CN114628851A - 一种电池 - Google Patents

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张保海
李涛
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Abstract

本发明提供一种电池，所述电池包括隔膜和电解液，所述隔膜包括聚合物层和位于所述聚合物层至少一个表面的涂层，所述涂层包括添加剂，所述添加剂选自硝酸锂、亚硝酸锂、硼酸锂、磷酸锂、氟硼酸锂中的一种或多种；所述电解液包括有机溶剂和锂盐，所述有机溶剂包括含氟有机溶剂，和/或，所述锂盐包括含氟锂盐。本发明通过在隔膜涂层中添加含锂添加剂，与电解液中的氟离子共同作用，有助于缓解电池的体积膨胀，提高电池的循环寿命。

Description

一种电池
技术领域
本发明涉及一种电池，涉及电化学技术领域。
背景技术
随着电池相关技术的不断发展，人们对电池的能量密度以及快充性能均提出了更高的要求。
然而，随着电池能量密度和快充性能的提高，电池的循环性能会有不同程度的降低，例如，要想提高电池的能量密度必然需要提高负极片的压实密度，但这样会导致电池的动力学性能下降、循环膨胀偏大、循环寿命下降；要想提高电池的快充性能就需要使用动力学性能更好、粒径更小的负极活性材料，并同时降低负极片的面密度，这样必然导致负极片压实密度降低、电池能量密度降低、循环膨胀增大，循环寿命下降，因此，如何缓解电池循环膨胀增大、循环寿命下降的问题受到了越来越多的关注。
发明内容
本发明提供一种电池，用于缓解电池循环膨胀增大、循环寿命下降的问题。
本发明提供一种电池，所述电池包括隔膜和电解液，其中：
所述隔膜包括聚合物层和位于所述聚合物层至少一个表面的涂层，所述涂层包括添加剂，所述添加剂选自硝酸锂、亚硝酸锂、硼酸锂、磷酸锂、氟硼酸锂中的一种或多种；
所述电解液包括有机溶剂和锂盐，所述有机溶剂包括含氟有机溶剂，和/或，所述锂盐包括含氟锂盐。
本发明提供的电池，其包括正极片、隔膜、负极片和电解液，正极片和负极片用于进行电化学反应并为电池提供容量，隔膜位于正极片和负极片之间，用于隔绝正极片和负极片接触引发电池短路，电解液为电化学反应提供传导介质，为了缓解电池循环膨胀增大、循环寿命下降的问题，本发明对隔膜和电解液所使用的材料进行改进，以下进行详细阐述：
由于单一聚合物隔膜无法满足电池的使用需求，本发明所使用的隔膜为复合隔膜，包括聚合物层101和位于聚合物层101至少一个表面的涂层，聚合物层为常规隔膜材料，包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、芳纶(间位芳纶PMIA；对位芳纶PPTA)中的一种或多种，聚合物层在制备过程中需拉伸成膜状，不利于添加剂的添加，因此，添加剂主要添加在涂层中，根据涂层的不同分为如下三种情况：
在一种具体实施方式中，涂层包括胶层，胶层有利于使极片与隔膜紧密粘合，增加电池的硬度，图1为本发明一实施例提供的隔膜的结构示意图，如图1所示，所述涂层包括胶层1021，即隔膜包括聚合物层101和位于聚合物层表面的胶层1021。
胶层以聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物为主要成分，搭配其他必要辅料，例如分散剂，当涂层仅包括胶层时，添加剂添加在胶层中，且所述添加剂的质量为所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物质量的1-6％。
在另一种具体实施方式中，陶瓷层有助于提高隔膜的耐温性和吸液保液能力，因此，在包括胶层的基础上，还进一步包括陶瓷层，图2为本发明又一实施例提供的隔膜的结构示意图，如图2所示，所述涂层包括依次层叠设置在所述聚合物层101至少一个表面的胶层1021和陶瓷层1022，即隔膜包括聚合物层101，以及依次层叠设置在聚合物层101表面的胶层1021和陶瓷层1022。
胶层中的主要成分和添加剂的含量与第一种实施方式中相同，陶瓷层1022主要包括陶瓷颗粒和其他必要辅料，陶瓷颗粒选自氧化铝、氧化镁、氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、氧化锌、硫酸钡、氮化硼、氮化铝、氮化镁、二氧化锡、氢氧化镁、勃姆石或碳酸钙中的一种或多种，陶瓷颗粒的D50为1-8μm，进一步地，陶瓷颗粒的D50为1-6μm，必要辅料包括分散剂、粘结剂和增稠剂，分散剂选自氟代烷基甲氧基醇醚、聚氧乙烯烷基胺、丁基萘磺酸钠、芳基萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、聚丙烯酸钠、多偏磷酸钠、硅酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种，粘结剂选自丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、苯丙乳液、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯中的一种或多种，增稠剂选自羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂中的一种或两种。
当涂层同时包括胶层和陶瓷层时，添加剂可添加在胶层和/或陶瓷层中，在陶瓷层中，所述添加剂的质量为所述陶瓷颗粒质量的1-6％。
在又一种具体实施方式中，为了兼顾耐温性以及极片和隔膜的粘合力，可以将上述胶层和陶瓷层的材料混合涂布在聚合物层表面，即涂层为混合涂层1023，混合涂层1023同时包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、陶瓷颗粒以及其他必要辅料。
当涂层为胶层和陶瓷层的混合涂层时，添加剂添加在混合涂层中，其质量为聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物或陶瓷颗粒质量的1-6％。
需要说明的是，上述列举的三种实施方式为聚合物层一个表面的涂层设置方式，对于聚合物层另一个表面的涂层设置方式，可以选择上述三种实施方式中的任一一种，也就是说，聚合物层两个表面的涂层设置方式可以相同或不同，且任一一个表面的设置方式选自上述三种情况，例如，聚合物层一个表面的涂层为胶层，另一个表面的涂层为胶层和陶瓷层，再例如，聚合物层一个表面的涂层为胶层和陶瓷层，另一个表面的涂层为混合涂层，本领域技术人员可以根据需要进行合理搭配组合，本发明对此不做进一步限制。
由于隔膜位于正极片和负极片之间，当聚合物层的两个表面均设置涂层时，其中一个涂层位于靠近正极片一侧，另一个涂层位于靠近负极片一侧，由于位于靠近负极片一侧的涂层到负极片表面的迁移路径较短，可适当提高靠近负极片一侧的涂层中添加剂的含量，即当所述聚合物层的两个表面均设置涂层时，靠近负极片一侧的涂层中添加剂的质量大于靠近正极片一侧的涂层中添加剂的质量，在充放电过程中，靠近负极片一侧的涂层中添加剂溶出，与电解液中的官能团形成溶剂鞘，并在较短路径下迁移至负极活性物质表面形成平滑、致密的SEI膜，靠近正极一侧的涂层中添加的少量添加剂不仅可以穿越隔膜，为靠近负极片一侧的涂层补充添加剂，而且还可以在正极侧形成CEI膜(含有少量的Li3N、LiF、LiNxOy)，提高正极侧CEI膜的稳定性，保护正极活性物质不因表面副反应而被破坏。
聚合物层的两个表面应均包括胶层，陶瓷层可以位于聚合物层的一侧或两侧，即隔膜包括聚合物层、设置在聚合物层两个表面的胶层，以及设置在至少一层胶层远离聚合物层表面的陶瓷层，当仅一层胶层远离聚合物层的表面设置陶瓷层时，该陶瓷层可以设置在靠近正极片或负极片一侧；当两层胶层远离聚合物层的表面均设置陶瓷层时，靠近正极片一侧的陶瓷层的厚度大于等于靠近负极片一侧的陶瓷层的厚度，能够提高靠近正极片一侧陶瓷层的致密程度，提高电池的安全性。
隔膜可采用常规方法进行制备，需要注意的是，由于添加剂不溶于常规的有机溶剂，例如NMP溶剂，在涂层浆料制备过程中容易沉淀在浆料底部，导致添加剂的功能无法有效发挥，因此，在制备过程中，可首先将胶层或陶瓷层的必要组分以及辅料溶于NMP溶剂中搅拌均匀，随后再加入添加剂，在添加剂未沉淀至底部之前，涂覆在聚合物层的表面得到隔膜。
所述电解液包括有机溶剂和锂盐，所述有机溶剂包括含氟有机溶剂，和/或，所述锂盐包括含氟锂盐，即至少一种有机溶剂和锂盐的分子结构中包括氟元素。
含氟有机溶剂可以为氟代碳酸酯、氟代羧酸酯中的一种或多种，此外，有机溶剂中还包括常规有机溶剂，即分子结构中不含氟，具体地，所述有机溶剂包括非氟代碳酸酯、氟代碳酸酯、非氟代羧酸酯、氟代羧酸酯中的一种或多种；
所述非氟代碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或多种；
所述氟代碳酸酯包括氟代链状碳酸酯、氟代环状碳酸酯中的一种或两种，其中，所述氟代链状碳酸酯选自碳酸氟甲基甲酯、碳酸二氟甲基甲酯、碳酸三氟甲基甲酯、碳酸三氟乙基甲基酯和碳酸双(三氟乙基)酯、氟乙酸乙酯、七氟丁酸乙酯、4，4，4-三氟丁酸乙酯、三氟乙酸丙酯、乙酸-2-三氟甲基乙酯、二氟乙酸甲酯，二氟丙酸甲酯中的一种或多种；
所述氟代环状碳酸酯选自氟代碳酸亚乙酯、4，4-二氟碳酸亚乙酯、4，5-二氟碳酸亚乙酯、4-氟-4-甲基碳酸亚乙酯、4，5-二氟-4-甲基碳酸亚乙酯、4-氟-5-甲基碳酸亚乙酯、4，4-二氟-5-甲基碳酸亚乙酯、4-(氟甲基)-碳酸亚乙酯、4-(二氟甲基)-碳酸亚乙酯、4-(三氟甲基)-碳酸亚乙酯、4-(氟甲基)-4-氟碳酸亚乙酯、4-(氟甲基)-5-氟碳酸亚乙酯、4-氟-4，5-二甲基碳酸亚乙酯、4，5-二氟-4，5-二甲基碳酸亚乙酯、4，4-二氟-5，5-二甲基碳酸亚乙酯、二氟代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸丙烯酯中的一种或多种；
所述非氟代羧酸酯选自丙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯中的一种或多种；
所述氟代羧酸酯选自二氟乙酸乙酯、七氟丁酸乙酯、4，4，4-三氟丁酸乙酯、三氟乙酸丙酯、乙酸-2-三氟甲基乙酯、二氟乙酸甲酯、二氟丙酸甲酯中的一种或多种。
不同的含氟有机溶剂均能够提供氟离子，但由于提供氟离子的基团不同，对电池性能的影响不同，进一步地，所述有机溶剂包括氟代链状碳酸酯和氟代羧酸酯，和/或，所述有机溶剂包括氟代环状碳酸酯，进一步地，所述氟代链状碳酸酯和氟代羧酸酯的体积为所述有机溶剂总体积的25-98％，所述氟代环状碳酸酯的体积为所述有机溶剂总体积的20-65％。
所述锂盐具体包括六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺、双(氟磺酰)亚胺锂中一种或多种，所述含氟锂盐包括六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺、双(氟磺酰)亚胺锂中一种或多种，进一步地，所述六氟磷酸锂的质量为有机溶剂总质量的8-15％，所述双三氟甲基磺酰亚胺的质量为有机溶剂总质量的0.3-6％，所述双(氟磺酰)亚胺锂的质量为有机溶剂总质量的0.3-6％。
此外，电解液中还包括其他添加剂，例如正极添加剂、负极添加剂以及其他辅助添加剂，从而进一步改善电池的性能，具体地，所述电解液还包括正极添加剂，所述正极添加剂选自1，2，3-三(2-氰基乙氧基)丙烷、1，2，4-三(2-氰基乙氧基)丁烷、1，1，1-三(氰基乙氧基亚甲基)乙烷、1，1，1-三(氰基乙氧基亚甲基)丙烷、3-甲基-1，3，5-三(氰基乙氧基)戊烷、1，2，7-三(氰基乙氧基)庚烷、1，2，6-三(氰基乙氧基)己烷、1，2，5-三(氰基乙氧基)戊烷中的一种或多种；
进一步地，所述正极添加剂的质量为所述有机溶剂总质量的2-9％。
所述负极添加剂选自碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1，3-丙磺酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸亚乙酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、乙烯基碳酸乙烯酯中的一种或多种；
进一步地，所述负极添加剂的质量为所述有机溶剂总质量的0.3-25％。
所述辅助添加剂包括硫酸乙烯酯(DTD)、氟代磷腈、2，6-二叔丁基吡啶、4-甲基吡啶、4-乙基吡啶、4，4′-二甲基-2，2′-联吡啶、2-羟乙基吡啶、3-羟基-2-甲基吡啶、2-羟基-5-甲基吡啶、2-羟基-4-甲基吡啶中的一种或多种；
其中，DTD可作为低阻抗添加剂，氟代磷腈可作为浸润添加剂，进一步提升电池的性能，进一步地，所述辅助添加剂的质量为所述有机溶剂总质量的1-8.5％。
电解液的制备为本领域常规制备方法，选取合适的化合物按照一定的比例混合得到有机溶剂，并加入锂盐以及必要的添加剂混合均匀即可。
正极片包括正极集流体和位于正极集流体至少一个表面的正极活性层，正极活性层包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，正极活性物质可以包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒氧锂、镍钴铝酸锂中的一种或多种，正极集流体可以是本领域常规正极集流体，例如包括铝箔等，正极活性层中正极活性物质的质量分数为94％-99％，粘结剂的质量分数为0.5％-3％，导电剂的质量分数为0.5％-3％。
负极片包括负极集流体和位于负极集流体至少一个表面的负极活性层，负极活性层包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和增稠剂，负极活性物质包括石墨基活性材料、硅基活性材料中的一种或两种，负极集流体可以是本领域常规负极集流体，例如包括铜箔等，负极活性层中负极活性物质的质量分数为92％-98％，粘结剂的质量分数为0.5％-3％，导电剂的质量分数为0.5％-2.5％，增稠剂的质量分数为0.5％-2.5％。
正极活性层和负极活性层中所使用的导电剂和粘结剂可以相同或不同，导电剂包括导电炭黑、碳纳米管、导电石墨、石墨烯中的一种或多种，粘结剂包括聚偏氟乙烯(PVDF)、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和丁苯橡胶(SBR)中的一种或多种，增稠剂包括羧甲基纤维素纳(CMC-Na)等。
本发明的电池可以按照本领域常规方法制得，如可以将正极片、隔膜、负极片依次叠放后，经卷绕工艺或叠放工艺组装得到电芯，然后经封装、烘烤后，注入电解液，再经热压化成等工序后，制得电池。
在电池充放电循环过程中，添加在隔膜中的添加剂持续溶出，其中，锂离子可以为正极补锂，提高电池的能量密度，而阴离子与锂离子、电解液中的氟离子共同作用形成平滑致密、导电性强、机械性能高、不易破裂的SEI膜，并且SEI膜中F、O元素分布均匀，有助于提高对负极活性材料的保护作用，缓解电池的循环膨胀，提高电池的循环性能；同时所形成的SEI膜中的组分(例如Li3N、LiF、LiNxOy)有助于Li+沿界面的水平扩散和垂直方向迁移，提高了SEI膜的离子输运性能，使得锂离子在负极片上均匀沉积和快速扩散，防止锂枝晶的生成；同时，由于添加剂在电解液中的溶解度较差，从而有助于在电池循环过程中的持续溶出，不断提供Li+和阴离子用于修复SEI膜，使得修复的SEI膜仍具有新鲜SEI膜的成分和功能。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的隔膜的结构示意图；
图2为本发明又一实施例提供的隔膜的结构示意图；
图3为本发明又一实施例提供的隔膜的结构示意图。
附图标记说明：
101-聚合物层；
1021-胶层；
1022-陶瓷层；
1023-混合涂层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明以锂离子电池为例进行详细阐述：
实施例1
本实施例提供的锂离子电池包括正极片、隔膜、负极片和电解液1：
正极片包括正极集流体铝箔和设置在正极集流体铝箔表面的正极活性层，正极活性层包括97.2质量份的正极活性材料钴酸锂、1.5质量份的导电剂炭黑和1.3质量份的粘结剂聚偏氟乙烯。
隔膜包括聚合物层、位于聚合物层一个表面的胶层以及位于聚合物层另一个表面的胶层和陶瓷层，其中，胶层包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、分散剂和硝酸锂，分散剂的质量为PVDF-HFP质量的10％，硝酸锂的质量为PVDF-HFP质量的2％，胶层的厚度为1μm；陶瓷层包括陶瓷颗粒氧化铝(D50＝5μm)、分散剂氟代烷基甲氧基醇醚、粘结剂丁苯橡胶、增稠剂羧甲基纤维素钠以及硝酸锂，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的1％，陶瓷层的厚度为2μm。
负极片包括负极集流体铜箔和设置在负极集流体铜箔表面的负极活性层，负极活性层包括96.9质量份的负极活性物质人造石墨、1.5质量份的导电剂炭黑、1.3质量份的粘结剂丁苯橡胶以及1.3质量份的增稠剂羧甲基纤维素钠。
实施例2
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例1，区别在于，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的2％。
实施例3
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例1，区别在于，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的3％。
实施例4
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例1，区别在于，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的5％。
实施例5
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例1，区别在于，硝酸锂的质量为PVDF-HFP质量的3％，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的3％。
实施例6
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例1，区别在于，硝酸锂的质量为PVDF-HFP质量的5％，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的3％。
实施例7
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例1，区别在于，隔膜包括聚合物层以及依次层叠设置在聚合物层两个表面的胶层和陶瓷层，其中：
胶层包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、分散剂和硝酸锂，分散剂的质量为PVDF-HFP质量的10％，硝酸锂的质量为PVDF-HFP质量的2％，胶层的厚度为1μm；
陶瓷层包括靠近负极片的第一陶瓷层和靠近正极片的第二陶瓷层，第一陶瓷层和第二陶瓷层均包括陶瓷颗粒氧化铝(D50＝5μm)、分散剂氟代烷基甲氧基醇醚、粘结剂丁苯橡胶、增稠剂羧甲基纤维素钠以及硝酸锂，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的2％，陶瓷层的厚度为1.5μm。
实施例8
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例7，区别在于，第一陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的3％。
实施例9
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例7，区别在于，第一陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的5％。
实施例10
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例7，区别在于，第一陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的5％，第二陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的1％。
实施例11
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例7，区别在于，第一陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的5％，第二陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的3％。
实施例12
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例7，区别在于，第一陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的2％，第一陶瓷层的厚度为1μm；第二陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的2％，第二陶瓷层的厚度为2μm。
实施例13
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例7，区别在于，第一陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的3％，第一陶瓷层的厚度为1μm；第二陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的2％，第二陶瓷层的厚度为2μm。
实施例14
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例7，区别在于，第一陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的5％，第一陶瓷层的厚度为1μm；第二陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的2％，第二陶瓷层的厚度为2μm。
实施例15
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例7，区别在于，第一陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的3％，第一陶瓷层的厚度为1μm；第二陶瓷层中，硝酸锂的质量为陶瓷颗粒氧化铝质量的1％，第二陶瓷层的厚度为2μm。
实施例16
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例6，区别在于，电解液为电解液2。
实施例17
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例6，区别在于，电解液为电解液3。
实施例18
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例6，区别在于，电解液为电解液4。
实施例19
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例6，区别在于，电解液为电解液5。
实施例20
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例6，区别在于，电解液为电解液6。
实施例21
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例6，区别在于，电解液为电解液7。
实施例22
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例6，区别在于，电解液为电解液8。
实施例23
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例6，区别在于，电解液为电解液9。
实施例24
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例6，区别在于，电解液为电解液10。
实施例25
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例24，区别在于，电解液为电解液11。
实施例26
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例24，区别在于，电解液为电解液12。
实施例27
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例24，区别在于，电解液为电解液13。
实施例28
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例6，区别在于，电解液为电解液14。
实施例29
本实施例提供的锂离子电池可参考实施例28，区别在于，电解液为电解液16。
对比例1
本对比例提供的锂离子电池可参考实施例1，区别在于，胶层和陶瓷层中均不包括硝酸锂，电解液为电解液14。
对比例2
本对比例提供的锂离子电池可参考对比例1，区别在于，电解液为电解液15。
对比例3
本对比例提供的锂离子电池可参考对比例1，区别在于，电解液为电解液16。
本发明进一步对实施例1-29以及对比例1-3提供的锂离子电池在25℃环境下进行循环，循环制度2C-4.45V截至0.025C/0.7C-3.0V，测试锂离子电池的体积膨胀率(％)、容量保持率(％)以及负极片表面析锂情况，具体分析测试方法如下，所使用的电解液配方见表1，测试结果见表2-3：
1、负极片表面析锂情况：按照上述循环制度循环300T后，对锂离子电池进行拆解，观察负极片表面析锂情况，观察负极表面析锂情况，并根据锂离子电池的析锂情况将其分为五个等级，并用0、1、2、3、4、5来表示，其中，0代表不析锂，5代表严重析锂，1、2、3、4代表不同的析锂程度，数字越大代表析锂程度越严重；
2、容量保持率的测试：测试锂离子电池的初始容量Q1，并按上述循环制度循环800T后测试锂离子电池的容量即为Q2，容量保持率(％)＝Q2/Q1*100％；
3、膨胀率的测试：测试锂离子电池厚度P1，并按上述循环制度循环800T后测试锂离子电池的厚度P2，循环膨胀率(％)＝(P2-P1)/P1*100％。
根据表2-3提供的数据可知，通过在隔膜涂层中添加含锂添加剂，与电解液中的氟离子共同作用，有助于缓解锂离子电池的膨胀率，缓解锂离子电池析锂的问题，提高锂离子电池的容量保持率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Figure BDA0003571101990000151
Figure BDA0003571101990000161
Figure BDA0003571101990000171
Figure BDA0003571101990000181
Figure BDA0003571101990000191

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括隔膜和电解液，其中：
所述隔膜包括聚合物层和位于所述聚合物层至少一个表面的涂层，所述涂层包括添加剂，所述添加剂选自硝酸锂、亚硝酸锂、硼酸锂、磷酸锂、氟硼酸锂中的一种或多种；
所述电解液包括有机溶剂和锂盐，所述有机溶剂包括含氟有机溶剂，和/或，所述锂盐包括含氟锂盐。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述涂层包括胶层，所述胶层包括添加剂。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述涂层包括依次层叠设置在所述聚合物层至少一个表面的胶层和陶瓷层，所述胶层和/或所述陶瓷层中包括添加剂。
4.根据权利要求2-3任一项所述的电池，其特征在于，当所述胶层包括添加剂时，所述胶层还包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物，所述添加剂的质量为所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物质量的1-6％。
5.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，当所述陶瓷层包括添加剂时，所述陶瓷层还包括陶瓷颗粒，所述添加剂的质量为所述陶瓷颗粒质量的1-6％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电池，其特征在于，当所述聚合物层的两个表面均设置涂层时，靠近负极片一侧的涂层中添加剂的质量大于靠近正极片一侧的涂层中添加剂的质量。
7.根据权利要求3或6所述的电池，其特征在于，当所述聚合物层的两个表面均设置涂层，且所述涂层均包括陶瓷层时，靠近正极片一侧的陶瓷层的厚度大于等于靠近负极片一侧的陶瓷层的厚度。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电池，其特征在于，所述有机溶剂包括非氟代碳酸酯、氟代碳酸酯、非氟代羧酸酯、氟代羧酸酯中的一种或多种；
所述非氟代碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或多种；
所述氟代碳酸酯包括氟代链状碳酸酯、氟代环状碳酸酯中的一种或两种，其中，所述氟代链状碳酸酯选自碳酸氟甲基甲酯、碳酸二氟甲基甲酯、碳酸三氟甲基甲酯、碳酸三氟乙基甲基酯和碳酸双(三氟乙基)酯、氟乙酸乙酯、七氟丁酸乙酯、4,4,4-三氟丁酸乙酯、三氟乙酸丙酯、乙酸-2-三氟甲基乙酯、二氟乙酸甲酯，二氟丙酸甲酯中的一种或多种；
所述氟代环状碳酸酯选自氟代碳酸亚乙酯、4,4-二氟碳酸亚乙酯、4,5-二氟碳酸亚乙酯、4-氟-4-甲基碳酸亚乙酯、4,5-二氟-4-甲基碳酸亚乙酯、4-氟-5-甲基碳酸亚乙酯、4,4-二氟-5-甲基碳酸亚乙酯、4-(氟甲基)-碳酸亚乙酯、4-(二氟甲基)-碳酸亚乙酯、4-(三氟甲基)-碳酸亚乙酯、4-(氟甲基)-4-氟碳酸亚乙酯、4-(氟甲基)-5-氟碳酸亚乙酯、4-氟-4,5-二甲基碳酸亚乙酯、4,5-二氟-4,5-二甲基碳酸亚乙酯、4,4-二氟-5,5-二甲基碳酸亚乙酯、二氟代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸丙烯酯中的一种或多种；
所述非氟代羧酸酯选自丙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯中的一种或多种；
所述氟代羧酸酯选自二氟乙酸乙酯、七氟丁酸乙酯、4,4,4-三氟丁酸乙酯、三氟乙酸丙酯、乙酸-2-三氟甲基乙酯、二氟乙酸甲酯、二氟丙酸甲酯中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述氟代链状碳酸酯和氟代羧酸酯的体积为所述有机溶剂总体积的25-98％，所述氟代环状碳酸酯的体积为所述有机溶剂总体积的20-65％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的电池，其特征在于，所述含氟锂盐包括六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺、双(氟磺酰)亚胺锂中一种或多种。
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