二次电池及用电设备制造技术

本申请实施例公开了一种二次电池及用电设备，所述二次电池通过限定正极活性材料颗粒的最大内接圆的半径r1与最大内接圆同心的外接圆的半径r2的关系，定义正极活性材料颗粒的圆润度α，并限定圆润度α的范围值，使得正极活性材料颗粒具有特定的形貌，有效降低正极活性材料颗粒之间的空隙，提高正极活性材料颗粒粉末的压实能力，制得的正极极片压实密度高，单位面积能够负载更多的正极活性材料，提高二次电池的能量密度，在高压密状态下，正极材料的破碎情况有明显改善，降低新界面的暴露和微小颗粒的产生，从而降低副反应产生，改善产气等安全问题，稳定正极材料结构，提升二次电池的循环稳定性。的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
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]二次电池，例如锂离子电池具有能量密度高、循环性能较好以及充电效率高等优点，现已广泛应用于数码产品、电动工具以及电动汽车等领域，二次电池包括正极极片，正极极片包括正极材料，在构成正极极片的众多的正极材料中，三元正极材料以较高的能量密度受到广泛关注，但安全性能成为限制三元正极材料发展的主要瓶颈，三元正极材料在生产过程中、极片辊压过程中因颗粒破碎会出现微粉颗粒，导致在二次电池循环过程中，微粉颗粒以及因破碎开裂的颗粒表面会与电解液发生严重的副反应，造成二次电池严重的产气等安全问题。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种二次电池及用电设备，可以改善现有二次电池因正极材料颗粒破碎导致的安全问题。
[0004]本申请的第一方面提供一种二次电池，包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体及设置于所述正极集流体的至少一个表面上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料，沿垂直于所述正极活性材料层表面的方向切割所述正极极片，被切割的所述正极活性材料颗粒具有截面；定义所述正极活性材料颗粒的圆润度为α，所述截面中最大内接圆的半径为r1，与所述最大内接圆同心的外接圆的半径为r2；则有，α＝(r2‑
r1)/r1，所述正极极片中，0≤α<0.5的正极活性材料颗粒的占比为β1，0.5≤α＜0.8的正极活性材料颗粒的占比为β2，0.8≤α＜1.2的正极活性材料颗粒的占比为β3，1.2≤α≤5的正极活性材料颗粒的占比为β4，所述β1、β2、β3、β4满足：0.1≤2(β1‑
β4)/(β2+β3)≤1.9。
[0005]可选的，所述β1、β2、β3、β4满足：0.2≤2(β1‑
β4)/(β2+β3)≤1.7。
[0006]可选的，所述β1、β2、β3、β4满足：0.4≤2(β1‑
β4)/(β2+β3)≤1.0。
[0007]可选的，所述β1满足：20％≤β1≤50％；和/或，所述β2满足：20％≤β2≤40％；和/或，所述β3满足：10％≤β3≤30％；和/或，所述β4满足：2％≤β4≤25％。
[0008]可选的，所述正极活性材料颗粒在30KN压力下的粉体压实密度P1满足：3.0g/cm3≤P1≤3.3g/cm3。
[0009]可选的，所述正极极片的压实密度P2满足：3.3g/cm3≤P2≤3.5g/cm3。
[0010]可选的，所述正极极片的孔隙率P3为20％～30％。
[0011]可选的，所述正极活性材料的通式包括Li
x
(Ni
a
Co
b
Mn
c
)1‑
y
A
y
O2，其中0.95≤x≤1.2，a+b+c＝1，0≤y≤0.2，A包括Zr、Sr、W、Al、Ti、Mg、Ce、Y、B元素中的至少一者。
[0012]可选的，所述正极活性材料的至少一部分为单晶颗粒。
[0013]本申请第二方面还提供一种用电设备，包括如前所述的二次电池。
[0014]本申请的有益效果在于，提供一种二次电池及用电设备，所述二次电池的正极极
片中，不同圆润度的正极活性材料颗粒的占比不同，圆润度可反映正极活性材料颗粒的形貌，圆润度高的颗粒之间空隙较大，圆润度低的颗粒棱角更多，通过限定正极极片中不同圆润度的占比β1、β2、β3、β4满足：0.1≤2(β1‑
β4)/(β2+β3)≤1.9，可有效减小正极极片中正极活性材料颗粒之间的空隙，从而提高正极极片的压实密度，制得的正极极片压实密度高，单位面积能够负载更多的正极活性材料，提高二次电池的能量密度，且在高压密状态下，正极活性材料的破碎情况有明显改善，降低新界面的暴露和微小颗粒的产生，从而降低副反应产生，改善产气等安全问题，稳定正极材料结构，提升二次电池的循环稳定性。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是现有二次电池中正极极片切面的扫描电镜图；
[0017]图2本申请实施例所制备的二次电池中正极极片切面的扫描电镜图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本申请实施例中的附图，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做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。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。
[0019]在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。术语“中的至少一种”具有与术语“中的至少一者”相同的含义。
[0020]本说明书中，使用“～”来显示的数值范围，表示包含以在“～”前后记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。
[0021]本申请实施例提供一种二次电池及用电设备，所述二次电池的正极极片中，不同圆润度的正极活性材料颗粒的占比不同，圆润度可反映正极活性材料颗粒的形貌，圆润度高的颗粒之间空隙较大，圆润度低的颗粒棱角更多，通过限定正极极片中不同圆润度的占比β1、β2、β3、β4满足：0.1≤2(β1‑
β4)/(β2+β3)≤1.9，可有效减小正极极片中正极活性材料颗粒之间的空隙，从而提高正极极片的压实密度，制得的正极极片压实密度高，单位面积能够负载更多的正极活性材料，提高二次电池的能量密度，且在高压密状态下，正极活性材料的破碎情况有明显改善，降低新界面的暴露和微小颗粒的产生，从而降低副反应产生，改善产气等安全问题，稳定正极材料结构，提升二次电池的循环稳定性。
[0022]本申请实施例中，提供一种二次电池，所述二次电池包括正极极片、负极极片、隔
膜、电解液、以及外壳。
[0023]I、正极极片
[0024]正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体上的正极活性材料层，正极活性材料层包含正极活性材料。
[0025]正极极片为单面极片或双面极片，当正极极片为单面极片时，正极活性材料层设置于正极集流体的一个表面，当正极极片为双面极片时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体及设置于所述正极集流体的至少一个表面上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料，其特征在于，沿垂直于所述正极活性材料层表面的方向切割所述正极极片，被切割的所述正极活性材料颗粒具有截面；定义所述正极活性材料颗粒的圆润度为α，所述截面中最大内接圆的半径为r1，与所述最大内接圆同心的外接圆的半径为r2；则有，α＝(r2‑
r1)/r1，所述正极极片中，0≤α<0.5的正极活性材料颗粒的占比为β1，0.5≤α＜0.8的正极活性材料颗粒的占比为β2，0.8≤α＜1.2的正极活性材料颗粒的占比为β3，1.2≤α≤5的正极活性材料颗粒的占比为β4，所述β1、β2、β3、β4满足：0.1≤2(β1‑
β4)/(β2+β3)≤1.9。2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述β1、β2、β3、β4满足：0.2≤2(β1‑
β4)/(β2+β3)≤1.7。3.如权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述β1、β2、β3、β4满足：0.4≤2(β1‑
β4)/(β2+β3)≤1.0。4.如权利要求1～3任一项所述的二次电池，其特征在于，所述β1满足：2...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱泰洋，张耀，陈巍，欧阳云鹏，
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：