[发明专利]一种电池

说明书

本申请涉及电池领域，具体地讲，涉及一种电池。本申请的电池包括正极极片、负极极片和电解液，正极集流体包括绝缘层和导电层，绝缘层用于承载导电层，导电层用于承载正极活性材料层，导电层位于绝缘层的至少一个表面上，导电层的厚度为D2，D2满足：300nm≤D2≤2μm；导电层的至少一个表面上设置有保护层；负极集流体为厚度为1μm～5.9μm的铜箔集流体。本申请的电池不仅可提高电池的安全性能，同时兼具良好的倍率性能，还可以提高电池的重量能量密度。

技术领域

本申请涉及电池领域，具体地讲，涉及一种电池。

背景技术

锂离子电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。然而锂离子电池在受到挤压、碰撞或穿刺等异常情况时很容易发生着火、爆炸，从而引起严重危害。因此锂离子电池的安全问题很大程度地限制了锂离子电池的应用和普及。

大量实验结果表明，电池内短路是造成锂离子电池安全隐患的根本所在。为了避免发生电池内短路，研究者们试图改进隔膜结构、电池机械结构等。其中有些研究是从改善集流体的设计方面来提升锂离子电池的安全性能。

当由于发生碰撞、挤压、穿刺等异常情况而导致电池发生内短路时，电池温度会上升；已有技术中有采用在金属集流体的材料中加入低熔点合金的技术方案，随着电池温度的上升，该集流体中的低熔点合金发生熔融，从而造成极片断路，由此切断电流，从而改善了电池的安全性；或采用具有树脂层两面复合有金属层的多层结构的集流体，随着电池温度的上升，当达到树脂层的材料的熔点时，该集流体的树脂层熔融而使极片破损，由此切断电流，从而改善电池的安全问题。

然而已有技术中的这些方法都无法有效地阻止锂离子电池内短路的发生，而且也无法保证在异常情况发生后电池还可以继续工作。在上述这些改进方法中，电池发生内短路后，电池温度依然会急剧升高，当电池温度骤升时，若安全构件不能快速响应的话，则依然会发生不同程度的危险；而且在上述这些改进方法中，在安全构件响应后，虽然电池的安全隐患得以解决，然而电池却无法继续工作。

因此，有必要提供一种能在碰撞、挤压、穿刺等异常情况发生后，有效地防止电池由于内短路的发生而引起的着火、爆炸等事故且不影响电池正常工作的电池设计。

发明内容

鉴于此，本申请提出一种电池，以提高电池的安全性能，同时兼具良好的倍率性能。

本申请的电池包括正极极片、负极极片和电解液，所述正极集流体包括绝缘层和导电层，所述绝缘层用于承载所述导电层，所述导电层用于承载所述正极活性材料层，所述导电层位于所述绝缘层的至少一个表面上，所述导电层的厚度为D2，D2满足：300nm≤D2≤2μm；所述导电层的至少一个表面上设置有保护层；所述负极集流体为厚度为1μm～5.9μm的铜箔集流体。

本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：

首先，本申请电池中的正极集流体的绝缘层不导电，因此其电阻较大，可以提高电池在异常情况下发生短路时的短路电阻，使短路电流大幅度减小，因此可极大地降低短路产热量，从而改善电池的安全性能；同时本申请电池的正极集流体通过采用设置有较小厚度的导电层的绝缘层代替传统的纯金属箔集流体，还可以提高电池的重量能量密度；

其次，本申请电池的正极集流体上还设置有保护层，该导电层一方面可以保证集流体能够为电极活性材料层提供电子，即起到导电和集流的作用，另一方面保护层还可以整体提高集流体的机械强度，进一步提高电池的安全性能，同时还有效防止导电层被破坏，或者发生氧化、腐蚀等现象，显著改善集流体的工作稳定性和使用寿命。

最后，本申请电池的正极集流体虽然可以改善电池的安全性能，但其导电性能较传统铝箔集流体差，因此本申请的电池的负极集流体采用厚度为1μm～5.9μm的铜箔集流体，从而可以保证电池的倍率性能，且可以防止负极析锂。