CN117810553A - 电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池领域，具体涉及一种电池。该电池包括正极片和电解液；正极片包括底涂层；电解液包括有机溶剂、第一添加剂和第二添加剂；有机溶剂包括丙酸乙酯，第一添加剂包括硫酸亚乙酯和二氟磷酸锂中的至少一种，第二添加剂包括丁二腈、己二腈、乙二醇双(丙腈)醚、1,3,6‑己烷三腈、甘油三腈和1,2,3,4,5‑五(2‑氰乙氧基)戊烷中的至少一种；以电解液的总重量为基准，丙酸乙酯的含量为X，第一添加剂的含量为Y，第二添加剂的含量为Z；正极片在电池SOC为70％‑80％时的膜片电阻为R，X、Y、Z和R满足：0.5≤X*(Y+Z)/R≤20。本发明的电池能够兼具安全性能、低温性能和高温性能以及能够改善低温环境下电池析锂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及一种电池。
背景技术
由于锂离子电池工作电压高、能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应等优良性能，近年来得到飞速发展。同时，锂离子电池的安全性能也是人们关注的一个方向。研究表明，正极集流体和负极活性物质层之间的短路是最危险的短路模式。因此，通常采用在正极集流体表面引入安全涂层的手段，来避免这种最危险的短路模式。但是引入安全涂层后会导致锂离子电池低温性能变差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的正极集流体表面的安全涂层使电池低温性能变差的问题，提供一种电池。本发明的电池对电解液和正极片进行了改进，能够显著改善现有技术中存在安全涂层后电池低温性能变差的问题。
本发明提供了一种电池，所述电池包括正极片和电解液；所述正极片包括正极集流体、位于所述正极集流体至少一侧表面的底涂层和位于所述底涂层外表面上的正极活性物质层；所述电解液包括有机溶剂、第一添加剂和第二添加剂；所述有机溶剂包括丙酸乙酯，所述第一添加剂包括硫酸亚乙酯和二氟磷酸锂中的至少一种，所述第二添加剂包括丁二腈、己二腈、乙二醇双(丙腈)醚、1,3,6-己烷三腈、甘油三腈和1,2,3,4,5-五(2-氰乙氧基)戊烷中的至少一种；以所述电解液的总重量为基准，丙酸乙酯的含量为X，所述第一添加剂的含量为Y，所述第二添加剂的含量为Z；所述正极片在所述电池SOC为70％-80％时的膜片电阻为R，X、Y、Z和R满足：0.5≤X*(Y+Z)/R≤20。
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：本发明的电池能够兼具安全性能、低温性能和高温性能以及能够改善低温环境下电池析锂的问题。
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。
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。
本发明提供了一种电池，所述电池可以包括正极片和电解液；所述正极片可以包括正极集流体、位于所述正极集流体至少一侧表面的底涂层和位于所述底涂层外表面上的正极活性物质层；所述电解液可以包括有机溶剂、第一添加剂和第二添加剂；所述有机溶剂可以包括丙酸乙酯(EP)，所述第一添加剂可以包括硫酸亚乙酯(DTD)和二氟磷酸锂(LiPO2F2)中的至少一种，所述第二添加剂可以包括丁二腈(SN)、己二腈(ADN)、乙二醇双(丙腈)醚(DENE)、1,3,6-己烷三腈(HTCN)、甘油三腈和1,2,3,4,5-五(2-氰乙氧基)戊烷中的至少一种；以所述电解液的总重量为基准，丙酸乙酯的含量为X(单位：重量％)，所述第一添加剂的含量为Y(单位：重量％)，所述第二添加剂的含量为Z(单位：重量％)；所述正极片在所述电池SOC为70％-80％时的膜片电阻为R(单位：Ω)，X、Y、Z和R满足：0.5≤X*(Y+Z)/R≤20，例如X*(Y+Z)/R等于0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
正极集流体和负极活性物质层之间的短路是最危险的短路模式。因此，相关技术通常采用在正极集流体表面引入安全涂层的手段，来避免发生这种最危险的短路；但是引入安全涂层后会导致电池的低温性能降低。本发明的发明人发现通过对电解液进行改进，并且进一步调控电解液中有机溶剂EP、第一添加剂和第二添加剂的含量与正极片的膜片电阻，能够显著改善电池的低温性能；并提出了如下方案：
(1)使用有机溶剂EP、第一添加剂和第二添加剂的组合。EP能够有效降低电解液的粘度，提升电解液的电导率，从而降低电池内阻，有利于电池低温性能的提升；但是EP可能与正极片中的导电剂以及负极片中的导电剂发生副反应，导致电池产气，尤其是在高温环境中，电池的产气会尤为严重，因此，添加EP虽然能够在一定程度上提高电池的低温性能，但是会导致电池的高温性能显著降低。为了在不影响EP对低温性能提高的前提下，缓解其对电池高温性能的影响，可以进一步添加第一添加剂和第二添加剂。特定的第一添加剂能够在负极片表面形成致密且稳定的SEI膜，该SEI膜具有合适的厚度以及稳定的结构，能够阻止EP与负极片中的导电剂发生副反应，并且适合厚度的SEI膜对电池阻抗的影响较小，不会对电池的电化学性能造成负面影响。特定的第二添加剂能够与正极片表面溶出的金属离子产生络合作用，不仅能够抑制溶出的金属离子催化分解电解液，并且该络合作用能够在正极片表面形成稳定的界面膜，从而能够降低EP与正极片中导电剂发生副反应，从而抑制EP对电池高温性能的影响。
(2)限定了EP、第一添加剂和第二添加剂的含量与正极片在电池SOC为70％-80％时的膜片电阻之间的关系。本发明的发明人发现，通过上述组合(EP、第一添加剂和第二添加剂)，虽然可以改善电池的低温性能，但是对电池的高温性能的改善并不明显，因此，通过进一步地研究发现，通过控制EP、第一添加剂和第二添加剂的含量与正极片在电池SOC为70％-80％时的膜片电阻之间的关系能够在保持电池具有较优的低温性能的前提下，显著提高电池的高温性能，并且非常意外地对电池在低温条件下容易析锂的问题也有了改善。其原因可能在于：正极片在电池SOC为70％-80％时的膜片电阻对电池在充放电循环过程中的产热有较大影响，会直接影响电池的高温性能；而上述组合虽然能够改善电池的低温性能，但是如果不对三者的含量进行控制，那么会对电池的高温性能产生一定的不利影响。通过控制这四者之间的关系，能够在不影响低温性能的条件下，弥补上述组合对高温性能产生的不利影响，使电池兼顾高低温性能。在低温条件下，正极片在电池SOC为70％-80％时的膜片电阻可能对锂离子的传输速度有较大影响，通过控制上述四者之间的关系，还能够有利于正极片嵌入锂离子的速度与负极片脱出锂离子的速度相匹配，从而降低在低温条件下的析锂问题。
在一实例中，2.5≤X*(Y+Z)/R≤10。
在一实例中，3.5≤X*(Y+Z)/R≤7.5。
在本发明中，在所述电解液中，丙酸乙酯、所述第一添加剂和所述第二添加剂的含量可以通过本领域常规的方法测试得到，例如通过离子色谱(IC)检测或气相色谱(GC)检测。
在本发明中，所述电池SOC为70％-80％指的是：电池的剩余容量占电池容量的70％-80％(新鲜电池化成后其SOC为70％-80％)。所述正极片在所述电池SOC为70％-80％时的膜片电阻可以通过本领域常规的方法测试得到，例如膜片电阻仪。
在本发明中，上述关系式(X*(Y+Z)/R)中，各参数仅采用其数值部分进行运算，其单位部分不参与运算。
<电解液>
在本发明中，X可以为5-40重量％，例如5、10、15、20、25、30、35或40重量％。
在一实例中，X为15-30重量％。
本发明的发明人发现，当X在特定范围内时，能够在不影响电池高低温性能的前提下，降低电池的阻抗；当X过小时(例如小于5重量％)，EP无法有效降低电解液的粘度，从而无法有效提高电解液电导率；当X过大时(例如大于40重量％)，EP的氧化电位较低，会导致EP与正极片中导电剂以及与负极片中导电剂副反应加剧，从而增加电池产气，影响电池的高温性能。
在本发明中，Y可以为0.5-3重量％，例如0.5、1、1.5、2、2.5或3重量％。
在一实例中，Y为1-2重量％。
本发明的发明人发现，当Y在特定范围内时，能够在不影响电池阻抗的前提下，提高电池的高低温性能；当Y过小时(例如小于0.5重量％)，无法在负极片表面形成完整的SEI膜，从而不能有效降低EP与负极片中导电剂副反应的发生；而当Y过大时(例如大于3重量％)，形成的SEI膜较厚，导致电池的阻抗增加，会进一步劣化电池的高低温性能。
在本发明中，Z可以为3-7重量％，例如3、4、5、6或7重量％。
在一实例中，Z为4-6重量％。
本发明的发明人发现，当Z在特定范围内时，能够有效地络合正极片溶出的金属离子，并且提升电解液的抗氧化能力；当Z过小时(例如小于3重量％)，第二添加剂无法与正极片表面溶出的金属离子形成有效络合，导致正极片溶出的过量的金属离子游离至负极片表面，催化分解电解液，增加负极片表面发生副反应的概率；当Z过大时(例如大于7重量％)，不仅会增大电池的阻抗，劣化电池的高低温性能；过量的第二添加剂还会增加界面膜副反应的发生概率，从而劣化电池的性能。
在一实例中，所述第一添加剂可以包括硫酸亚乙酯和二氟磷酸锂的组合。
在本发明中，在所述第一添加剂中，二氟磷酸锂和硫酸亚乙酯的质量比可以为1：(0.5-4)，例如1：0.5、1：1、1：2、1：3或1：4。
在一实例中，在所述第一添加剂中，二氟磷酸锂和硫酸亚乙酯的质量比为1：(0.5-2)。
本发明的发明人发现，当第一添加剂包括硫酸亚乙酯和二氟磷酸锂的组合时，能够在负极表面形成更加稳定且致密的SEI膜，降低负极副反应的发生，同时该第一添加剂所形成的SEI膜阻抗较小，可以提升电池的低温放电性能；进一步地，当第一添加剂中，硫酸亚乙酯和二氟磷酸锂以特定的质量比组合时，能够在低温环境下形成良好的界面，降低析锂及紫斑的形成，同时降低高温条件下的鼓气情况。
在一实例中，所述第二添加剂包括丁二腈、己二腈和1,3,6-己烷三腈的组合。丁二腈、己二腈和1,3,6-己烷三腈的质量比可以为(1-1.5)：1：(2-3.5)，例如1：1：2、1：1：3、1：1：3.5、1.5：1：2、1.5：1：3或1.5：1：3.5。
在一实例中，所述第二添加剂包括己二腈、乙二醇双(丙腈)醚和1,3,6-己烷三腈的组合。己二腈、乙二醇双(丙腈)醚和1,3,6-己烷三腈的质量比可以为(1-2)：1：(2-3)，例如1：1：2、1：1：3、2：1：2或2：1：3。
本发明的发明人发现，当第二添加剂包括特定物质的组合时，能够更加有效地络合正极溶出的金属离子，同时，能够提升电解液的抗氧化能力；进一步地，当第二添加剂中，特定的物质以特定的质量比组合时，对正极溶出的金属离子的络合能力更强，从而降低金属离子对电解液的催化作用，有效减少正极溶出的金属离子在负极的发生副反应的概率，从而提升电池的高温性能；并且在该范围内，第二添加剂不会对电池的低温性能产生明显的劣化作用。
在本发明中，所述有机溶剂还可以包括碳酸酯类物质和羧酸酯类物质中的至少一种。所述碳酸酯类物质可以包括氟取代或未取代的下列物质中的至少一种：碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯；所述羧酸酯类物质可以包括氟取代或未取代的下列物质中的至少一种：乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯和正丁酸乙酯。
在本发明中，所述电解液还可以包括电解质盐和第三添加剂。
所述电解质盐可以包括六氟磷酸锂(LiPF6)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂和三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的至少一种。
所述第三添加剂可以包括1,3-丙磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。
在本发明中，所述电解液中所述电解质盐的含量可以为0.5mol/L-2mol/L，例如0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L或2mol/L。
在本发明中，以所述电解液的总重量为基准，所述第三添加剂的含量可以为10-25重量％，例如10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25重量％。
<正极片>
在本发明中，R可以为10Ω-100Ω，例如10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω、35Ω、40Ω、45Ω、50Ω、55Ω、60Ω、65Ω、70Ω、75Ω、80Ω、85Ω、90Ω、95Ω或100Ω。
在一实例中，R为10Ω-50Ω。
在一实例中，R为20Ω-41Ω。
本发明的发明人发现，当R在特定范围内时，能够在不影响电池安全性能的前提下，提高电池的高低温性能；当R过大时(例如大于100Ω)，会增加电池在充放电循环过程中的产热，降低电池的高温性能；并且在低温环境下，如果R过大，还会影响锂离子的传输速度，从而恶化倍率性能，加剧析锂问题。
在本发明中，所述底涂层可以包括无机颗粒、第一导电剂和第一粘结剂。
所述无机颗粒可以包括勃姆石、三氧化二铝、二氧化钛、氧化镁、氧化锆和氧化锌中的至少一种。所述第一导电剂可以包括导电碳黑、碳纤维、石墨烯或碳纳米管中的至少一种。所述第一粘结剂可以包括聚丙烯酸、聚丙烯酸酯类、聚丙烯酸锂、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸镁、丙烯氰多元共聚物或羧甲基纤维素盐中的至少一种。所述聚丙烯酸酯类例如包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的至少一种。所述丙烯腈多元共聚物例如包括丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸锂和丙烯腈-丙烯酸钠中的至少一种。所述羧甲基纤维素盐可以包括羧甲基纤维素锂和羧甲基纤维素钠中的至少一种。
在本发明中，以所述底涂层的总重量为基准，所述第一导电剂的含量可以为0.01-20重量％，例如0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20重量％。
在本发明中，可以通过调整所述底涂层中所述第一导电剂的含量和/或所述无机颗粒的种类来调整R。
在本发明中，所述底涂层的长度可以大于所述正极活性物质层的长度，也可以等于所述正极活性物质层的长度。
在一实例中，所述底涂层的长度大于所述正极活性物质层的长度。
本发明的发明人发现，底涂层的长度大于正极活性物质层的长度时，能够避免正极集流体与负极片的直接接触，从而降低了电池内部发生短路的概率，同时有利于提高正极片整体的硬度和拉伸强度，提高正极片的力学性能，防止在卷绕中变形，产生断裂断带；还增大了底涂层与电解液的接触面积，提升了锂离子的导通能力，提高了正极活性物质层与正极集流体之间的锂离子传输能力，降低了能量密度的损失。
在一实例中，在所述正极片的尾部，所述底涂层在所述正极集流体上的投影长度大于所述正极活性物质层在所述正极集流体上的投影长度。其中，投影为正投影。
在本发明中，所述正极活性物质层可以包括正极活性物质。所述正极活性物质可以包括钴酸锂。
在本发明中，所述钴酸锂可以是进行了掺杂和/或包覆处理的钴酸锂，也可以是未进行掺杂和包覆处理的钴酸锂。
本发明的发明人发现，当X、Y、Z和R满足特定关系的前提下，当正极活性物质包括钴酸锂时，能够进一步提高电池的高低温性能以及改善低温环境下电池析锂的问题。其原因可能在于：钴酸锂与第二添加剂具有较好的匹配效果，钴酸锂正极片表面溶出的金属离子与第二添加剂具有更好的络合作用，相比于其它正极活性材料(例如镍钴锰酸锂等)，第二添加剂与钴酸锂正极片能够形成更加稳定的界面膜，更有利于提高电池的高低温性能。在此基础上，限定了X、Y、Z和R之间的特定关系，能够更进一步地提高电池的高低温性能以及改善低温环境下电池析锂的问题。
在本发明中，所述正极活性物质层还可以包括正极导电剂和正极粘结剂。
所述正极导电剂可以包括导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、碳纳米管、金属粉和导电碳纤维中的至少一种。所述正极粘结剂可以包括羧甲基纤维素钠、丁苯胶乳、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚氧化乙烯中的至少一种。
在本发明中，以所述正极活性物质层的总重量为基准，所述正极活性物质的含量可以为80-99.8重量％(例如80、85、90、95或99.8重量％)，所述正极导电剂的含量可以为0.1-10重量％(例如10、7.5、5、2.5或0.1重量％)，所述正极粘结剂的含量可以为0.1-10重量％(例如10、7.5、5、2.5或0.1重量％)。
在一实例中，以所述正极活性物质层的总重量为基准，所述正极活性物质的含量为90-99.6重量％，所述正极导电剂的含量为0.2-5重量％，所述正极粘结剂的含量为0.2-5重量％。
<电池>
在本发明中，所述电池可以为锂离子电池。
在本发明中，所述电池还可以包括负极片和隔膜。
所述负极片可以包括负极集流体和位于所述负极集流体至少一侧表面的负极活性物质层。所述负极活性物质层包括负极活性物质、负极导电剂和负极粘结剂。
所述负极活性物质可以包括碳基材料和硅基材料。所述碳基材料可以包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳和软碳中的至少一种。所述硅基材料可以包括硅、硅碳、硅氧(SiOA，0<A<2)和硅合金中的至少一种。所述硅碳具有本领域的常规含义，通常认为所述硅碳为硅和碳的复合材料。
所述负极导电剂可以包括导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、碳纳米管、金属粉和导电碳纤维中的至少一种。所述负极粘结剂可以包括羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚四氟乙烯和聚氧化乙烯中的至少一种。
在本发明中，以所述负极活性物质层的总重量为基准，所述负极活性物质的含量可以为80-99.8重量％(例如80、85、90、95或99.8重量％)，所述负极导电剂的含量可以为0.1-10重量％(例如10、7.5、5、2.5或0.1重量％)，所述负极粘结剂的含量可以为0.1-10重量％(例如10、7.5、5、2.5或0.1重量％)。
在一实例中，以所述负极活性物质层的总重量为基准，所述负极活性物质的含量为90-99.6重量％，所述负极导电剂的含量为0.2-5重量％，所述负极粘结剂的含量为0.2-5重量％。
在本发明中，所述隔膜可以包括本领域常规使用的隔膜，例如包括聚乙烯膜和聚丙烯膜中的至少一种。所述电池的组装方式均可以按照本领域常规的方式进行。
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。
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)制备正极片
将勃姆石、导电炭黑和聚丙烯酸酯按照质量比为90:5:5在N-甲基吡咯烷酮溶剂中搅拌均匀，固含量为45％，涂覆于铝箔上，烘干，形成底涂层；
将钴酸锂、PVDF和导电炭黑按照质量比为97:1.5:1.5混合，加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀，固含量为75％，涂覆于底涂层上；经过120℃烘箱干燥、冷压、分切后，在85℃真空条件下烘烤12h，得到正极极片，其中底涂层的长度大于正极活性物质层的长度。
(2)制备负极片
将人造石墨、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、导电炭黑和单壁碳纳米管按照质量比为94.5:2.5:1.5:1:0.5进行混合，加入去离子水，搅拌均匀，固含量为45％，涂覆在铜箔上，将涂覆好的铜箔在室温下晾干，随后转移至80℃烘箱干燥10h，然后经过冷压、分切得到负极片。
(3)制备电解液
在充满氩气的手套箱中(H2O<0.1ppm，O2<0.1ppm)，将EC、PC、DEC、PP和EP混合均匀，其中EC、PC、DEC和PP的质量比为1:2:1:1，EP的含量见表1，然后向其中快速加入1.25mol/L充分干燥的LiPF6，搅拌均匀，继续添加第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂(1,3-丙磺酸内酯和氟代碳酸乙烯酯，其中1,3-丙磺酸内酯在电解液中的含量为3％，氟代碳酸乙烯酯在电解液中的含量为5％)，其中第一添加剂和第二添加剂的具体物质选择和含量见表1，经过水分和游离酸检测合格后得到电解液。
(4)制备电池
将步骤(1)得到的正极片、步骤(2)得到的负极片和隔膜(厚度为5μm的聚乙烯膜，一侧表面设置有2μm厚的Al2O3陶瓷层，另一侧表面以及陶瓷层表面设置有1μm厚的PVDF粘接层)按照正极片、隔离膜和负极片的顺序层叠设置，进行卷绕得到电芯；将电芯置于外包装铝箔中，将步骤(3)制备得到的电解液注入外包装中，经过真空封装、静置、化成、整形、分选等工序，得到电池。
本发明测试例中电池的充放电范围为3.0V-4.5V。
实施例2和实施例3参照实施例1进行，所述不同的是，改变无机颗粒(具体的：实施例2中将勃姆石替换为相同质量的三氧化二铝；实施例3中将勃姆石替换为相同质量的二氧化钛)以及改变电解液的组成，其中电解液的组成见表1。
实施例4组-实施例9组参照实施例1进行，所不同的是，改变电解液的组成，具体参数见表1。
实施例10组参照实施例1进行，所述不同的是，改变R，具体R值见表1。
实施例11组参照实施例1进行，所不同的是，改变底涂层和活性物质层的长度，具体的：实施例11a中，底涂层的长度等于正极活性物质层的长度；实施例11b中，底涂层的长度小于正极活性物质层的长度。
对比例1-对比例3参照实施例1进行，所不同的是，改变电解液的组成，具体参数见表1。
对比例4和对比例5参照实施例1进行，所述不同的是，改变电解液的组成，以及改变R，具体R值见表1。
表1
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测试例
(1)45℃浮充性能测试
将实施例和对比例制备得到的电池，在25℃恒温环境下，将其电量调整至50％SOC，测试电池的初始厚度T1，将电池置于45℃恒温环境下，以0.5C恒流恒压充电至4.45V，恒压充电7天为一个周期，监控电池的热态厚度膨胀变化，以电池明显鼓气或者厚度膨胀＞15％为限定条件，测试电池45℃浮充的最终热态厚度T2，电池45℃浮充厚度膨胀率＝(T2-T1)/T1×100％，记录结果见表2。
(2)-10℃倍率放电测试
取测完OCV后50％SOC的电池：
①在室温(25℃)下静置10min(分钟)；
②0.2C放电至3V；
③静置10min；
④0.7C恒流恒压充电至4.5V，截止0.05C；
⑤在-10℃±2℃下静置2h(小时)；
⑥以要求的倍率放电至3.0V(所述要求的放电倍率为1.5C)；
⑦在25℃±2℃下静置2h(小时)；
放电容量保持率＝-10℃放电容量÷0.2C放电容量×100％，结果记于表2。
(3)130℃热箱测试
实施例和对比例制备得到的电池按0.5C恒流恒压充电至充满电后，搁置于恒温箱内，起始温度为25℃±5℃进行加热，以(5℃±2℃)/min的速度升温至130℃±2℃，并在此温度下保持30分钟，然后结束试验；判定标准：30min及以内电池不起火且不爆炸视为通过，每组进行5次试验，记录结果见表2。
(4)0℃0.5C/0.5C 50T测试
取测完OCV后50％SOC的电池，在0℃恒温箱下静置4小时，以0.5C/0.5C倍率进行充放电测试，截止电压范围为3.0V～4.5V，充放电循环50周，循环50周后将满电电池从0℃恒温箱中取出，解剖处理，观察并记录负极界面的析锂情况，测试结果见表2，其中按照析锂程度从轻到重依次为不析锂、轻微析锂、析锂和析锂严重。
表2
通过表2能够看出，对比例1与实施例1相比，电解液中不含EP，-10℃容量保持率显著降低；对比例2与实施例1相比，电解液中不含第一添加剂，高温性能、低温性能以及安全性能均显著降低；对比例3与实施例1相比，不含第二添加剂，高温性能、低温性能以及安全性能均显著降低；对比例4和对比例5与实施例1相比，X*(Y+Z)/R不在0.5-20范围内，高温性能、低温性能以及安全性能均显著降低。
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，所述电池包括正极片和电解液；
所述正极片包括正极集流体、位于所述正极集流体至少一侧表面的底涂层和位于所述底涂层外表面上的正极活性物质层；
所述电解液包括有机溶剂、第一添加剂和第二添加剂；所述有机溶剂包括丙酸乙酯，所述第一添加剂包括硫酸亚乙酯和二氟磷酸锂中的至少一种，所述第二添加剂包括丁二腈、己二腈、乙二醇双(丙腈)醚、1,3,6-己烷三腈、甘油三腈和1,2,3,4,5-五(2-氰乙氧基)戊烷中的至少一种；
以所述电解液的总重量为基准，丙酸乙酯的含量为X，所述第一添加剂的含量为Y，所述第二添加剂的含量为Z；所述正极片在所述电池SOC为70％-80％时的膜片电阻为R，X、Y、Z和R满足：0.5≤X*(Y+Z)/R≤20。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，2.5≤X*(Y+Z)/R≤10；
优选地，3.5≤X*(Y+Z)/R≤7.5。
3.根据权利要求1所述的电池，其中，X为5-40重量％；优选为15-30重量％；
和/或，Y为0.5-3重量％；优选为1-2重量％；
和/或，Z为3-7重量％；优选为4-6重量％；
和/或，R为10Ω-100Ω；优选为10Ω-50Ω；更优选为20Ω-41Ω。
4.根据权利要求1所述的电池，其中，所述第一添加剂包括硫酸亚乙酯和二氟磷酸锂的组合；
优选地，在所述第一添加剂中，二氟磷酸锂和硫酸亚乙酯的质量比为1：(0.5-4)；
更优选地，在所述第一添加剂中，二氟磷酸锂和硫酸亚乙酯的质量比为1：(0.5-2)。
5.根据权利要求1所述的电池，其中，所述第二添加剂包括丁二腈、己二腈和1,3,6-己烷三腈的组合；优选地，丁二腈、己二腈和1,3,6-己烷三腈的质量比为(1-1.5)：1：(2-3.5)；
和/或，所述第二添加剂包括己二腈、乙二醇双(丙腈)醚和1,3,6-己烷三腈的组合；优选地，己二腈、乙二醇双(丙腈)醚和1,3,6-己烷三腈的质量比为(1-2)：1：(2-3)。
6.根据权利要求1所述的电池，其中，所述电解液还包括电解质盐和第三添加剂；
优选地，所述电解质盐包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂和三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的至少一种；
优选地，所述第三添加剂包括1,3-丙磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的电池，其中，以所述电解液的总重量为基准，所述第三添加剂的含量为10-25重量％；
和/或，所述电解液中所述电解质盐的浓度为0.5mol/L-2mol/L。
8.根据权利要求1所述的电池，其中，所述底涂层包括无机颗粒、第一导电剂和第一粘结剂；
优选地，所述无机颗粒包括勃姆石、三氧化二铝、二氧化钛、氧化镁、氧化锆和氧化锌中的至少一种；
优选地，所述第一导电剂包括导电碳黑、碳纤维、石墨烯或碳纳米管中的至少一种；
优选地，所述第一粘结剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸酯类、聚丙烯酸锂、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸镁、丙烯氰多元共聚物或羧甲基纤维素盐中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的电池，其中，所述底涂层的长度大于等于所述正极活性物质层的长度；
优选地，所述底涂层的长度大于所述正极活性物质层的长度；
更优选地，在所述正极片的尾部，所述底涂层在所述正极集流体上的投影长度大于所述正极活性物质层在所述正极集流体上的投影长度。
10.根据权利要求1所述的电池，其中，所述正极活性物质层包括正极活性物质，所述正极活性物质包括钴酸锂。
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