本發(fā)明屬于電池，具體涉及一種高溫性能優(yōu)異的高電壓型電池。

背景技術(shù)：

1、近年來，電池在智能手機(jī)、平板電腦、智能穿戴、電動(dòng)工具和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著電池的廣泛應(yīng)用，消費(fèi)者對電池能量密度和使用環(huán)境的要求不斷提高，這就要求電池能夠在高電壓下具有優(yōu)異的高溫安全性能。

2、目前，電池在使用過程中存在安全隱患，例如當(dāng)電池處于持續(xù)高溫等一些極端使用情況下容易發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，電芯變形起火甚至爆炸。造成這些問題的主要原因一方面是電池極片終止膠帶的膠層在高溫高壓下易溶于電解液而失去粘結(jié)性，使得膠帶不能起到有效固定的作用，導(dǎo)致電芯局部變形起翹或發(fā)生短路引發(fā)安全事故；另一方面是電解液在高溫高電壓下易分解，在正負(fù)極表面發(fā)生氧化還原分解破壞sei膜，致使電芯阻抗不斷增加，劣化電芯性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有電池在高溫環(huán)境下使用時(shí)正極片終止膠帶起翹變形導(dǎo)致電芯高溫存儲(chǔ)厚度失效和高溫循環(huán)析鋰、正極片終止膠帶中的膠層易溶于非水電解液、以及非水電解液易在正負(fù)極界面氧化還原分解等問題，提供一種電池，其是高電壓型電池且具有優(yōu)異的高溫性能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

3、一種電池，其包括正極片、負(fù)極片、非水電解液以及隔膜；所述正極片的涂膏尾部設(shè)置正極片終止膠帶；所述非水電解液包括非水有機(jī)溶劑和鋰鹽；

4、所述正極片終止膠帶的面積為a?cm2，所述鋰鹽的濃度為b?mol/l，所述正極片的寬度為c?cm，其中，a與b的比值在2～20范圍之間；a與c的比值在1～3范圍之間。

5、在電池中，正極片終止膠帶的數(shù)量為兩個(gè)，即在正極片中正極集流體兩側(cè)表面均設(shè)置一個(gè)正極片終止膠帶，所述正極片終止膠帶的面積a是指在正極片中正極集流體一側(cè)表面設(shè)置的正極片終止膠帶的面積。進(jìn)一步地，在正極片中正極集流體兩側(cè)表面設(shè)置的正極片終止膠帶的面積相同。

6、根據(jù)本發(fā)明，所述a與b的比值為2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或上述兩兩端點(diǎn)組成的范圍中的任意點(diǎn)值。當(dāng)a與b的比值在2～20范圍之間時(shí)，非水電解液中高濃度的鋰鹽和正極片終止膠帶能有更好的協(xié)同作用；具體地，高濃度的溶質(zhì)鋰鹽更利于增強(qiáng)溶液中的溶質(zhì)與溶劑間的作用力，自由態(tài)的溶劑分子消失，形成一種新的非水電解液，即高濃度非水電解液，在當(dāng)前比例下更有利于非水電解液形成特定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，離子(如鋰離子)與有限的自由態(tài)的溶劑分子和陰離子形成配位，顯著區(qū)別于以自由態(tài)溶劑分子為主體的常規(guī)低濃度電解液，可以更好的減緩正極片終止膠帶浸泡在非水電解液后正極片終止膠帶中的膠層的老化，使其仍然保持良好的耐多次撓曲性和粘結(jié)力，確保在非水電解液浸泡下仍維持定伸強(qiáng)力，延緩正極片終止膠帶的老化失效，避免膠層溢出正極片終止膠帶并覆蓋在正極活性物質(zhì)表面造成堵孔，改善由于正極片終止膠帶起翹導(dǎo)致的電芯變形，同時(shí)改善電芯循環(huán)過程中由于堵孔導(dǎo)致的邊緣析鋰等問題。

7、根據(jù)本發(fā)明，所述a與c的比值為1、1.2、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.5、3或上述兩兩端點(diǎn)組成的范圍內(nèi)的任意點(diǎn)值。當(dāng)a與c的比值在1～3范圍之間時(shí)，正極片終止膠帶的膠層面積更加合理地覆蓋在涂膏和空箔表面，以減少電解液對膠層的影響。

8、根據(jù)本發(fā)明，所述正極片的涂膏尾部設(shè)置正極片終止膠帶，所述正極片終止膠帶的設(shè)置還可以將電芯的尾部進(jìn)行固定，同時(shí)覆蓋住正極片切邊的毛刺，防止電池短路，起到絕緣保護(hù)的作用。

9、根據(jù)本發(fā)明，所述正極片終止膠帶的面積a在3cm2～120cm2范圍之間；示例性地，所述正極片終止膠帶的面積a為3cm2、5cm2、10cm2、20cm2、30cm2、40cm2、50cm2、60cm2、70cm2、80cm2、90cm2、100cm2、120cm2或上述兩兩端點(diǎn)組成的范圍內(nèi)的任意點(diǎn)值。

10、根據(jù)本發(fā)明，所述正極片的寬度c在1cm～120cm范圍之間；示例性地，所述正極片的寬度c為1cm、3cm、5cm、6cm、8cm、10cm、16cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm、110cm、120cm或上述兩兩端點(diǎn)組成的范圍內(nèi)的任意點(diǎn)值。

11、根據(jù)本發(fā)明，所述正極片終止膠帶包括pet基材及涂覆于pet基材表面的橡膠終止膠層。

12、根據(jù)本發(fā)明，所述正極片終止膠帶的厚度為8μm～20μm。

13、根據(jù)本發(fā)明，所述橡膠終止膠層包括交聯(lián)改性橡膠。

14、根據(jù)本發(fā)明，所述交聯(lián)改性橡膠的交聯(lián)劑包括碳酸亞乙烯酯。

15、根據(jù)本發(fā)明，所述交聯(lián)改性橡膠的橡膠選自天然橡膠、丁苯橡膠、聚異丁烯橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠等中的至少一種。

16、根據(jù)本發(fā)明，所述碳酸亞乙烯酯的含量占交聯(lián)改性橡膠質(zhì)量的0.5～5wt.％，例如為0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、3.8wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％。

17、根據(jù)本發(fā)明，所述交聯(lián)改性橡膠中還包括助劑，所述助劑例如選自抗氧劑、無機(jī)填料等中的至少一種。

18、根據(jù)本發(fā)明，所述抗氧劑為常規(guī)使用的適合于交聯(lián)改性橡膠的抗氧劑。

19、根據(jù)本發(fā)明，所述無機(jī)填料為常規(guī)使用的適合于交聯(lián)改性橡膠的無機(jī)填料。

20、根據(jù)本發(fā)明，所述鋰鹽的濃度為非水電解液中鋰鹽的摩爾百分含量(單位為mol/l)。

21、根據(jù)本發(fā)明，所述鋰鹽的濃度b為1mol/l～6mol/l；優(yōu)選地，所述鋰鹽的濃度b為1.5mol/l～3mol/l；例如為1mol/l、1.5mol/l、2mol/l、2.5mol/l、3mol/l、3.5mol/l、4mol/l、5mol/l或6mol/l。

22、根據(jù)本發(fā)明，所述電解液添加劑還包括1,3-丙磺酸內(nèi)酯、1,3-丙烯磺酸內(nèi)酯、氟代碳酸乙烯酯、亞硫酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、二草酸硼酸鋰、二氟磷酸鋰、二氟草酸磷酸鋰和乙烯基碳酸乙烯酯中的至少一種，其含量占非水電解液總質(zhì)量的0～10wt％。

23、根據(jù)本發(fā)明，所述的非水有機(jī)溶劑選自碳酸酯、羧酸酯和氟代醚中的至少一種，其中，所述的碳酸酯選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯中的一種或多種組合；所述的羧酸酯選自丙酸乙酯、丙酸丙酯中的一種或多種組合；所述的氟代醚選自1,1,2,3-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚。

24、根據(jù)本發(fā)明，所述鋰鹽選自雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰和六氟磷酸鋰中的至少一種。

25、根據(jù)本發(fā)明，所述正極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體一側(cè)或兩側(cè)表面的正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層包括正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑，

26、所述的正極活性物質(zhì)選自鈷酸鋰或經(jīng)過al、mg、mn、cr、ti、zr中兩種或多種元素?fù)诫s包覆處理的鈷酸鋰，所述經(jīng)過al、mg、mn、cr、ti、zr中兩種或多種元素?fù)诫s包覆處理的鈷酸鋰的化學(xué)式為lixco1-y1-y2-y3-y4ay1by2cy3dy4o2；0.95≤x≤1.05，0.01≤y1≤0.1，0.01≤y2≤0.1，0≤y3≤0.1，0≤y4≤0.1，a、b、c、d選自al、mg、mn、cr、ti、zr中兩種或多種元素。

27、根據(jù)本發(fā)明，所述負(fù)極片包括負(fù)極集流體和涂覆在負(fù)極集流體一側(cè)或兩側(cè)表面的負(fù)極活性物質(zhì)層，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑，

28、所述的負(fù)極活性物質(zhì)選自石墨或含1～12wt％siox/c或si/c的石墨復(fù)合材料。

29、根據(jù)本發(fā)明，所述電池的充電截止電壓在4.45v及以上。

30、根據(jù)本發(fā)明，所述電池為鋰離子電池。

31、本發(fā)明中，術(shù)語“在……范圍之間”包括端點(diǎn)值，示例性地，“2～20范圍之間”及表示大于等于2且小于等于20。

32、本發(fā)明的有益效果在于：

33、本發(fā)明提供一種電池，其為高電壓型電池且具有優(yōu)異的高溫性能。本發(fā)明的發(fā)明人通過銳意研究發(fā)現(xiàn)，通過正極片終止膠帶與非水電解液的協(xié)同作用，能夠有效提高制備得到的電池的電芯高溫性能，同時(shí)還能解決電芯循環(huán)后極片邊緣析鋰的問題，避免電池在高溫環(huán)境下使用時(shí)正極片終止膠帶起翹變形導(dǎo)致電芯高溫存儲(chǔ)厚度失效和高溫循環(huán)析鋰、正極片終止膠帶中的膠層易溶于非水電解液、以及非水電解液易在正負(fù)極界面氧化還原分解等問題。

34、具體地，高濃度的溶質(zhì)鋰鹽更利于增強(qiáng)溶液中的溶質(zhì)與溶劑間的作用力，自由態(tài)的溶劑分子消失，形成一種新的非水電解液，即高濃度非水電解液，在當(dāng)前比例下更有利于非水電解液形成特定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，離子(如鋰離子)與有限的自由態(tài)的溶劑分子和陰離子形成配位，顯著區(qū)別于以自由態(tài)溶劑分子為主體的常規(guī)低濃度電解液，可抑制電解液對膠帶的浸泡，使橡膠終止膠層保持較好的粘性更加穩(wěn)定降低液化和流動(dòng)性，可以更好的減緩正極片終止膠帶浸泡在非水電解液后橡膠終止膠層的老化，使其仍然保持良好的耐多次撓曲性和粘結(jié)力，確保在非水電解液浸泡下仍維持定伸強(qiáng)力，延緩正極片終止膠帶的老化失效，避免橡膠終止膠層溢出正極片終止膠帶并覆蓋在正極活性物質(zhì)表面造成堵孔，改善由于正極片終止膠帶起翹導(dǎo)致的電芯變形，同時(shí)改善電芯循環(huán)過程中由于堵孔導(dǎo)致的邊緣析鋰等問題。

35、進(jìn)一步地，隨著鋰鹽濃度的增加，非水電解液的工作電壓范圍變寬，匹配高電壓正極材料實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定充放電，可燃性溶劑分子較少，可緩解電解液與正極產(chǎn)生的活性氧的反應(yīng)，提高電池的壽命及安全性。

36、進(jìn)一步地，所述非水電解液中的添加劑還可以在正負(fù)極表面形成堅(jiān)固的電極/電解液界面膜，優(yōu)化離子在正負(fù)極表面的嵌入/脫出，提高了電池的循環(huán)性能。

37、進(jìn)一步地，所述正極終止膠帶中的橡膠終止膠層中含有碳酸亞乙烯酯，其可參與橡膠交聯(lián)聚合，起到防龜裂作用，使橡膠終止膠層更耐高溫高壓，穩(wěn)定膠層結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提升電芯高溫性能。