二次电池及电化学装置制造方法及图纸

本申请的实施例公开了一种二次电池及电化学装置，其中二次电池包括：正极极片、隔离膜、电解液及负极极片，所述负极极片包括：负极集流体以及设置于所述负极集流体上的负极活性物质层；其中，所述负极极片的非法拉第电量为Q C，满足：0.05≤Q≤2.5，其中，Q＝Cdl

【技术实现步骤摘要】
二次电池及电化学装置


[0001]本申请涉及电池
，特别涉及一种二次电池及电化学装置。

技术介绍

[0002]随着新能源行业的快速发展，对于有更大容量、更耐用、具有更为长久续航能力的二次电池的需求十分迫切。负极材料作为二次电池的核心部分之一，保证负极材料高容量的同时提升其循环寿命也是解决上述问题的有效途径之一。因此，如何提高二次电池的循环性能、循环寿命成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本申请的实施例提供一种二次电池及电化学装置，以提高电池的循环性能及循环寿命。
[0004]为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：
[0005]一方面，提供了一种二次电池，包括：正极极片、隔离膜、电解液及负极极片，所述负极极片包括：
[0006]负极集流体以及
[0007]设置于所述负极集流体上的负极活性物质层；
[0008]其中，所述负极极片的非法拉第电量为Q C，满足：0.05≤Q≤2.5，其中，Q＝Cdl
×
ΔU；
[0009]Cdl nF为所述负极极片的非法拉第电容；
[0010]ΔU V为所述负极活性物质层的电位区间。
[0011]根据本申请的实施例，所述Cdl满足：0.5≤Cdl≤5，所述ΔU满足：0.1≤ΔU≤0.5。
[0012]根据本申请的实施例，所述负极活性物质层包括人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、无定型碳、碳纤维碳纳米管或中间相炭微球中的一种或几种。
[0013]根据本申请的实施例，所述负极活性物质层相对电解液的表面接触角为θ，所述θ满足：10
°
≤θ≤40
°
。
[0014]根据本申请的实施例，所述负极活性物质层的电阻为RmΩ，满足：5≤R≤20。
[0015]根据本申请的实施例，所述负极活性物质层的OI值的大小为2～15。
[0016]根据本申请的实施例，所述负极活性物质层包含负极活性物质，所述负极活性物质的细粉的数量百分含量为0～80％，所述负极活性物质的粗粉的数量百分含量为0～60％；
[0017]所述细粉是指粒径小于或等于2.2μm的负极活性物质颗粒，所述粗粉是指粒径大于或等于35μm的负极活性物质颗粒。
[0018]根据本申请的实施例，所述负极活性物质的细粉的数量百分含量为0～40％；
[0019]所述负极活性物质的粗粉的数量百分含量为0～30％。
[0020]根据本申请的实施例，所述电解液包括锂盐添加剂，所述锂盐添加剂包括四氟硼
酸锂、双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂及双氟磺酰亚胺锂中的一种或几种。
[0021]根据本申请的实施例，所述电解液中锂盐添加剂的含量为X，满足：0.1％≤X≤2％。
[0022]根据本申请的实施例，所述负极活性物质层上包含保护膜层，所述保护膜层的厚度为Hnm，满足：0.4≤10X
·
H+Q≤36。
[0023]根据本申请的实施例，所述保护膜层的厚度H满足：5≤H≤180。
[0024]另一方面，还提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括如上述任一项所述的二次电池。
[0025]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本申请中通过限定负极极片的非法拉第电量控制在0.05C～2.5C范围内，同时通过限定负极极片的非法拉第电量满足Q＝Cdl
×
ΔU，以使得负极极片在高能量密度的电池产品中，可以更好的平衡大倍率及充放电特性，避免出现因电解液浸润不良而导致的析锂等界面劣化现象，有效降低极片的极化现象，制得的二次电池一致性更好，循环寿命长，倍率性能及动力学性能优异。
附图说明
[0026]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0027]图1为实施例1中所制备的负极极片的扫描速率
‑
电流散点图的拟合曲线。
具体实施方式
[0028]为了使本申请的目的、技术方案和有益效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本申请，并不是为了限定本申请。
[0029]随着新能源行业的发展，人们对二次电池提出了更高需求，二次电池，例如锂离子电池，当锂离子电池应用于电动汽车中时，需要尽可能的延长其单次续航里程和使用寿命，电动汽车使用的二次电池在充放电过程中伴随着放热，会加速其内部化学体系的老化，因此二次电池在长期循环和储存过程中，会引起电池性能的衰减，主要表现为二次电池容量的衰减、内阻的增加和功率性能降低。
[0030]为了改善上述问题，本申请提供了具有特定非法拉第电量的负极极片，以使得负极极片在高能量密度的电池产品中，可以更好的平衡大倍率及充放电特性，减少出现因电解液浸润不良而导致的析锂等界面劣化现象，有效降低极片的极化现象，制得的二次电池一致性更好，循环寿命长，倍率性能及动力学性能优异。
[0031]在本申请的实施例中，本申请提供了一种二次电池，其包括如下所述的正极极片、隔离膜、电解液及负极极片。
[0032]I、负极极片
[0033]负极极片包括负极集流体以及设置于所述负极集流体上的负极活性物质层，所述负极活性物质层包含负极活性物质。
[0034]1、非法拉第电量
[0035]本申请中的二次电池的一个特征在于所述负极极片的非法拉第电量为Q C，满足：0.05≤Q≤2.5，其中，Q＝Cdl
×
ΔU；Cdl nF为负极极片的非法拉第电容；ΔU V为负极活性物质层的电位区间。
[0036]其中，所述负极极片的非法拉第电量为Q C，满足：0.05≤Q≤2.5。比如，负极极片的非法拉第电量Q C可以为0.05C、0.07C、0.09C、0.15C、0.25C、0.53C、0.78C、0.85C、0.97C、1.2C、1.5C、1.8C、2.0C、2.2C、2.5C或其中任意二者组成的范围。值得说明的是，该非法拉第电量Q的具体数值仅是示例性地给出，只要在0.05C～2.5C范围内的任意值均在本申请的保护范围内。
[0037]可以理解地，二次电池的电化学反应主要为发生在电极表面上的表面反应，该反应可分为
①
传质反应，离子传递至电极表面；
②
非法拉第反应，不发生穿过电极界面的电荷移动，离子在活性物质表面物理性的吸附、脱离来存储、释放电荷；
③
法拉第反应，活性物质的氧化态发生变化、电荷移向活性物质内部。非法拉第电容值(Cdl)可以体现负极极片中负极活性物质活性位点的数量，可根据不同扫描速率下线性伏安扫描法(LSV)在非法拉第反应区间内的曲线，即电流密度随扫描速率的变化而变化，来评估其非法拉第电容值。具体的，非法拉第电容值(Cdl)影响电化学活性点数量，影响材料与电解本文档来自技高网...

【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、隔离膜、电解液及负极极片，所述负极极片包括：负极集流体；以及设置于所述负极集流体上的负极活性物质层；其中，所述负极极片的非法拉第电量为Q C，满足：0.05≤Q≤2.5，其中，Q＝Cdl
×
ΔU；Cdl nF为所述负极极片的非法拉第电容；ΔU V为所述负极活性物质层的电位区间。2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述Cdl满足：0.5≤Cdl≤5，所述ΔU满足：0.1≤ΔU≤0.5。3.如权利要求1～2任一项所述的二次电池，其特征在于，所述负极活性物质层包括人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、无定型碳、碳纤维碳纳米管或中间相炭微球中的一种或几种。4.如权利要求1～2任一项所述的二次电池，其特征在于，所述负极活性物质层相对电解液的表面接触角为θ，所述θ满足：10
°
≤θ≤40
°
。5.如权利要求1～2任一项所述的二次电池，其特征在于，所述负极活性物质层的电阻为RmΩ，满足：5≤R≤20。6.如权利要求1～2任一项所述的二次电池，其特征在于，所述负极活性物质层的OI值的大小为2～15。7.如权利要求1～2任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嫚，陈云，刘鹏，褚春波，
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：