二次电池和用电装置制造方法及图纸

本申请公开了一种二次电池和用电装置，二次电池包括正极极片、负极极片、隔离膜和铁电层，隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，铁电层设置于所述正极极片朝向所述隔离膜的一侧、隔离膜朝向正极极片的一侧、负极极片朝向隔离膜的一侧和隔离膜朝向负极极片的一侧中的至少一者，铁电层包括弛豫铁电材料。所述用电装置采用所述二次电池。本申请二次电池引入弛豫铁电材料，使得二次电池具有更快速的锂离子传输能力，提升电芯的动力学性能，能够实现二次电池快速充电，提高二次电池的快速充电性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
二次电池和用电装置


[0001]本申请涉及电池领域，具体涉及一种二次电池和用电装置。

技术介绍

[0002]二次电池能够增强电池的电量持久力，改观电力存储的经济效益，促进消费类电子产品的升级转型，对人类生活具有重大意义。然而，现有的二次电池在充电过程中，电芯的动力学较低，导致二次电池和用电装置充电时间较长。
[0003]因此，如何提出一种二次电池和用电装置，以提升二次电池和用电装置的快速充电性能是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本申请提供一种二次电池和用电装置以提高二次电池的快速充电性能。
[0005]第一方面，本申请提供了一种二次电池，包括正极极片、负极极片和隔离膜，隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，还包括铁电层，铁电层设置于正极极片朝向所述隔离膜的一侧、隔离膜朝向正极极片的一侧、负极极片朝向隔离膜的一侧和隔离膜朝向负极极片的一侧中的至少一者，铁电层包括弛豫铁电材料，弛豫铁电材料的铁电畴尺寸大于0nm小于等于200nm。
[0006]本申请实施例的技术方案中，二次电池引入弛豫铁电材料，弛豫铁电材料具有较好的自发极化特性，二次电池的内部环境和条件容易达到弛豫铁电材料自发极化的条件，使得二次电池具有更快速的锂离子传输能力，提升电芯的动力学性能，能够实现二次电池快速充电。
[0007]另外，铁电层设置于正极极片朝向隔离膜的一侧、隔离膜朝向正极极片的一侧、负极极片朝向隔离膜的一侧和隔离膜朝向负极极片的一侧中的至少一者，通过弛豫铁电材料较好的自发极化特性，能够加速负极表面锂向内部扩散，减少负极材料表面析锂以及锂枝晶的进一步生长；而且，铁电层能够在隔离膜和锂枝晶之间形成一个阻挡层，能够缓解锂枝晶直接刺穿隔离膜造成电池短路等问题，进而保证二次电池优异的安全性和使用寿命。
[0008]弛豫铁电材料的铁电畴尺寸为大于0nm小于等于200nm，使得弛豫铁电材料的铁电性更容易被激发，进而提升电芯的动力学性能，实现二次电池快速充电。
[0009]在一些实施例中，弛豫铁电材料包括有机弛豫铁电材料。
[0010]本申请实施例的技术方案中，有机弛豫铁电材料可以提升电芯的动力学性能，实现二次电池快速充电，同时，有机弛豫铁电材料自身具有粘附性，在应用于二次电池中时，可以直接涂覆于正极极片朝向隔离膜的一侧、隔离膜朝向正极极片的一侧、负极极片朝向隔离膜的一侧和隔离膜朝向负极极片的一侧中的至少一者。
[0011]在一些实施例中，有机弛豫铁电材料为聚偏氟乙烯（Polyvinylidene difluoride，PVDF），聚偏氟乙烯的结晶度为40%
‑
80%，聚偏氟乙烯包括β
‑
聚偏氟乙烯。
[0012]β
‑
聚偏氟乙烯具有铁电性，可以提升电芯的动力学性能，实现二次电池快速充电，如果聚偏氟乙烯的结晶度太小，例如小于40%，则聚偏氟乙烯的铁电性太弱，不利于二次电池快速充电，如果聚偏氟乙烯的结晶度太大，例如大于80%，则铁电层塑化程度过高，影响卷绕后二次电池的整体性能，不利于二次电池的快速充电。因此，有机弛豫铁电材料为聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯的结晶度为40%
‑
80%，聚偏氟乙烯包括β
‑
聚偏氟乙烯时，二次电池快速充电性能优异。
[0013]在一些实施例中，在聚偏氟乙烯中，β
‑
聚偏氟乙烯的质量占比大于等于50%。
[0014]本申请实施例的技术方案中，由于β
‑
聚偏氟乙烯的弛豫铁电性较好，通过控制聚偏氟乙烯中β
‑
聚偏氟乙烯的质量占比大于等于50%，保证铁电层具有较好的弛豫铁电性。
[0015]在一些实施例中，有机弛豫铁电材料为偏氟乙烯与单体形成的多元共聚物，偏氟乙烯和单体的质量份数的比例为30
‑
70:70
‑
30，单体包括三氟乙烯（Trifluoroethene，TrFE）、三氟氯乙烯（Trifluorochloroethylene，CTFE）、六氟丙烯（Hexafluoropropylene，HFP）、溴代三氟乙烯（Bromotrifluoroethylene，BTFE）中的至少一种。
[0016]本申请实施例的技术方案中，通过偏氟乙烯与TrFE、CTFE、HFP、BTFE中的至少一种单体发生共聚反应，并控制偏氟乙烯与单体的质量份数比例，形成的多元聚合物为弛豫铁电材料，可提升电芯的动力学性能，实现二次电池快速充电。
[0017]在一些实施例中，弛豫铁电材料还包括无机弛豫铁电材料，无机弛豫铁电材料在铁电层的质量占比大于等于20%。
[0018]无机弛豫铁电材料在铁电层的质量占比大于等于20%，可以提升电芯的动力学性能，实现二次电池快速充电。另外，无机弛豫铁电材料一般具有多重极轴，能够进行大面积的应用，而且无机弛豫铁电材料对环境的污染较小，使得二次电池更环保。
[0019]在一些实施例中，无机弛豫铁电材料包括钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾中的至少一种或引入镁、镍、锆和/或所述钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾中的至少一种引入镁、镍、锆和/或锂中的至少一种。
[0020]钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾均是典型的铁电体，具有优良的铁电、压电和热释电性能。而且在钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾中引入镁、镍、锆和/或锂能够增加导电性，降低二次电池的内阻，提高二次电池的电化学性能。
[0021]在一些实施例中，铁电层的厚度范围为2
‑
20
µ
m。
[0022]铁电层的厚度越薄，对二次电池能量密度的影响越小，但是太薄，二次电池会有短路风险。本申请实施例的技术方案中，通过控制铁电层的厚度为2
‑
20
µ
m，在保证二次电池不会短路的情况下，提高二次电池的能量密度。
[0023]第二方面，本申请提供了一种用电装置，包括如前所述任一项二次电池。
[0024]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0025]通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申
请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：图1为本申请一些实施例的用电装置的结构示意图；图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图；图3为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图；图4为本申请一些实施例的二次电池的结构示意图。
[0026]具体实施方式中的附图标号如下：用电装置1000；电池100，控制器200，马达300；箱体10，第一部分11，第二部分12；电池单体20，端盖21，电极端子21a，壳体22，电芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，包括正极极片、负极极片和隔离膜，所述隔离膜设置在所述正极极片和所述负极极片之间，其特征在于，所述二次电池还包括铁电层，所述铁电层设置于所述正极极片朝向所述隔离膜的一侧、所述隔离膜朝向所述正极极片的一侧、所述负极极片朝向所述隔离膜的一侧和所述隔离膜朝向所述负极极片的一侧中的至少一者，所述铁电层包括弛豫铁电材料，所述弛豫铁电材料的铁电畴尺寸大于0nm小于等于200nm。2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述弛豫铁电材料包括有机弛豫铁电材料。3.如权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述有机弛豫铁电材料为聚偏氟乙烯（PVDF），所述聚偏氟乙烯的结晶度为40%
‑
80%，所述聚偏氟乙烯包括β
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聚偏氟乙烯。4.如权利要求3所述的二次电池，其特征在于，在所述聚偏氟乙烯中，β
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聚偏氟乙烯的质量占比大于等于50%。5.如权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述有机弛...

【专利技术属性】
技术研发人员：王育文，白文龙，游兴艳，叶永煌，武宝珍，郑蔚，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：