一种二次电池及用电设备制造技术

本申请公开了一种二次电池及用电设备。二次电池包括正极极片以及负极极片，二次电池满足：0.258≤CB/PD≤0.700。本申请通过合理控制CB值与PD之间的范围，提升二次电池的循环和存储寿命，并且提升了二次电池的能量效率，减少充放电过程中的能量损失。充放电过程中的能量损失。

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池及用电设备


[0001]本申请涉及电池
，具体涉及一种二次电池及用电设备。

技术介绍

[0002]锂离子电池在储能领域优势巨大，但在实际应用中仍存在一些问题，以磷酸铁锂电池为例，磷酸铁锂单体电池的使用寿命为4000
‑
6000次，很难满足对寿命要求较高的储能项目20
‑
30年使用寿命(循环次数超过10000次)的要求，活性锂损失是储能锂离子电池寿命衰减的主要因素。在电池循环脱嵌锂过程中，由于石墨的膨胀收缩、正极过渡金属溶出等原因，造成SEI的破裂和生成，SEI膜面积和厚度增加，消耗电池体系有限的活性锂，最终导致电池使用寿命缩短。如何减少和补充电池衰减过程中的活性锂消耗，是提升磷酸铁锂电池寿命的关键问题。
[0003]为了解决此类问题，常见的方式是对负极进行“补锂”，根据补锂方法的不同可以分为物理补锂和电化学补锂。但是物理补锂容易造成后续的循环电池析锂，导致电池短路，具有安全隐患；电化学补锂可以弥补物理补锂的缺点，但目前的方法成效较小或工艺繁琐或成本高，不适合实际生产推广。
[0004]因此需开发一种二次电池，具有超长的循环寿命和优异的电化学性能，易于加工制造，且具有更低的使用成本。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种二次电池，通过调整电池的CB值以及正极极片的压实密度之间的关系，提升二次电池的循环和存储寿命。
[0006]本申请实施例提供一种二次电池，包括：正极极片以及负极极片，所述二次电池满足：0.258≤CB/PD≤0.700；其中，CB为单位面积所述负极极片的容量与单位面积所述正极极片的容量的比值；PD为所述正极极片的压实密度，单位为g/cm3。
[0007]在一些实施例中，0.275≤CB/PD≤0.55。
[0008]在一些实施例中，0.31≤CB/PD≤0.48。
[0009]在一些实施例中，0.8≤CB≤1.1。
[0010]在一些实施例中，0.8≤CB≤1.05。
[0011]在一些实施例中，正极极片的压实密度PD满足：1.5≤PD≤3.1，单位为g/cm3。
[0012]所述正极极片包括正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料；所述负极极片包括负极活性材料层，所述负极活性材料层包括负极活性材料；所述正极活性材料和所述负极活性材料满足：2≤Dv50
’
/Dv50≤25；其中，Dv50
’
为所述负极活性材料累计体积百分数达到50％时所对应的粒径，单位为μm；Dv50为所述正极活性材料累计体积百分数达到50％时所对应的粒径，单位为μm。
[0013]在一些实施例中，所述负极活性材料的颗粒粒径满足：5μm≤Dv50
’
≤25μm。
[0014]在一些实施例中，所述正极活性材料的颗粒粒径满足：0.3μm≤Dv50≤3.5μm。
[0015]在一些实施例中，所述负极活性材料的颗粒粒径满足：0.5≤Dv10
’
≤10，2.5≤Dv90
’
≤45，Dv99
’
≤50，Dn10
’
≤4，0.5≤Dn50
’
≤10.5，1.5≤Dn90
’
≤25，Dn99
’
≤40，颗粒粒径单位为μm。
[0016]在一些实施例中，所述正极活性材料的颗粒粒径满足：0.1≤Dv10≤1，0.5≤Dv90≤6.5，3.5≤Dv99≤20，0.05≤Dn10≤1，0.1≤Dn50≤2.5，0.5≤Dn90≤3.5，1.5≤Dn99≤10，颗粒粒径单位为μm。
[0017]在一些实施例中，所述正极活性材料层和所述负极活性材料层满足：0≤(H1‑
H2)/H2≤0.9；其中，H1为单面所述正极活性材料层的厚度，单位为μm；H2为单面所述负极活性材料层的厚度，单位为μm。
[0018]在一些实施例中，40μm≤H1≤160μm，30μm≤H2≤120μm。
[0019]在一些实施例中，所述正极活性材料的化学式包括Li
y
A
x
Fe
(1
‑
x)
PO4，0.8≤y≤1.2，0＜x＜1，A元素包括Ni、Co、Mn、Mg、Ca、Ba、Ti、V中的至少一种。
[0020]在一些实施例中，A元素在所述正极活性材料中的重量占比为0
‑
36％。
[0021]所述二次电池包括电解液，所述电解液包括第一添加剂，所述第一添加剂包括碳酸亚乙烯酯和乙烯基碳酸亚乙酯中的至少一种。
[0022]所述电解液包括第二添加剂，所述第二添加剂包括LiFSI、LiODFB、LiPO2F2、LiBF4和LiBOB中的至少一种。
[0023]在一些实施例中，所述第一添加剂占所述电解液总重量的a％，其中a、CB和PD之间满足：0.2≤a
×
CB/PD≤3。
[0024]在一些实施例中，所述第二添加剂占所述电解液总重量的b％；a、b之间满足以下特征中的至少一种：
[0025](Ⅰ)0.1≤a+b≤5；
[0026](Ⅱ)0.1≤a/b≤10。
[0027]在一些实施例中，所述二次电池满足：1.1≤CB
’
≤1.3；其中，CB
’
为单位面积所述负极极片的可逆容量与单位面积所述正极极片的实际发挥容量的比值。
[0028]相应的，本申请还提供一种用电设备，包括所述二次电池，所述二次电池作为所述用电设备的供电电源。
[0029]有益效果：与现有技术相比，本申请的二次电池，包括正极极片以及负极极片，二次电池满足：0.258≤CB/PD≤0.700，本申请通过对电池设计CB值与正极极片PD比值的控制，提升二次电池的循环和存储寿命，并且提升了二次电池的能量效率，减少充放电过程中的能量损失。
具体实施方式
[0030]下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。另外，在本申请的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。本申请的各种实施例可以以一个范围的型式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围
以及该范围内的单一数值。
[0031]需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
[0032]为了提高二次电池的使用寿命，本申请提出了一种二次电池和用电设备。本申请的二次电池包括正极极片以及负极极片，二次电池满足：0.258≤CB/PD≤0.700，其中，CB值为单位面积负极极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其特征在于，包括：正极极片以及负极极片，所述二次电池满足：0.258≤CB/PD≤0.700；其中，CB为单位面积所述负极极片的容量与单位面积所述正极极片的容量的比值；PD为所述正极极片的压实密度，单位为g/cm3。2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池满足：0.8≤CB≤1.1；和/或1.5g/cm3≤PD≤3.1g/cm3。3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极极片包括正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料；所述负极极片包括负极活性材料层，所述负极活性材料层包括负极活性材料；所述正极活性材料和所述负极活性材料满足：2≤Dv50
’
/Dv50≤25；其中，Dv50
’
为所述负极活性材料累计体积百分数达到50％时所对应的粒径，单位为μm；Dv50为所述正极活性材料累计体积百分数达到50％时所对应的粒径，单位为μm。4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述负极活性材料的颗粒粒径满足：5μm≤Dv50
’
≤25μm，所述正极活性材料的颗粒粒径满足：0.3μm≤Dv50≤3.5μm。5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述负极活性材料的颗粒粒径满足：0.5≤Dv10
’
≤10，2.5≤Dv90
’
≤45，Dv99
’
≤50，Dn10
’
≤4，0.5≤Dn50
’
≤10.5，1.5≤Dn90
’
≤5，Dn99

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭辉，王宝玉，陈辉，张耀，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：发明
国别省市：