一种二次电池及其制备方法和用电设备技术

本发明专利技术涉及二次电池技术领域，尤其是涉及一种二次电池及其制备方法和用电设备。本发明专利技术的二次电池，包括正极凝胶电极片和负极凝胶电极片，所述正极凝胶电极片包括正极凝胶组分，所述负极凝胶电极片包括负极凝胶组分；所述正极凝胶组分包括聚合物和高氧化电位的有机溶剂；所述负极凝胶组分包括聚合物和低氧化电位的有机溶剂。本发明专利技术的二次电池，通过采用凝胶电极，将不同溶剂通过凝胶的方式束缚在不同的电极极片上，将低氧化电位溶剂束缚在负极，高氧化电位溶剂束缚在正极，从而达到降产气的目的，提高了二次电池的安全性能和抑制产气性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池及其制备方法和用电设备


[0001]本专利技术涉及二次电池
，尤其是涉及一种二次电池及其制备方法和用电设备。

技术介绍

[0002]高能量密度是锂离子电池的发展趋势。目前，提升正极活性材料的充电截止电压是提升能量密度的有效方式之一。正极活性材料的充电截止电压越高，正极表面氧化活性位点越多，越容易引起低氧化的有机溶剂在正极表面氧化，导致电解液氧化分解越加剧。由于电解液的氧化，导致电池在高温条件下产气膨胀，阻抗增加，容量性能迅速衰减，给实际应用带来巨大挑战。
[0003]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一目的在于提供一种二次电池，通过采用凝胶电极片，将低氧化电位的有机溶剂束缚在负极，减少正极对低氧化电位的有机溶剂的氧化，解决了低氧化电位溶剂因高电压等引发的氧化产气等问题，从而提高了二次电池的安全性能和抑制产气性能。
[0005]为了实现本专利技术的上述目的，采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种二次电池，包括正极凝胶电极片和负极凝胶电极片，所述正极凝胶电极片包括正极凝胶组分，所述负极凝胶电极片包括负极凝胶组分；所述正极凝胶组分包括聚合物和高氧化电位的有机溶剂；所述负极凝胶组分包括聚合物和低氧化电位的有机溶剂。
[0007]进一步地，所述高氧化电位的有机溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、丁酸乙酯(EB)、γ
‑
丁内酯(γ
‑
GBL)、丙酸乙酯(EP)、乙酸乙酯(EA)、丁酸甲酯(MB)中的至少一种。
[0008]进一步地，所述低氧化电位的有机溶剂包括碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)、环丁砜(TMS)、乙腈(AN)中的至少一种。
[0009]进一步地，所述聚合物包括丙烯酸酯类聚合物。
[0010]进一步地，以正极凝胶组分或负极凝胶组分的总质量为基准，所述丙烯酸酯类聚合物占正极凝胶组分或负极凝胶组分的3～19％。
[0011]进一步地，所述的正极凝胶组分和所述负极凝胶组分包括添加剂，以正极凝胶组分或负极凝胶组分的总质量为基准，所述添加剂的质量为0.1％～3％。
[0012]进一步地，所述的添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟磺酸锂、二氟磷酸锂和四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
[0013]本专利技术的第二目的在于提供一种包括上述二次电池的制备方法，包括正极凝胶电极片的制备和负极凝胶电极片的制备；
[0014]所述正极凝胶电极片的制备包括将正极极片浸泡在包括单体、引发剂、高氧化电位的有机溶剂、添加剂和锂盐形成的混合溶液中，固化后得到正极凝胶电极片；
[0015]所述负极凝胶电极片的制备包括将负极极片浸泡在包括单体、引发剂、低氧化电位的有机溶剂、添加剂和锂盐形成的混合溶液中，固化后得到负极凝胶电极片。
[0016]进一步地，所述单体和所述引发剂的质量比为(3～19)：(0.01～1)。
[0017]进一步地，所述单体包括三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6
‑
己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一种。
[0018]进一步地，所述的浸泡的时间为10～60min。
[0019]进一步地，所述的固化的温度为45～75℃。
[0020]本专利技术的第三目的在于提供一种用电设备，包括如上所述的二次电池。
[0021]本专利技术的二次电池，通过采用凝胶电极片，解决了低氧化电位溶剂因高电压等引发的氧化产气等问题。凝胶电解质层具有束缚溶剂的作用，利用凝胶的特性，将低氧化电位的有机溶剂束缚在负极，高氧化电位的有机溶剂束缚在正极，减少正极对低氧化电位的有机溶剂的氧化，最终达到降产气的目的。本专利技术的正极凝胶电极片和负极凝胶电极片可以提高二次电池的安全性能和抑制产气性能，从而提高了二次电池的电化学性能。
具体实施方式
[0022]下面将结合具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0023]下面对本专利技术实施例的一种二次电池及其制备方法和用电设备进行具体说明。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中提供了一种二次电池，包括正极凝胶电极片和负极凝胶电极片，所述正极凝胶电极片包括正极凝胶组分，所述负极凝胶电极片包括负极凝胶组分；所述正极凝胶组分包括聚合物和高氧化电位的有机溶剂；所述负极凝胶组分包括聚合物和低氧化电位的有机溶剂。
[0025]本专利技术的二次电池，通过采用凝胶电极，解决了低氧化电位溶剂因高电压等引发的氧化产气等问题。凝胶电极中的凝胶电解质层具有束缚溶剂的作用，利用凝胶的特性，将低氧化电位溶剂束缚在负极，高氧化电位溶剂束缚在正极，减少正极对溶剂的氧化，最终达到降产气的目的。本专利技术的凝胶电极可以提高二次电池的安全性能和抑制产气性能，从而提高二次电池的电化学性能。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，所述高氧化电位的有机溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、丁酸乙酯(EB)、γ
‑
丁内酯(γ
‑
GBL)、丙酸乙酯(EP)、乙酸乙酯(EA)、丁酸甲酯(MB)中的至少一种。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，所述低氧化电位的有机溶剂包括碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)、环丁砜(TMS)、乙腈(AN)中的至少一种。
[0028]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚合物包括丙烯酸酯类聚合物。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，以正极凝胶组分或负极凝胶组分的总质量为基准，
所述丙烯酸酯类聚合物占正极凝胶组分或负极凝胶组分的3～19％。典型非限制性的，所述丙烯酸酯类聚合物占正极凝胶组分或负极凝胶组分3％、5％、8％、10％、12％、15％、19％或其中任意两者组成的范围。丙烯酸酯类的质量在上述范围内，有利于形成高强度的网状结构的聚合物基体，从而提高凝胶组分的机械性能。
[0030]在本专利技术的一些实施方式中，所述的正极凝胶组分和所述负极凝胶组分包括添加剂，以正极凝胶组分或负极凝胶组分的总质量为基准，所述添加剂的质量为0.1％～3％。典型非限制性的，所述添加剂的质量可以为0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％或其中任意两者组成的范围。添加剂的质量在上述范围内，有利于抑制电池产气，减低电池的膨胀。
[0031]在本专利技术的一些实施方式中，添加剂包括碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、氟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其特征在于，包括正极凝胶电极片和负极凝胶电极片，所述正极凝胶电极片包括正极凝胶组分，所述负极凝胶电极片包括负极凝胶组分；所述正极凝胶组分包括聚合物和高氧化电位的有机溶剂；所述负极凝胶组分包括聚合物和低氧化电位的有机溶剂。2.根据权利要求1所述的二次电池，所述高氧化电位的有机溶剂包括丁酸乙酯、γ
‑
丁内酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸甲酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的二次电池，所述低氧化电位的有机溶剂包括碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、环丁砜、乙腈中的至少一种。4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述聚合物包括丙烯酸酯类聚合物。5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，以正极凝胶组分或负极凝胶组分的总质量为基准，所述丙烯酸酯类聚合物占正极凝胶组分或负极凝胶组分的3～19％。6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述的正极凝胶组分和所述负极凝胶组分包括添加剂，以正极凝胶组分或负极凝胶组分的总质量为基准，所述添加剂的质量为0.1％～3％。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕国显，许灿，乔飞燕，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：