一种二次电池及用电设备制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种二次电池以及用电设备，其中，本发明专利技术实施例所提供的二次电池的微分容量充电/放电曲线中，在4.0V至4.25V的电压范围出现的充电峰满足如下关系式：0.015＜(V1

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池及用电设备


[0001]本专利技术涉及电池制造
，特别是涉及一种二次电池及用电设备。

技术介绍

[0002]当前，二次电池，特别是锂离子电池，由于具有较高的比能量、循环寿命等众多优点，在各大领域得到了广泛应用。
[0003]锂电池的能量密度主要取决于其正极材料，而高镍层状三元正极材料由于具有较高的能量密度优势成为锂离子电池正极材料的主要发展方向。
[0004]但是，现有的高镍层状三元正极材料在Li
+
脱出后不稳定，造成电池循环稳定性和热稳定性下降的问题；虽然对高镍层状三元正极材料进行离子掺杂和表面包覆的方式，可以一定程度上提高电池循环性能，但无法有效兼顾电池的能量密度。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种二次电池，以解决现有二次电池无法有效兼顾能量密度和循环稳定性的问题。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0007]本专利技术提出了一种二次电池，其中，所述二次电池的微分容量充电/放电曲线中，在4.0V至4.25V的电压范围出现的充电峰满足如下关系式：
[0008]0.015＜(V1
‑
V50)
·
(A1/A50)＜0.075；
[0009]其中，V1为第1圈微分容量的充电/放电曲线中4.0V至4.3V的电压范围出现的充电峰位置，A1为对应充电峰强度；V50为第50圈微分容量的充电/放电图中4.0V至4.3V的电压范围出现的充电峰位置，A50为对应充电峰强度，V1、V50的单位为V，A1、A50的单位为mAh
·
g
‑1·
V
‑1。
[0010]进一步地，所述的二次电池中，4.10≤V1≤4.25、500≤A1≤960，且满足4.05≤V50≤4.20、450≤A50≤900。
[0011]进一步地，所述二次电池的微分容量充电/放电曲线中，在4.0V至4.3V的电压范围出现的放电峰与充电峰的比例范围为0.95:1～1.2:1。
[0012]进一步地，所述二次电池的微分容量充电/放电曲线中，在4.0V至4.3V的电压范围出现的放电峰与充电峰的峰位差小于等于0.1V。
[0013]进一步地，所述的二次电池包括正极活性材料，所述正极活性材料包括层状分布的掺杂型镍钴锰三元化合物，所述掺杂型镍钴锰三元化合物中锂镍混排比例为1～5％。
[0014]进一步地，所述的二次电池中，位于表层的掺杂型镍钴锰三元化合物中Ni
2+
占表层镍离子的比例高于位于里层的掺杂型镍钴锰三元化合物中Ni
2+
占里层镍离子的比例。
[0015]进一步地，所述的二次电池中，所述掺杂型镍钴锰三元化合物中镍含量为除锂之外金属的80mol％～95mol％。
[0016]进一步地，所述的二次电池中，所述掺杂型镍钴锰三元化合物包括由第一三元化
合物构成的多晶二次颗粒及由第二三元化合物构成的单晶颗粒；
[0017]所述第一三元化合物的化学式包括Li
a
Ni
x
Co
y
Mn
z
A
r
O2，所述A包括Nb、W、Ti、Ta、Mo、Sr、Sb、Cr、Nd、Ce、V、Ru、Al中的一种或多种，所述第二三元化合物的化学式包括Li
b
Ni
c
Co
d
Mn
f
M
g
O2，所述M包括Ca、W、Nb、Mg、Zr、Sr、Si、Y、Al、Sm、Ti中的一种或多种；其中，0.8≤a≤1.2，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤r≤0.1，x+y+z+r＝1；0.8≤b≤1.2，0≤c≤1，0≤d≤1，0≤f≤1，0≤g≤0.1，c+d+f+g＝1。
[0018]进一步地，所述的二次电池中，所述第二三元化合物中Ni的摩尔百分比含量和第一三元化合物中Ni的摩尔百分比含量之间的差值大于等于2％。
[0019]进一步地，所述的二次电池中，所述第一三元化合物中Ni的摩尔百分比为82％～95％，所述第二三元化合物中Ni的摩尔百分比为88％～93％。
[0020]进一步地，所述的二次电池中，所述第一三元化合物和所述第二三元化合物中的至少一种为核壳结构。
[0021]进一步地，所述的二次电池中，所述第一三元化合物的平均粒径D为8～15μm，所述第二三元化合物的平均粒径D为2～5μm。
[0022]进一步地，所述的二次电池中，所述第一三元化合物和所述第二三元化合物的质量比为50:50～90:10。
[0023]进一步地，二次电池，包括电解液，所述电解液包括含氟添加剂，所述二次电池满足：
[0024]1＜P*Q＜10；
[0025]其中，P表示正极活性材料的混排比例，单位为％；
[0026]Q表示含氟添加剂在所述电解液中的质量浓度，单位为％，Q的取值范围为0.1～5.0。
[0027]本专利技术提出了一种用电设备，其中，包括上述二次电池，上述二次电池作为所述用电设备的供电电源。
[0028]与现有技术相比，本专利技术实施例包括以下优点：
[0029]本专利技术实施例中，所提供的二次电池满足：微分容量充电/放电曲线中，在4.0V至4.25V的电压范围出现的充电峰满足如下关系式：0.015＜(V1
‑
V50)
·
(A1/A50)＜0.075；其中，V1为第1圈微分容量的充电/放电曲线中4.0V至4.3V的电压范围出现的充电峰位置，A1为对应充电峰强度；V50为第50圈微分容量的充电/放电图中4.0V至4.3V的电压范围出现的充电峰位置，A50为对应充电峰强度；因为特征峰在循环过程中的电位偏移越小，峰强度的变化越小，相变的可逆性越高，可以抑制H2
‑
H3相变的程度以及相变的可逆性，减少循环过程中由H2
‑
H3相变导致的在晶界处应力集中，有利于维持颗粒长期循环过程的完整性，所以满足上述关系式的锂二次电池具有高的能量密度、优异的循环性能、较小的循环DCR增长以及较低的体积膨胀率，兼具高能量密度和高结构稳定性，因而解决了现有二次电池无法有效兼顾能量密度和循环稳定性的问题。
[0030]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例1提供的二次电池的微分曲线图；
[0032]图2是本专利技术实施例1与对比例1的二次电池循环性能曲线对比图。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0034]申请人发现，层状三元正极材料中的Ni含量提高可以进一步提高电池的能量密度，这是由于在同氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其特征在于，所述二次电池的微分容量充电/放电曲线中，在4.0V至4.25V的电压范围出现的充电峰满足如下关系式：0.015＜(V1
‑
V50)
·
(A1/A50)＜0.075；其中，V1为第1圈微分容量的充电/放电曲线中4.0V至4.3V的电压范围出现的充电峰位置，A1为对应充电峰强度；V50为第50圈微分容量的充电/放电图中4.0V至4.3V的电压范围出现的充电峰位置，A50为对应充电峰强度，V1、V50的单位为V，A1、A50的单位为mAh
·
g
‑1·
V
‑1。2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池满足4.10≤V1≤4.25、500≤A1≤960，且满足4.05≤V50≤4.20、450≤A50≤900。3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池的微分容量充电/放电曲线中，在4.0V至4.3V的电压范围出现的放电峰与充电峰的比例范围为0.95:1～1.2:1。4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池的微分容量充电/放电曲线中，在4.0V至4.3V的电压范围出现的放电峰与充电峰的峰位差小于等于0.1V。5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，包括正极活性材料，所述正极活性材料包括层状分布的掺杂型镍钴锰三元化合物，所述掺杂型镍钴锰三元化合物中锂镍混排比例为1～5％。6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，位于表层的掺杂型镍钴锰三元化合物中Ni
2+
占表层镍离子的比例高于位于里层的掺杂型镍钴锰三元化合物中Ni
2+
占里层镍离子的比例。7.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述掺杂型镍钴锰三元化合物中镍含量为除锂之外金属的80mol％～95mol％。8.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述掺杂型镍钴锰三元化合物包括由第一三元化合物构成的多晶二次颗粒及由第二三元化合物构成的单晶颗粒；所述第一三元化合物的化学式包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福洲，贺理珀，欧阳云鹏，张新民，
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：