一种二次电池制造技术

本发明专利技术属于二次电池技术领域，尤其涉及一种二次电池，包括正极片和负极片，所述正极片包括正极集流体以及设置于正极集流体两侧表面的正极涂层，所述负极片包括负极集流体以及设置于所述负极集流体两侧表面的负极涂层，所述正极片和负极片的孔隙截面和面密度满足相关关系式。本发明专利技术的一种二次电池，对正极片和负极片的涂层的孔隙截面以及面密度进行设计，使得二者搭配性能搭配更好，具有更好的放电比容量和放电效率。容量和放电效率。容量和放电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池


[0001]本专利技术属于二次电池
，尤其涉及一种二次电池。

技术介绍

[0002]随着人类科技发展的需求和一系列的能源问题，人们对便携式电源和能源的存储尤其是大型储能系统和新能源汽车提出了更高的要求。而锂离子电池具有高能量密度、高工作电压、高循环寿命和低自放电率等优点，具有很强的竞争优势。因而，研发具有优异的整体性能锂离子电池是非常重要的。负极材料作为锂离子电池的重要一部分，开发高性能的负极材料是制造性能优异的锂离子的先决条件之一。
[0003]硅基氧化物(SiOx，0＜x≤2)作为锂离子电池的负极材料，具有适当的嵌锂电位、高的理论比容量、环保无污染、自然资源的丰富等优点，在新型的锂离子电池领域具有广阔的应用前景。目前，在制备含硅负极材料的方法中，例如有将硅基氧化物与石墨类碳进行复合制备得到硅碳复合负极材料，复合负极材料能够有效改善二氧化硅和硅的电化学性能，石墨类碳的存在也能缓冲体积变化，同时也提升了锂的储存能力。
[0004]在开发高性能的电池时，尤其在考虑含硅基氧化物以及石墨类的硅碳复合负极材料时，不同于单一的硅基负极材料，硅基氧化物与石墨类碳的复合负极材料所制备的极片结构肯定不同，设计要求也不一样；而对极片结构起着重要的作用包括正、负极片的涂覆层孔隙截面、面密度等要素，正、负极片的涂覆层孔隙截面、面密度，尤其是两者的涂覆层孔隙截面、面密度的匹配度与涂覆层细微观结构的稳定性、层间变形以及最终的电池放电比容量、放电效率等的关系较大，因此，若要设计出电池性能好的锂离子电池，如何使得正、负极片涂覆层两者之间的孔隙截面、面密度匹配合理变得尤为关键。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种二次电池，对正极片和负极片的涂层的孔隙截面以及面密度进行设计，使得二者搭配性能搭配更好，具有更好的放电比容量和放电效率。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种二次电池，包括正极片和负极片，所述正极片包括正极集流体以及设置于正极集流体两侧表面的正极涂层，所述负极片包括负极集流体以及设置于所述负极集流体两侧表面的负极涂层，所述正极片和所述负极片满足以下关系式：
[0008][0009]其中，n为正极片的层数；m为负极片的层数；
[0010]其中，所述S1为二次电池0％DOD时正极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；
[0011]其中，所述S2为二次电池100％DOD时正极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；
[0012]其中，所述S3为二次电池100％DOD时负极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；
[0013]其中，所述S4为二次电池0％DOD时负极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；
[0014]其中，所述正极涂层的面密度为a，负极涂层的面密度为b，正极涂层与负极涂层满足以下关系式：0.52≤
㏒
a/
㏒
b≤1.33。
[0015]优选地，所述正极涂层的面密度为0.005～0.032g/cm2。
[0016]优选地，所述负极涂层的面密度为0.002～0.018g/cm2。
[0017]优选地，所述正极涂层包括正极活性物质、第一导电剂和第一粘结剂，所述正极活性物质、第一导电剂和第一粘结剂的重量份数比为85～100：0.2～10：0.1～8。
[0018]优选地，所述正极活性物质包括锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、磷酸锰锂、磷酸铁锂中的至少一种。
[0019]优选地，所述负极涂层包括硅碳复合活性物质、第二导电剂和第二粘结剂，所述硅碳复合活性物质、第二导电剂和第二粘结剂的重量份数比为85～100：0.2～9：0.1～8。
[0020]优选地，所述硅碳复合活性物质包括硅基氧化物SiOx(0＜x≤2)颗粒和包覆于SiOx颗粒表面的碳以及石墨颗粒。
[0021]优选地，所述硅碳复合活性物质中硅含量在0.2～55％。
[0022]优选地，所述硅基氧化物与石墨颗粒的颗粒粒径满足以下关系式：0.3μm＜硅基氧化物颗粒粒径D
50
＜石墨颗粒粒径D
50
＜30.5μm。
[0023]优选地，所述硅基氧化物与石墨颗粒的颗粒粒径满足以下关系式：2.2μm＜硅基氧化物颗粒粒径D
50
＜石墨颗粒粒径D
50
＜12.4μm。
[0024]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的一种二次电池，对正极片和负极片的涂层的孔隙截面以及面密度进行设计，使得二者搭配性能搭配更好，具有更好的放电比容量和放电效率。
附图说明
[0025]图1是涂覆层横截面区域投影到二维平面的示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施方式和说明书附图，对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式并不限于此。
[0027]一种二次电池，包括正极片和负极片，所述正极片包括正极集流体以及设置于正极集流体两侧表面的正极涂层，所述负极片包括负极集流体以及设置于所述负极集流体两侧表面的负极涂层，所述正极片和所述负极片满足以下关系式：
[0028][0029]其中，n为正极片的层数；m为负极片的层数；
[0030]其中，所述S1为二次电池0％DOD时正极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；
[0031]其中，所述S2为二次电池100％DOD时正极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；
[0032]其中，所述S3为二次电池100％DOD时负极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；
[0033]其中，所述S4为二次电池0％DOD时负极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；
[0034]其中，所述正极涂层的面密度为a，负极涂层的面密度为b，正极涂层与负极涂层满足以下关系式：0.52≤
㏒
a/
㏒
b≤1.33。
[0035]本专利技术的一种二次电池，对正极片和负极片的涂层的孔隙截面以及面密度进行设计，使得二者搭配性能搭配更好，具有更好的放电比容量和放电效率。
[0036]其中，所述正极集流体为铝箔、覆碳铝箔、镀镍铝箔、泡沫铝箔、镀锌铝箔、镍、钼、钛、铌、铁合金类铝箔中的至少一种。
[0037]所述负极集流体为铜箔、多孔铜箔、泡沫铜箔、镀锡锌铜箔、涂炭铜箔、镍箔、钛箔、高分子复合集流体中的至少一种。
[0038]所述S1和S4可通过以下方法得到：将0％DOD的含硅锂离子电池置于充满惰性气体的防爆箱中，利用机械手拆开电池，取出拆解的正、负极片，用DMC溶液清洗，除去残余的电解质盐，得到正、负极片，40～80℃下烘干至恒重，选取正、负极片上的涂覆层，得到2mm*2mm的小块涂覆层，清除杂质、用环氧树脂进行抽真空浸透、包埋、固化、修块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其特征在于，包括正极片和负极片，所述正极片包括正极集流体以及设置于正极集流体两侧表面的正极涂层，所述负极片包括负极集流体以及设置于所述负极集流体两侧表面的负极涂层，所述正极片和所述负极片满足以下关系式：其中，n为正极片的层数；m为负极片的层数；其中，所述S1为二次电池0％DOD时正极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；其中，所述S2为二次电池100％DOD时正极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；其中，所述S3为二次电池100％DOD时负极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；其中，所述S4为二次电池0％DOD时负极片上涂覆层截面单位面积上孔隙截面面积占比；其中，所述正极涂层的面密度为a，负极涂层的面密度为b，正极涂层与负极涂层满足以下关系式：0.52≤
㏒
a/
㏒
b≤1.33。2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极涂层的面密度为0.005～0.032g/cm2。3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述负极涂层的面密度为0.002～0.018g/cm2。4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极涂层包括正极活性物质、第一导电剂和第一粘结剂，所述正极活性物质、第一导电剂和第一粘结剂的重量份数...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐文，张传健，张浩，于清江，江柯成，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：