚四氟乙烯粘结剂、聚丙烯粘结剂、丁苯橡胶粘结剂、丁苯胶乳粘结剂、聚丁烯粘结剂、聚丙烯酸酯粘结剂、聚乙烯酸酯粘结剂和聚丁烯酸酯粘结剂等中的一种或多种；优选为聚四氟乙烯。
根据本公开，所述结构介质可以选自聚丙烯颗粒和/或聚乙烯颗粒。
根据本公开，所述造孔剂可以为能够在受热时分解产气的碳酸盐或草酸盐，优选选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵、碳酸氢镁、草酸钠和草酸钾中的一种或多种。
根据本公开，所述溶剂可以为水，所述涂层浆料相应地为水系涂层浆料。或者，所述溶剂为N甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乙酸甲酯和四氢呋喃中的一种或多种，所述涂层浆料相应地为油系涂层浆料。
本公开第二方面，提供了一种采用本公开第一方面所提供的涂层浆料通过固化得到的涂层。
其中，固化的条件可以包括：温度为80-100℃，时间为1-5min。
其中，采用多腔涂布或多模头涂布，将水系涂层浆料进行一次性涂布，或采用单腔或单模头，将水系涂层浆料进行两次涂布，实现在阳极极片表面的涂布，然后通过烘干，辊压，模切，冲切成阳极极片。
其中，采用多腔涂布或多模头涂布，将油系涂层浆料进行一次性涂布，实现在阳极极片表面的涂布，然后通过烘干，辊压，模切，冲切成阳极极片。
本公开第三方面提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括阳极电极极片、阴极电极极片和隔膜；单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为(0.01-1)：1；所述阳极电极极片的表面具有涂层，所述涂层含有结构介质和固化后的粘结剂，并且所述涂层具有孔洞。
本公开中的锂离子电池包含一种含有表面涂层的阳极电极极片，表面涂层包含粘结剂、结构介质和孔洞。结构介质的主要作用在于保持表面涂层的孔隙结构，便于电解液的浸润及锂离子在孔隙的传输；另外添加高温易分解产气的碳酸盐类物质，如碳酸氢铵等，其主要作用在于加热时分解产气，制造更多孔洞，便于后续锂金属的沉积生长，作为锂金属的存储空间。
本公开中的锂离子电池，在维持现有成熟化学体系，成熟基材和隔膜应用及工艺水平下，有效提高电芯能量密度，能量密度可以在现有基础180-230wh/kg上提高到230-280wh/kg，同时保证电芯电性能如功率，电芯长期可靠性如循环存储，产气膨胀，电芯安全如高温和挤压等保持在现有水平，满足目前动力电芯要求。
根据本公开，所述涂层可以由本公开第一方面所提供的涂层浆料固化得到的。
根据本公开，所述涂层的厚度可以为10-50μm，优选为20-40μm。
根据本公开，所述孔洞的孔径为100-3000nm，优选为500-2000nm。
根据本公开的一种优选实施方式，单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为(0.4-0.7)：1。
根据本公开，所述阳极电极极片包括阳极集流体和阳极活性材料，所述阳极活性材料为石墨；所述阴极电极极片包括阴极集流体和阴极活性材料，所述阴极活性材料选自层状的LiNixCoyMnzO2或橄榄石状的LiFeaAlbPcO4的一种或多种，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且x+y+z＝1；0≤a≤1，0≤b≤0.8，0≤c≤4，且a+b+c＝2。
本公开第四方面提供一种采用本公开第一方面所提供的涂层浆料、本公开第二方面所提供的涂层或本公开第三方面所提供的锂离子电池在制造电动车中的用途。
下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。
实施例和对比例中用到的原材料均可通过商购途径获得。使用的聚丙烯酸酯购自启湛、聚偏氟乙烯购自阿科玛、N-甲基-2-吡咯烷酮购自海盟、碳酸氢铵购自裕康化工、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2购自振华、丁苯橡胶购自科腾、羧甲基纤维素钠购自鸿韬。
实施例1
(1)水系涂层浆料的制备
水系5：4：1表面涂层浆料：取粘结剂LA133(聚丙烯酸酯)，结构介质聚丙烯和造孔物质碳酸氢铵按重量比5：4：1进行匀浆，其中加入去离子水控制固含量为5-45重量％，粘度为200-2000mPa·s，完成搅拌后，得到水系涂层浆料。
(2)阴极电极极片的制备
取阴极LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2三元材料，按NCM(三元材料):PVDF(聚偏氟乙烯):SP(导电剂)＝95:3:2重量比进行匀浆，其中加入NMP(N甲基-2吡咯烷酮)控制固含量为68-75重量％，粘度6000-10000mPa·s，完成搅拌后，将阴极浆料均匀涂布在12μm铝箔基材表面上，其双面涂布重量为480g/m2，然后通过烘干，辊压，模切，冲切成阴极极片。
(3)阳极浆料的制备
取阳极石墨颗粒与SBR(丁苯橡胶)、CMC(羧甲基纤维素钠)和SP(导电剂)按重量比95:2.5:1.5:1进行匀浆，其中加入水控制固含量为45-55重量％，粘度为2000-4000mPa·s，完成搅拌后，得到阳极浆料。
(4)阳极电极极片的制备
将阳极浆料均匀涂布在8μm铜箔基材表面上，其双面涂布重量为122g/m2，使得单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为0.5，干燥形成阳极活性材料层，然后将(1)中得到的水系涂层浆料涂敷在阳极活性材料层表面，控制涂布厚度为10μm，然后通过烘干，辊压，模切，冲切成阳极极片。
实施例2
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(4)中的阳极浆料在铜箔基材表面上的双面涂布重量为245g/m2，使得单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为1.0。
实施例3
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(4)中的阳极浆料在铜箔基材表面上的双面涂布重量为220g/m2，使得单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为0.9。
实施例4
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(4)中的阳极浆料在铜箔基材表面上的双面涂布重量为196g/m2，使得单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为0.8。
实施例5
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(4)中的阳极浆料在铜箔基材表面上的双面涂布重量为172g/m2，使得单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为0.7。
实施例6
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(4)中的阳极浆料在铜箔基材表面上的双面涂布重量为147g/m2，使得单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为0.6。
实施例7
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(4)中的阳极浆料在铜箔基材表面上的双面涂布重量为98g/m2，使得单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为0.4。
实施例8
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(4)中的阳极浆料在铜箔基材表面上的双面涂布重量为74g/m2，使得单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为0.3。
实施例9
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(4)中将水系涂层浆料涂敷在阳极电极表面上，控制涂布厚度为20μm。
实施例10
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(4)中将水系涂层浆料涂敷在阳极电极表面上，控制涂布厚度为30μm。
实施例11
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(4)中将水系涂层浆料涂敷在阳极电极表面上，控制涂布厚度为40μm。
实施例12
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(4)中将水系涂层浆料涂敷在阳极电极表面上，控制涂布厚度为50μm。
实施例13
采用与实施例1相同的步骤制备阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：
步骤(1)油系涂层浆料的制备
油系涂层浆料：取粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯)，结构介质聚丙烯和造孔物质碳酸氢铵按重量比5：4：1进行匀浆，其中加入NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)控制固含量为5-45重量％，粘度200-2000mPa·s，完成搅拌后，得到油系涂层浆料。
步骤(4)中将油系涂层浆料涂敷在阳极电极表面上，控制涂布厚度为20μm。
对比例1
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：
(4)阳极电极极片的制备
将阳极浆料均匀涂布在8μm铜箔基材表面，其双面涂布重量为122g/m2，使得单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为0.5，然后通过烘干，辊压，模切，冲切成阳极极片。
对比例2
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：
(4)阳极电极极片的制备
将阳极浆料均匀涂布在8μm铜箔基材表面，其双面涂布重量为270g/m2，使得单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为1.1，然后通过烘干，辊压，模切，冲切成阳极极片。
对比例3
采用与实施例1相同的步骤制备水系涂层浆料、阴极电极极片、阳极浆料和阳极电极极片，不同之处在于：步骤(1)中不添加碳酸氢铵。
测试例1电芯容量测试
取阴极电极极片和对比例及实施例阳极电极极片，通过阳极、隔膜、阴极、隔膜、阳极的顺序层叠放置极片，制作裸电芯，通过控制阴阳极叠片数量控制对比例和实施例裸电芯厚度一致，然后入壳，烘烤，注液，化成，封口制作成电芯。
室温下，每个对比例和实施例各取3个电芯，采用充放电测试柜，按充电0.33C恒流恒压充至4.2V，搁置10min后按放电0.33C放电至2.8V，记录放电容量，实验结果见表1。
测试例2电芯内阻阻抗测试
采用与测试例1相同的步骤制备电芯；
采用电阻测试仪测试对比例和实施例电芯阻抗并记录数值，实验结果见表1。
测试例3电芯重量能量密度测试
采用与测试例1相同的步骤制备电芯；
采用电子秤测试对比例和实施例电芯重量，电芯重量能量密度＝放电容量×放电平台电压/电芯重量，实验结果见表1。
测试例4电芯直流阻抗和功率测试
采用与测试例1相同的步骤制备电芯；
室温下，每个对比例和实施例各取2个电芯采用0.33C恒流恒压充电至4.2V，然后采用1C放电30min至50％SOC，采用4C电流放电10S，记录放电前后电压数值。直流阻抗＝(放电前电压-放电后电压)/放电电流。功率＝(放电前电压-下限电压)×下限电压/直流阻抗，实验结果见表2。
测试例5电芯循环寿命测试
采用与测试例1相同的步骤制备电芯；
室温下，每个对比例和实施例各取2个电芯采用0.33C恒流恒压充电至4.2V，搁置5min，然后采用0.33C放电至2.8V，记录放电容量，容量保持率＝对应cycle放电容量/初始放电容量。此过程重复至容量保持率≤80％，记录循环数，实验结果见表3。
采用产气测试仪和膨胀力测试设备测试循环过程产气量和膨胀力变化情况，实验结果见表3。
测试例6电芯储存寿命测试
采用与测试例1相同的步骤制备电芯；
室温下，每个对比例和实施例各取2个电芯采用0.33C恒流恒压充电至4.2V，然后将电芯放在高温45℃恒温箱中，存储500天，每50天取出测试容量保持率，实验结果见表4。表中结果HL3表示阳极活性涂层厚度适当，电芯安全性能良好；表中结果HL4表示电芯阳极涂层厚度不足，致使阳极活性层中锂较多量沉积在阳极表面，并逐渐接触到隔膜，导致电芯安全性能逐渐恶化。表中结果HL5表示电芯阳极没有表面涂层，致使阳极活性层中锂过量沉积在阳极表面，接触到隔膜，导致安全性能迅速恶化。
测试例7电芯BOL安全性能测试
采用与测试例1相同的步骤制备电芯；
室温下，每个对比例和实施例各取4个电芯采用0.33C恒流恒压充电至4.2V，然后分成2组分别测试热箱和挤压，热箱起始温度25℃，升温速率5℃/min，升温至130℃后保持30min，观察电芯状况。挤压测试挤压速度2mm/s，电压达到0V或变形量达到15％或挤压力达到100KN后停止挤压，静置1h，观察电芯状况，实验结果见表5。
测试例8电芯EOL安全性能测试
采用与测试例1相同的步骤制备电芯；
室温下，每个对比例和实施例各取4个电芯采用0.33C恒流恒压充电至4.2V，然后分成2组分别测试热箱和挤压，热箱起始温度25℃，升温速率5℃/min，升温至130℃后保持30min，观察电芯状况。挤压测试挤压速度2mm/s，电压达到0V或变形量达到15％或挤压力达到100KN后停止挤压，静置1h，观察电芯状况，实验结果见表5。
表1
Figure BDA0002561031520000141
Figure BDA0002561031520000151
表2
序号 放电DCR/mΩ 放电功率/W
实施例1-1 1.42 564
实施例1-2 1.46 553
实施例2-1 1.53 490
实施例2-2 1.57 481
实施例3-1 1.46 538
实施例3-2 1.49 529
实施例4-1 1.38 592
实施例4-2 1.42 582
实施例5-1 1.32 652
实施例5-2 1.35 640
实施例6-1 1.25 717
实施例6-2 1.28 704
实施例7-1 1.48 524
实施例7-2 1.51 515
实施例8-1 1.54 487
实施例8-2 1.58 479
实施例9-1 1.21 733
实施例9-2 1.24 719
实施例10-1 1.33 660
实施例10-2 1.37 647
实施例11-1 1.46 594
实施例11-2 1.50 582
实施例12-1 1.55 535
实施例12-2 1.57 524
实施例13-1 1.22 722
实施例13-2 1.23 730
对比例1-1 1.77 343
对比例1-2 1.79 351
对比例2-1 1.62 445
对比例2-2 1.65 437
对比例3-1 1.51 511
对比例3-2 1.52 505
表3
序号 循环@80％SOH 膨胀力/kN 产气/mL
实施例1-1 2708 17.3 62.2
实施例1-2 2680 17.1 61.5
实施例2-1 2713 17.8 63.9
实施例2-2 2685 17.6 63.1
实施例3-1 2740 17.2 62.0
实施例3-2 2711 17.0 61.3
实施例4-1 2767 16.7 60.1
实施例4-2 2739 16.5 59.4
实施例5-1 2795 16.2 58.3
实施例5-2 2766 16.0 57.6
实施例6-1 2851 15.7 56.6
实施例6-2 2821 15.5 55.9
实施例7-1 2573 19.0 68.5
实施例7-2 2546 18.8 67.6
实施例8-1 2444 20.9 75.3
实施例8-2 2419 20.7 74.4
实施例9-1 2925 15.6 56.0
实施例9-2 2927 15.4 55.3
实施例10-1 2919 15.6 56.3
实施例10-2 2921 15.5 55.6
实施例11-1 2913 15.7 56.6
实施例11-2 2915 15.5 55.9
实施例12-1 2908 15.8 56.9
实施例12-2 2909 15.6 56.2
实施例13-1 2918 15.3 56.1
实施例13-2 2924 15.5 55.7
对比例1-1 1412 25.1 86.7
对比例1-2 1425 25.4 87.1
对比例2-1 2686 18.3 65.9
对比例2-2 2658 18.1 65.1
对比例3-1 2644 18.6 66.8
对比例3-2 2635 18.8 67.1
表4
Figure BDA0002561031520000181
表5
序号 BOL热箱 BOL挤压 EOL热箱 EOL挤压
实施例1-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例1-2 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例2-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例2-2 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例3-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例3-2 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例4-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例4-2 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例5-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例5-2 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例6-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例6-2 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例7-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例7-2 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例8-1 HL4 HL4 HL4 HL4
实施例8-2 HL4 HL4 HL4 HL4
实施例9-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例9-2 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例10-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例10-2 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例11-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例11-2 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例12-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例12-2 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例13-1 HL3 HL3 HL3 HL3
实施例13-2 HL3 HL3 HL3 HL3
对比例1-1 HL5 HL5 HL5 HL5
对比例1-2 HL5 HL5 HL5 HL5
对比例2-1 HL3 HL3 HL3 HL3
对比例2-2 HL3 HL3 HL3 HL3
对比例3-1 HL3 HL3 HL3 HL3
对比例3-2 HL3 HL3 HL3 HL3
根据表1-4的数据可以看出，本公开可以有效提高动力电池的能量密度，同时保证其长期可靠性及安全性能不受影响，在优选阴阳极容量比值0.4-0.7的情况下，能够具有更高的能量密度；在优选涂层厚度20-40μm的情况下，能够具有更高的安全性。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (7)

1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括阳极电极极片、阴极电极极片和隔膜；其中，单位面积的所述阳极电极极片的容量与单位面积的所述阴极电极极片的容量的比值为(0.4-0.7)：1；所述阳极电极极片的表面具有涂层，所述涂层含有结构介质和固化后的粘结剂，并且所述涂层具有孔洞，所述涂层由涂层浆料固化得到，所述涂层浆料包含粘结剂、结构介质、造孔剂和溶剂；其中，所述粘结剂为导离子且不导电子并具有较强化学键力的高聚物，所述较强化学键力是指化学键键能大于600kJ/mol，所述结构介质为不导电的固体聚合物颗粒；
所述粘结剂选自聚偏氟乙烯粘结剂、聚四氟乙烯粘结剂、聚丙烯粘结剂、丁苯橡胶粘结剂、丁苯胶乳粘结剂、聚丁烯粘结剂、聚丙烯酸酯粘结剂、聚乙烯酸酯粘结剂和聚丁烯酸酯粘结剂中的一种或多种；
所述结构介质选自聚丙烯颗粒和/或聚乙烯颗粒；
所述造孔剂为能够在受热时分解产气的碳酸盐或草酸盐，选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵、碳酸氢镁、草酸钠和草酸钾中的一种或多种；
所述涂层的厚度为10-50μm，所述孔洞的孔径为100-3000nm。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其中，相对于15-50重量份的所述粘结剂，所述结构介质的含量为20-80重量份，所述造孔剂的含量为5-30重量份；
所述涂层浆料的固含量为20-60重量％。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其中，相对于20-40重量份的所述粘结剂，所述结构介质的含量为30-70重量份，所述造孔剂的含量为8-20重量份；
所述涂层的固含量为30-50重量％。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其中，所述溶剂为水，所述涂层浆料为水系涂层浆料；
或者，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乙酸甲酯和四氢呋喃中的一种或多种，所述涂层浆料为油系涂层浆料。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其中，所述涂层的厚度为20-40μm；所述孔洞的孔径为500-2000nm。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其中，所述阳极电极极片包括阳极集流体和阳极活性材料，所述阳极活性材料为石墨；所述阴极电极极片包括阴极集流体和阴极活性材料，所述阴极活性材料选自层状的LiNixCoyMnzO2或橄榄石状的LiFeaAlbPcO4的一种或多种，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且x+y+z＝1；0≤a≤1，0≤b≤0.8，0≤c≤4，且a+b+c＝2。
7.权利要求1-6中任意一项所述锂离子电池在制造电动车中的用途。
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