一种二次电池及其设计方法与用电装置制造方法及图纸

本申请公开了一种二次电池及其设计方法与用电装置，属于电池技术领域。本申请通过控制正极活性材料辊压前后的比表面积变化量BET2‑

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池及其设计方法与用电装置


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种二次电池及其设计方法与用电装置。

技术介绍

[0002]二次电池具有能量密度高、功率密度高、使用寿命长及无记忆效应等突出优势，已逐步应用于电子产品、家用电器、航空航天等领域。与三元正极材料相比，磷酸铁锂正极材料虽具有成本低的优势，但是其锂离子扩散速率较低，容易导致充放电倍率较差，因此有必要设计一种具有快速充电性能的二次电池，以有效缓解电动汽车的续航焦虑。

技术实现思路

[0003]基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种二次电池及其设计方法与用电装置，旨在使二次电池具有良好的快速充电性能。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种二次电池，包括正极极片、负极极片、电解液和设置在所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜，
[0005]所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体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；
[0006]所述二次电池满足：0.05≤(BET2‑
BET1)
·
CW
·
PD
·
A
EL
≤20；
[0007]其中，BET2为正极活性材料辊压后的比表面积，单位为m2/g，
[0008]BET1为正极活性材料辊压前的比表面积，单位为m2/g，
[0009]CW为正极活性材料层的单面面密度，单位为g/1540.25mm2，/>[0010]PD为正极极片的压实密度，单位为g/cm3，
[0011]A
EL
为单位容量内的电解液质量，单位为g/Ah。
[0012]优选地，0＜BET2‑
BET1≤15m2/g。
[0013]优选地，所述BET1为5～15m2/g，所述BET2为5～20m2/g。
[0014]优选地，所述CW为0.1～0.5g/1540.25mm2。
[0015]优选地，所述PD为2.0～2.5g/cm3。
[0016]优选地，所述A
EL
为1.0～5.0g/Ah。
[0017]优选地，所述正极活性材料包括磷酸铁锂，所述磷酸铁锂的微观形貌为二次颗粒球形。
[0018]优选地，所述二次电池满足以下条件中的至少一条：
[0019](1)所述负极极片包括负极活性材料，所述负极活性材料包括碳材料、硅基材料中的至少一种，所述碳材料包括石墨、软碳、硬碳、碳纤维、中间相炭微球中的至少一种，所述硅基材料包括单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅合金中的至少一种；
[0020](2)所述电解液包括电解质盐、有机溶剂和添加剂，所述电解质盐包括六氟磷酸锂和/或双(三氟甲基磺酰)亚胺锂；所述有机溶剂包括碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯
中的至少一种；所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯和/或氟代碳酸乙烯酯。
[0021]第二方面，本申请提供了一种二次电池的设计方法，所述二次电池包括正极极片、负极极片、电解液和设置在所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜；
[0022]所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体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；
[0023]所述设计方法包括以下步骤：设计二次电池满足0.05≤(BET2‑
BET1)
·
CW
·
PD
·
A
EL
≤20；
[0024]其中，BET2为正极活性材料辊压后的比表面积，单位为m2/g，
[0025]BET1为正极活性材料辊压前的比表面积，单位为m2/g，
[0026]CW为正极活性材料层的单面面密度，单位为g/1540.25mm2，
[0027]PD为正极极片的压实密度，单位为g/cm3，
[0028]A
EL
为单位容量内的电解液质量，单位为g/Ah。
[0029]第三方面，本申请提供了一种用电装置，包括所述二次电池和/或所述设计方法设计出的二次电池。
[0030]相比现有技术，本申请的有益效果在于：本申请通过控制正极活性材料辊压前后的比表面积变化量、正极活性材料层的单面面密度、正极极片的压实密度和单位容量内的电解液质量的乘积在一定范围内，有效改善了二次电池的快速充放电的性能。
附图说明
[0031]图1为实施例1所述正极活性材料辊压前的SEM图；
[0032]图2为实施例1所述正极活性材料辊压后的SEM图。
具体实施方式
[0033]为了更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及对比例对本专利技术作进一步说明，其目的在于详细地理解本专利技术的内容，而不是对本专利技术的限制。本领域普通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，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施所涉及的实验试剂及仪器，除非特别说明，均为常用的普通试剂及仪器。
[0034](1)二次电池
[0035]根据本申请的第一方面，提供了一种二次电池，包括正极极片、负极极片、电解液和设置在正极极片和负极极片之间的隔膜，
[0036]正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层，正极活性材料层包括正极活性材料；
[0037]二次电池满足：0.05≤(BET2‑
BET1)
·
CW
·
PD
·
A
EL
≤20；
[0038]其中，BET2为正极活性材料辊压后的比表面积，单位为m2/g，
[0039]BET1为正极活性材料辊压前的比表面积，单位为m2/g，
[0040]CW为正极活性材料层的单面面密度，单位为g/1540.25mm2，
[0041]PD为正极极片的压实密度，单位为g/cm3，
[0042]A
EL
为单位容量内的电解液质量，单位为g/Ah。
[0043]本申请专利技术人发现，二次颗粒球形貌的破碎程度与二次电池的快速充电性能的发挥存在明显相关性。通过调控正极活性材料辊压前后的比表面积变化量、涂布过程中正极极片的负载量以及极片辊压过程中压实密度等关键参数能够控制二次颗粒球形貌的破碎程度。另外，正极活性材料经辊压后比表面积增大，使其具有更多的与电解液浸润的界面，需对应调整单位容量内的电解液重量，以有效减少不可逆副反应的发生。控制二次电池满足0.05≤(BET2‑
BET1)
·
CW
·
PD
·
A
EL
≤20，可使二次电池具有非常好的快速充电性能。
[0044]在本申请中，可以仅在正极集流体的一面上设置正极活性材料层，也可以在正极集流体的两面上都设置正极活性材料层。
[0045]在本申请中，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、负极极片、电解液和设置在所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体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；所述二次电池满足：0.05≤(BET2‑
BET1)
·
CW
·
PD
·
A
EL
≤20，其中，BET2为正极活性材料辊压后的比表面积，单位为m2/g，BET1为正极活性材料辊压前的比表面积，单位为m2/g，CW为正极活性材料层的单面面密度，单位为g/1540.25mm2，PD为正极极片的压实密度，单位为g/cm3，A
EL
为单位容量内的电解液质量，单位为g/Ah。2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，0＜BET2‑
BET1≤15m2/g。3.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述BET1为5～15m2/g，所述BET2为5～20m2/g。4.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述CW为0.1～0.3g/1540.25mm2。5.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述PD为2.0～2.5g/cm3。6.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述A
EL
为3.0～5.0g/Ah。7.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性材料包括磷酸铁锂，所述磷酸铁锂的微观形貌为二次颗粒球形。8.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，满足...

【专利技术属性】
技术研发人员：张科，陈巍，褚春波，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：