CN116314584A - 电池 - Google Patents

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CN116314584A CN202310177971.2A CN202310177971A CN116314584A CN 116314584 A CN116314584 A CN 116314584A CN 202310177971 A CN202310177971 A CN 202310177971A CN 116314584 A CN116314584 A CN 116314584A
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李瑞年
陈若凡
刘春洋
李素丽
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Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd
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Abstract

本发明涉及电池领域，具体涉及电池。所述电池的充电膨胀曲线包括第一阶段、第二阶段和第三阶段，所述第一阶段到所述第二阶段的拐点为A1，所述第二阶段到所述第三阶段的拐点为A2；所述电池在所述第一阶段的膨胀率为Δa，所述电池在所述第三阶段的膨胀率为Δb，所述Δa与所述Δb满足1.1≤Δb/Δa≤1.5。本发明的电池能够提高电池的循环性能，并且减小电池多次循环后的变形率。

Description

电池
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及电池。
背景技术
当前广泛应用的锂离子电池主要由石墨负极构成，这种锂离子电池在充/放电过程中，电池会发生可逆的膨胀和收缩，因此应用于消费和穿戴领域的电子产品需要预留有效的空间来装配电池。这就需要降低电池的膨胀率从而提升电子产品的空间利用率。
因此，发现一种膨胀率低的电池是十分重要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种电池。本发明的电池通过控制充电前期电池的膨胀率与充电后期电池的膨胀率的比值在1.1-1.5的范围内，能够提高电池的循环性能，并且减小电池多次循环后的变形率。
锂离子电池的膨胀主要来源于充电过程中负极材料嵌锂而发生的体积应变，本发明的发明人通过研究发现，锂离子电池的膨胀具有一定的规律：充电前期膨胀较大，充电中期膨胀较小，充电后期膨胀较大。因此，充电前期的膨胀和充电后期的膨胀是影响电池变形率的主要因素，当充电后期电池的膨胀率与充电前期电池的膨胀率的比值在1.1-1.5的范围内时，电池经过多次循环后的变形率显著降低，其原因可能在于：当充电后期电池的膨胀率和充电前期电池的膨胀率的比值较小(例如小于1.1)时，电池在充电前期的膨胀率占比较大，说明负极活性材料的利用率较低，负极剩余容量较大，循环后期容量衰减较快；当充电后期电池的膨胀率和充电前期电池的膨胀率的比值较大(例如大于1.5)时，电池在充电后期的膨胀率占比较大，说明负极活性材料的利用率较高，容易产生更大膨胀。
本发明提供了一种电池，所述电池的充电膨胀曲线包括第一阶段、第二阶段和第三阶段，所述第一阶段到所述第二阶段的拐点为A1，所述第二阶段到所述第三阶段的拐点为A2；所述电池在所述第一阶段的膨胀率为Δa，所述电池在所述第三阶段的膨胀率为Δb，所述Δa与所述Δb满足1.1≤Δb/Δa≤1.5。
通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：本发明的电池通过控制不同充电阶段下膨胀率的比值，即充电后期电池的膨胀率与充电前期电池的膨胀率的比值在1.1-1.5的范围内，在保持较高能量密度的同时提高电池的循环性能，并且减小电池多次循环后的变形率。
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。
附图说明
图1所示为本发明一实例中所述电池的充电膨胀曲线。
图2所示为本发明一实例中所述负极片截面示意图。
图3所示为本发明一实例中所述正极片截面示意图。
具体实施方式
以下对本发明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发明，并不用于限制本发明。
本发明第一方面提供了一种电池，所述电池的充电膨胀曲线可以包括第一阶段、第二阶段和第三阶段，所述第一阶段到所述第二阶段的拐点可以为A1，所述第二阶段到所述第三阶段的拐点可以为A2；所述电池在所述第一阶段的膨胀率为Δa，所述电池在所述第三阶段的膨胀率为Δb，所述Δa与所述Δb满足1.1≤Δb/Δa≤1.5，例如Δb/Δa等于1.1、1.11、1.12、1.13、1.14、1.15、1.16、1.17、1.18、1.19、1.2、1.21、1.22、1.23、1.24、1.25、1.26、1.27、1.28、1.29、1.3、1.31、1.32、1.33、1.34、1.35、1.36、1.37、1.38、1.39、1.4、1.41、1.42、1.43、1.44、1.45、1.46、1.47、1.48、1.49或1.5。
在本发明中，所述“电池的充电膨胀曲线”指的是电池在充电过程中，电池的膨胀率随SOC变化的曲线。如图1所示为本发明一实例中所述电池的充电膨胀曲线，从图1能够看出，所述充电膨胀曲线可以分为三个阶段，0≤SOC≤28％为第一阶段，28％<SOC<57.6％为第二阶段，57.6％≤SOC≤100％为第三阶段，其中，第一阶段到第二阶段的拐点A1约为SOC等于28％，第二阶段到第三阶段的拐点A2约为SOC等于57.6％；电池在第一阶段的膨胀率Δa为1.19％，电池在第三阶段的膨胀率为Δb为1.74％，其中，Δa＝28％SOC时电池的膨胀率-0SOC时电池的膨胀率；Δb＝100％SOC时电池的膨胀率-57.6％SOC时电池的膨胀率。
在本发明中，术语“SOC”具有本领域常规的含义，术语“SOC”指的是电池的荷电状态，通常用百分比来表示，例如：当SOC为0时，表示电池放电完全；当SOC为100％时，表示电池完全充满。
在本发明中，所述电池的膨胀率可以通过原位膨胀仪进行测量，即在电池充电过程中，实时监测电池从0SOC至100％SOC的膨胀数据，进而可以得到如图1所示的电池的充电膨胀曲线。
可以理解的是，由于不同的电池之间存在差异，因此不同电池之间的充电膨胀曲线也存在差异。所述“拐点”具有本领域常规的含义，在本发明中，术语“拐点”指的是在所述充电膨胀曲线上，斜率变化超过30％的点。
锂离子电池的膨胀的主要原因是充电过程中负极材料嵌锂而发生的体积应变，本发明的发明人通过大量研究发现，锂离子电池的膨胀具有一定的规律：电池在充电过程中的膨胀曲线可以分为三个阶段，其中，第一阶段对应充电前期，第二阶段对应充电中期，第三阶段对应充电后期；在第一阶段(充电前期)和第三阶段(充电后期)，电池的膨胀率较大，而在第二阶段(充电中期)，电池的膨胀率较小。如图1所示为本发明一实例中所述电池的充电膨胀曲线，从图1可以看出，在第一阶段(充电前期，SOC约为0-28％)和第三阶段(充电后期，SOC约为57.6％-100％)的膨胀率较大，约为1.19％和1.74％；第二阶段(充电中期，SOC约为28％-57.6％)的膨胀率较小，约为0.5％。因此，第一阶段(充电前期)和第三阶段(充电后期)这两个阶段的膨胀率是影响电池变形的主要因素，通过控制锂离子电池第三阶段(充电后期)的膨胀率与第一阶段(充电前期)的膨胀率的比值在1.1-1.5的范围内，可以显著降低锂离子电池经过多次循环后的变形率，其原因可能在于：当Δb/Δa较小(小于1.1，例如等于1)时，电池在第一阶段(充电前期，SOC约为0-28％)下的膨胀率占比较大，说明负极活性材料的利用率较低，负极剩余容量较大，循环后期容量衰减较快；当Δb/Δa较大(大于1.5，例如等于1.6)时，电池在第三阶段(充电后期，SOC约为57.6％-100％)下的膨胀率占比较大，说明负极活性材料的利用率较高，容易产生更大膨胀，并且负极材料脱锂截止电位更高，可能会发生更多副反应造成负极活性材料失效。通过控制Δb/Δa在1.1-1.5的范围内，能够有效地均衡正极和负极之间的配比，在满足电池性能的基础上，使电池的变形率更小，达到更优的循环性能。
在一实例中，1.15≤Δb/Δa≤1.35。
在本发明中，对Δa和Δb各自的取值范围不做特别地限定，二者满足1.1≤Δb/Δa≤1.5，即可达到较好的技术效果。
在本发明中，0.70≤Δa≤1.60，例如0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95、1.00、1.10、1.20、1.30、1.40、1.50或1.60。
在一实例中，0.80≤Δa≤1.50。
在一实例中，1.05≤Δa≤1.10。
在本发明中，0.77≤Δb≤2.40，例如0.77、0.80、0.90、1.00、1.10、1.20、1.30、1.40、1.50、1.60、1.70、1.80、1.90、2.00、2.10、2.20、2.30或2.40。
在一实例中，0.90≤Δb≤2.10。
在一实例中，1.10≤Δb≤1.70。
所述A1可以位于0<SOC≤30％(例如SOC为1％、5％、10％、15％、20％、25％或30％)，所述A2可以位于50％≤SOC≤100％(例如SOC为50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％)。
所述电池还可以包括负极片，所述负极片可以包括负极集流体和在所述负极集流体至少一侧表面的负极涂层。如图2所示为本发明一实例中所述负极片截面示意图，其中图2(a)为所述负极涂层单侧涂覆的情况，图2(b)为所述负极涂层两侧涂覆的情况。在图2(a)中，所述负极片包括负极集流体1和在所述负极集流体1一侧表面的负极涂层2；在图2(b)中，所述负极片包括负极集流体1和在所述负极集流体1两侧表面的负极涂层2。
所述电池还可以包括正极片，所述正极片可以包括正极集流体和在所述正极集流体至少一侧表面的正极涂层。如图3所示为本发明一实例中所述正极片截面示意图，其中图3(a)为所述正极涂层单侧涂覆的情况，图3(b)为所述正极涂层两侧涂覆的情况。在图3(a)中，所述正极片包括正极集流体3和在所述正极集流体3一侧表面的正极涂层4；在图3(b)中，所述正极片包括正极集流体3和在所述正极集流体3两侧表面的正极涂层4。
本发明的发明人发现，为了能够控制Δb/Δa在1.1-1.5的范围内，可以对所述负极片的面容量和所述正极片的面容量的比值做出限定。
所述负极片的面容量与所述正极片的面容量的比值可以为(1.01-1.2):1，例如1.01:1、1.02:1、1.03:1、1.04:1、1.05:1、1.06:1、1.07:1、1.08:1、1.09:1、1.1:1、1.11:1、1.12:1、1.13:1、1.14:1、1.15:1、1.16:1、1.17:1、1.18:1、1.19:1或1.2:1。
在一实例中，所述负极片的面容量与所述正极片的面容量的比值为(1.03-1.08):1。
所述负极片的面容量可以为1.6mAh/cm2-4.4mAh/cm2，例如1.6mAh/cm2、2mAh/cm2、2.5mAh/cm2、3mAh/cm2、3.5mAh/cm2、4mAh/cm2或4.4mAh/cm2。
在一实例中，所述负极片的面容量为1.9mAh/cm2-2.3mAh/cm2。
所述正极片的面容量可以为1.5mAh/cm2-4.0mAh/cm2，例如1.5mAh/cm2、2mAh/cm2、2.5mAh/cm2、3mAh/cm2、3.5mAh/cm2或4.0mAh/cm2。
在一实例中，所述正极片的面容量为1.8mAh/cm2-2.2mAh/cm2。
在本发明中，所述“正极片的面容量”和所述“负极片的面容量”可以通过以下方法测量，具体如下：取面积为25cm2的正极片和面积为25cm2负极片，分别与锂片组装半电池，采用0.05C充放电分别测得该正极片的面容量和该负极片的面容量。
所述正极片的面密度可以为0.01mg/cm2-30mg/cm2，例如0.01mg/cm2、0.05mg/cm2、0.1mg/cm2、0.5mg/cm2、1mg/cm2、5mg/cm2、10mg/cm2、15mg/cm2、20mg/cm2、25mg/cm2或30mg/cm2。
在一实例中，所述正极片的面密度为11.5mg/cm2-13.5mg/cm2。
所述负极片的面密度可以为0.01mg/cm2-15mg/cm2，例如0.01mg/cm2、0.05mg/cm2、0.1mg/cm2、0.5mg/cm2、1mg/cm2、5mg/cm2、10mg/cm2或15mg/cm2。
在一实例中，所述负极片的面密度为4.5mg/cm2-6mg/cm2。
所述负极涂层的压实密度可以为1.0g/cm3-2.0g/cm3，例如1g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3、1.3g/cm3、1.4g/cm3、1.5g/cm3、1.6g/cm3、1.7g/cm3、1.8g/cm3、1.9g/cm3或2g/cm3。
所述正极涂层的压实密度为3.2g/cm3-4.8g/cm3，例如3.2g/cm3、3.3g/cm3、3.4g/cm3、3.5g/cm3、3.6g/cm3、3.7g/cm3、3.8g/cm3、3.9g/cm3、4g/cm3、4.1g/cm3、4.2g/cm3、4.3g/cm3、4.4g/cm3、4.5g/cm3、4.6g/cm3、4.7g/cm3或4.8g/cm3。
本发明的发明人发现，当所述负极涂层的孔隙率和所述正极涂层的孔隙率分别在一定范围内时，所述电池的循环性能较好。
所述负极涂层的孔隙率可以为20％-45％，例如20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％或45％。
所述正极涂层的孔隙率可以为20％-45％，例如20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％或45％。
所述负极涂层可以包括负极活性材料、第一粘结剂和第一导电剂。
所述负极活性材料可以选自本领域常规使用的负极活性材料，例如包括石墨、硬碳、软碳、硅、硅氧材料、硅碳材料和金属氧化物中的至少一种。
以所述负极涂层的总重量为基准，所述负极活性材料的含量可以为80-99重量％(例如80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98或99重量％)，所述第一粘结剂的含量可以为0.5-10重量％(例如10、9、8、7、6、5、4、3、2、1或0.5重量％)，所述第一导电剂的含量可以为0.5-10重量％(例如10、9、8、7、6、5、4、3、2、1或0.5重量％)。
在一实例中，以所述负极涂层的总重量为基准，所述负极活性材料的含量为95-97重量％，所述第一粘结剂的含量为1.5-2.5重量％，所述第一导电剂的含量为1.5-2.5重量％。
所述正极涂层可以包括正极活性材料、第二粘结剂和第二导电剂。
所述正极活性材料可以选自本领域常规使用的正极活性材料，例如包括钴酸锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、镍钴锰铝四元材料、磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸钒锂、镍酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂二元材料、富锂锰基和磷酸锰铁锂中的至少一种。
以所述正极涂层的总重量为基准，所述正极活性材料的含量可以为80-99重量％(例如80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98或99重量％)，所述第二粘结剂的含量可以为0.5-10重量％(例如10、9、8、7、6、5、4、3、2、1或0.5重量％)，所述第二导电剂的含量可以为0.5-10重量％(例如10、9、8、7、6、5、4、3、2、1或0.5重量％)。
在一实例中，以所述正极涂层的总重量为基准，所述正极活性材料的含量为95-98重量％，所述第二粘结剂的含量为1-2.5重量％，所述第二导电剂的含量为1-2.5重量％。
所述第一粘结剂和所述第二粘结剂可以选自本领域常规使用的粘结剂，例如选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯乳胶、丁腈橡胶、聚氨酯、氟化橡胶、聚乙烯醇或聚丙烯酸钠中的至少一种。
所述第一导电剂和所述第二导电剂可以选自本领域常规使用的导电剂，例如选自导电炭黑、乙炔黑、导电石墨、碳纳米管和碳纤维中的至少一种。
所述负极集流体的厚度可以为4μm-6μm，例如4μm、5μm或6μm。
所述正极集流体的厚度可以为9μm-11μm，例如9μm、10μm或11μm。
所述负极涂层的厚度可以为25μm-120μm，例如25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm或120μm。
在一实例中，所述负极涂层的厚度为25μm-33μm。
所述正极涂层的厚度可以为20μm-100μm，例如20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm或100μm。
在一实例中，所述正极涂层的厚度为25μm-33μm。
在本发明中，所述负极涂层的厚度指的是单侧负极涂层的厚度；所述正极涂层的厚度指的是单侧正极涂层的厚度。
需要说明的是，本发明中“第一”、“第二”等数字表示方式仅用于区分不同的物质或使用方式，不代表顺序的区别。
本发明的电池通过控制充电后期电池的膨胀率与充电前期电池的膨胀率的比值在1.1-1.5的范围内，能够明显改善电池膨胀，提升循环性能。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。本发明所描述的实施例仅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。
在以下实例中，在没有特别说明的情况下，所用的材料均为商购的分析纯。
以下实施例用于说明本发明的电池。
实施例1
按照以下步骤制备电池：
(1)制备负极片：
将石墨、导电炭黑和丁苯乳胶按照质量比为96.5:1.5:2加入搅拌罐中，再加入去离子水，其中固含量为45wt％，过200目筛，得到负极浆料，将得到的负极浆料用转移涂布机涂布到铜箔(厚度为5μm)两侧，120℃烘干，经辊轧后得到负极片，其中负极涂层的厚度为30.6μm，负极涂层的孔隙率为27.7％，负极涂层的压实密度为1.75g/cm3，负极片的面密度为5.35mg/cm2，负极片的面容量为2.144mAh/cm2；
(2)制备正极片：
将钴酸锂、乙炔黑和聚偏氟乙烯按照质量比为97.6:1.4:1加入搅拌罐中，加入N-甲基吡咯烷酮，其中固含量为75wt％，过200目筛，得到正极浆料，将得到的正极浆料用涂布机涂布到铝箔(厚度为10μm)两侧，120℃烘干，经辊轧后得到正极片，其中正极涂层的厚度为29.8μm，正极涂层的孔隙率为23.4％，正极涂层的压实密度为4.15g/cm3，正极片的面密度为12.38mg/cm2，正极片的面容量为2.042mAh/cm2；
(3)制备电池：
将步骤(1)得到的负极片和步骤(2)得到的正极片以及隔膜一起卷绕形成卷芯(宽度为62mm)，用铝塑膜包装，烘烤去除水分后注入电解液，热压化成得到电池。
实施例2
按照以下步骤制备电池：
(1)制备负极片：
将石墨、导电炭黑和丁苯乳胶按照质量比为96.5:1.5:2加入搅拌罐中，再加入去离子水，其中固含量为45wt％，过200目筛，得到负极浆料，将得到的负极浆料用转移涂布机涂布到铜箔(厚度为5μm)两侧，120℃烘干，经辊轧后得到负极片，其中负极涂层的厚度为28.3μm，负极涂层的孔隙率为27.5％，负极涂层的压实密度为1.75g/cm3，负极片的面密度为4.95mg/cm2，负极片的面容量为1.984mAh/cm2；
(2)制备正极片：
将钴酸锂、乙炔黑和聚偏氟乙烯按照质量比为97.6:1.4:1加入搅拌罐中，加入N-甲基吡咯烷酮，其中固含量为75wt％，过200目筛，得到正极浆料，将得到的正极浆料用涂布机涂布到铝箔(厚度为10μm)两侧，120℃烘干，经辊轧后得到正极片，其中正极涂层的厚度为26.8μm，正极涂层的孔隙率为23.5％，正极涂层的压实密度为4.15g/cm3，正极片的面密度为11.14mg/cm2，正极片的面容量为1.837mAh/cm2；
(3)制备电池：
将步骤(1)得到的负极片和步骤(2)得到的正极片以及隔膜一起卷绕形成卷芯(宽度为62mm)，用铝塑膜包装，烘烤去除水分后注入电解液，热压化成得到电池。
实施例3
按照以下步骤制备电池：
(1)制备负极片：
将石墨、导电炭黑和丁苯乳胶按照质量比为96.5:1.5:2加入搅拌罐中，再加入去离子水，其中固含量为45wt％，过200目筛，得到负极浆料，将得到的负极浆料用转移涂布机涂布到铜箔(厚度为5μm)两侧，120℃烘干，经辊轧后得到负极片，其中负极涂层的厚度为32.3μm，负极涂层的孔隙率为27.8％，负极涂层的压实密度为1.75g/cm3，负极片的面密度为5.66mg/cm2，负极片的面容量为2.266mAh/cm2；
(2)制备正极片：
将钴酸锂、乙炔黑和聚偏氟乙烯按照质量比为97.6:1.4:1加入搅拌罐中，加入N-甲基吡咯烷酮，其中固含量为75wt％，过200目筛，得到正极浆料，将得到的正极浆料用涂布机涂布到铝箔(厚度为10μm)两侧，120℃烘干，经辊轧后得到正极片，其中正极涂层的厚度为32.1μm，正极涂层的孔隙率为23.2％，正极涂层的压实密度为4.15g/cm3，正极片的面密度为13.34mg/cm2，正极片的面容量为2.200mAh/cm2；
(3)制备电池：
将步骤(1)得到的负极片和步骤(2)得到的正极片以及隔膜一起卷绕形成卷芯(宽度为62mm)，用铝塑膜包装，烘烤去除水分后注入电解液，热压化成得到电池。
实施例4
本组实施例用于验证负极面容量与正极面容量比值的变化所带来的影响。
本组实施例参照实施例1进行，所不同的是，改变负极面容量与正极面容量的比值，具体地：
实施例4a中，正极涂层的厚度为26.1μm，正极涂层的孔隙率为23.3％，正极片的面密度为10.83mg/cm2，正极片的面容量为1.787mAh/cm2；
实施例4b中，正极涂层的厚度为30.7μm，正极涂层的孔隙率为23.2％，正极片的面密度为12.74mg/cm2，正极片的面容量为2.102mAh/cm2；
实施例4c中，正极涂层的厚度为30.6μm，正极涂层的孔隙率为23.7％，正极片的面密度为12.68mg/cm2，正极片的面容量为2.092mAh/cm2；
实施例4d中，正极涂层的厚度为31.0μm，正极涂层的孔隙率为23.1％，正极片的面密度为12.87mg/cm2，正极片的面容量为2.123mAh/cm2。
对比例1
参照实施例1进行，所不同的是，改变负极面容量与正极面容量比值，具体的：正极涂层的厚度为25.1μm，正极涂层的孔隙率为23.6％，正极片的面密度为10.40mg/cm2，正极片的面容量为1.715mAh/cm2。
对比例2
参照实施例1进行，所不同的是，改变负极面容量与正极面容量比值，具体的：正极涂层的厚度为31.2μm，正极涂层的孔隙率为23.3％，正极片的面密度为12.93mg/cm2，正极片的面容量为2.133mAh/cm2。
测试例
(1)电池膨胀率
使用原位膨胀仪，将实施例与对比例制备得到的电池进行充电，具体的：将电池放电至下限电压3.0V，静置2小时，在25℃条件下，进行0.05C恒流充电至4.5V，使用原位膨胀仪，在充电过程中实时监测电池从0SOC至100％SOC的膨胀数据，将结果记于表1。
表1
Figure BDA0004101596200000141
Figure BDA0004101596200000151
(2)容量保持率测试
在25℃条件下进行0.2C/0.2C充放电测试电池容量并计算能量密度，测试25℃条件下1C/1C的循环性能，将500次循环后的容量保持率记于表2。
(3)膨胀率测试
使用原位膨胀仪，在25℃，1C/1C条件下，循环500次后将结果记于表2。
表2
25℃循环500次容量保持率％ 25℃循环500次膨胀率％
实施例1 92.2 9.0
实施例2 91.5 9.2
实施例3 91.7 10.0
实施例4a 90.1 9.8
实施例4b 91.0 10.5
实施例4c 89.9 11.2
实施例4d 89.2 11.9
对比例1 87.1 12.3
对比例2 88.2 13.0
从表2可以看出，本发明的电池与对比例相比，25℃循环500次容量保持率显著提高，25℃循环500次膨胀率显著降低，明显改善了电池的循环性能以及循环后的变形率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，所述电池的充电膨胀曲线包括第一阶段、第二阶段和第三阶段，所述第一阶段到所述第二阶段的拐点为A1，所述第二阶段到所述第三阶段的拐点为A2；所述电池在所述第一阶段的膨胀率为Δa，所述电池在所述第三阶段的膨胀率为Δb，所述Δa与所述Δb满足1.1≤Δb/Δa≤1.5。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，1.15≤Δb/Δa≤1.35；
和/或，0.70≤Δa≤1.60；
和/或，0.77≤Δb≤2.40。
3.根据权利要求1所述的电池，其中，所述A1位于0<SOC≤30％；
和/或，所述A2位于50％≤SOC≤100％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其中，所述电池还包括负极片和正极片；所述负极片包括负极集流体和在所述负极集流体至少一侧表面的负极涂层；所述正极片包括正极集流体和在所述正极集流体至少一侧表面的正极涂层。
5.根据权利要求4所述的电池，其中，所述负极片的面容量与所述正极片的面容量的比值为(1.01-1.2):1；优选为(1.03-1.08):1。
6.根据权利要求4所述的电池，其中，所述负极片的面容量为1.6mAh/cm2-4.4mAh/cm2；
和/或，所述正极片的面容量为1.5mAh/cm2-4.0mAh/cm2；
优选地，所述负极片的面容量为1.9mAh/cm2-2.3mAh/cm2；所述正极片的面容量为1.8mAh/cm2-2.2mAh/cm2。
7.根据权利要求4所述的电池，其中，所述负极涂层的压实密度为1.0g/cm3-2.0g/cm3；
和/或，所述正极涂层的压实密度为3.2g/cm3-4.8g/cm3；
和/或，所述负极涂层的孔隙率为20％-45％；
和/或，所述正极涂层的孔隙率为20％-45％。
8.根据权利要求4所述的电池，其中，所述负极涂层的厚度为25μm-120μm；
和/或，所述正极涂层的厚度为20μm-100μm；
优选地，所述负极涂层的厚度为25μm-33μm，所述正极涂层的厚度为25μm-33μm。
9.根据权利要求4所述的电池，其中，所述负极涂层包括负极活性材料、第一粘结剂和第一导电剂；
和/或，所述负极活性材料包括石墨、硬碳、软碳、硅、硅氧材料、硅碳材料和金属氧化物中的至少一种；
和/或，以所述负极涂层的总重量为基准，所述负极活性材料的含量为80-99重量％，所述第一粘结剂的含量为0.5-10重量％，所述第一导电剂的含量为0.5-10重量％；
和/或，所述负极集流体的厚度为4μm-6μm。
10.根据权利要求4所述的电池，其中，所述正极涂层包括正极活性材料、第二粘结剂和第二导电剂；
和/或，所述正极活性材料包括钴酸锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、镍钴锰铝四元材料、磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸钒锂、镍酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂二元材料、富锂锰基和磷酸锰铁锂中的至少一种；
和/或，以所述正极涂层的总重量为基准，所述正极活性材料的含量为80-99重量％，所述第二粘结剂的含量为0.5-10重量％，所述第二导电剂的含量为0.5-10重量％；
和/或，所述正极集流体的厚度为9μm-11μm。
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