二次电池及电子设备制造技术

本申请提供一种二次电池及电子设备。所述二次电池包括正极、负极和电解液，所述负极包括负极集电体和在所述负极集电体上形成的负极合剂层，所述负极集电体包括含铁基材和形成在所述含铁基材表面的金属镀层；所述电解液包含含硼锂盐。所述二次电池在高温下具有较低的体积膨胀和内阻，保存特性良好，因此使包含所述二次电池的电子设备适宜于高温下使用并且具有良好性能。具有良好性能。

【技术实现步骤摘要】
二次电池及电子设备


[0001]本申请属于新能源
，具体涉及一种二次电池及电子设备。

技术介绍

[0002]二次电池，例如锂离子电池，具有高比能、长寿命、环境友好等特点，其已经成为最受欢迎的能量存储系统之一，被广泛应用于消费电子、电动汽车、储能等领域。随着新能源汽车渗透率的提升和储能市场的快速发展，人们对锂离子电池的性能要求不断提高，因此开发具有低成本、高安全性、适用性广的锂离子电池是目前锂电池行业发展的当务之急。
[0003]二次电池在高温环境下存在体积膨胀、内阻增加等安全问题，限制了其大规模使用。因此，开发一种在高温下具有较低体积膨胀和内阻的二次电池是该领域亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0004]专利技术要解决的问题
[0005]近年来，二次电池在高温环境下使用的机会增多。在使用含硼锂盐的二次电池中，在负极上形成的钝化膜虽然使电池在常温、低温环境下的充放电时的体积膨胀并不明显，但是却发现在高温环境下的体积膨胀和内阻增加问题严重。
[0006]用于解决问题的手段
[0007]本申请的目的之一在于提供一种二次电池，所述二次电池包括正极、负极和电解液，所述负极包括负极集电体和在所述负极集电体上形成的负极合剂层，所述负极集电体包括含铁基材和形成在所述含铁基材表面的金属镀层；所述电解液包含含硼锂盐。
[0008]进一步的，所述含铁基材的厚度与所述金属镀层的厚度的比值为5至20。
[0009]进一步的，所述金属镀层包括铜层、镍层、铜合金层或镍合金层中的至少一种。
[0010]本申请的目的之二在于提供一种电子设备，所述电子设备包括上述技术方案中的二次电池。
[0011]技术效果
[0012]根据本申请的一个方案，在使用含硼锂盐的二次电池中，能够减少二次电池在高温下体积膨胀、降低其内阻，并且提高二次电池的保存特性。进而使包括该二次电池的电子设备适宜在高温下使用并且具有良好的性能。
具体实施方式
[0013]在下文中，详细地描述了本申请的实施例。然而，这些实施例是示例性的，本申请不限于此。
[0014]本专利技术人发现，在包含含硼锂盐的二次电池中，通过使用包括含铁基材和在基材表面形成有金属镀层的负极集电体，能够显著降低二次电池在高温下体积膨胀和内阻。推测在使用该负极集电体的情况下，高温充电时生成的SEI膜在负极表面整体较薄地展开并
均匀地堆积，从而抑制高温下体积膨胀和内阻增加。
[0015]需要说明的是，在包含含硼锂盐的二次电池中，使用包含纯铜的一般的负极集电体的情况下，高温充电时形成的SEI膜较厚，不但造成界面阻抗增加，且SEI膜在循环中不断分解再生，由此发生的副反应产生较多气体，电池膨胀严重。
[0016]以下，对电极体的各构成要素(正极、负极、隔膜)和电解液进行详细说明。
[0017]正极
[0018]正极例如具有正极集电体、和在正极集电体上形成的正极合剂层。正极集电体中，可以使用铝等在正极的电位范围内稳定的金属的箔、在表层配置有该金属的膜等。正极合剂层除了正极活性物质以外，适宜包含导电剂和粘结剂。正极可以通过例如以下方法制作：在正极集电体上涂布包含正极活性物质、导电剂和粘结剂等的正极合剂浆料，使涂膜干燥后，进行压延而在集电体的两面形成正极合剂层。
[0019]作为正极活性物质，能够使用含有过渡金属的化合物，例如过渡金属氧化物、过渡金属硫化物、锂与过渡金属的复合金属氧化物等。另外，作为过渡金属，例如可列举出Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo等。
[0020]其中，作为过渡金属氧化物，例如可列举出MnO、MnO2、V2O5、V6O
13
、TiO2、Cu2V2O3、非晶质V2O
‑
P2O5、非晶质MoO3、非晶质V2O5、非晶质V6O
13
等。作为过渡金属硫化物，可列举出TiS2、TiS3、非晶质MoS2、FeS等。
[0021]作为锂与过渡金属的复合金属氧化物，可列举出具有层状结构的含有锂的复合金属氧化物、具有尖晶石型结构的含有锂的复合金属氧化物、具有橄榄石型结构的含有锂的复合金属氧化物等。
[0022]作为具有层状结构的含有锂的复合金属氧化物，例如可列举出含有锂的钴氧化物(LiCoO2)、含有锂的镍氧化物(LiNiO2)、Co
‑
Ni
‑
Mn的含有锂的复合氧化物、Ni
‑
Mn
‑
Al的含有锂的复合氧化物、Ni
‑
Co
‑
Al的含有锂的复合氧化物、LiM
a
O2与Li2M
b
O3的固溶体等。另外，作为LiM
a
O2与Li2M
b
O3的固溶体，例如可列举出xLiM
a
O2·
(1
‑
x)Li2M
b
O3等。其中，x表示满足0＜x＜1的数，M
a
表示平均氧化状态为3+的1种以上的过渡金属，M
b
表示平均氧化状态为4+的1种以上的过渡金属。
[0023]另外，本说明书中，所谓“平均氧化状态”，表示上述“1种以上的过渡金属”平均的氧化状态，由过渡金属的摩尔量与原子价算出。例如，“1种以上的过渡金属”由50mol％的Ni
2+
与50mol％的Mn
4+
构成的情况下，“1种以上的过渡金属”的平均氧化状态成为(0.5)
×
(2
+
)+(0.5)
×
(4
+
)＝3
+
。
[0024]作为具有尖晶石型结构的含有锂的复合金属氧化物，例如可列举出锰酸锂(LiMn2O4)、将锰酸锂(LiMn2O4)的Mn的一部分用其他过渡金属置换的化合物。作为具体例，可列举出Li
s
[Mn2‑
t
M
ct
]O4。其中，M
c
表示平均氧化状态为4
+
的1种以上的过渡金属。作为M
c
的具体例，可列举出Ni、Co、Fe、Cu、Cr等。此外，t表示满足0＜t＜1的数，s表示满足0≤s≤1的数。另外，作为正极活性物质，也能够使用由Li
1+x
Mn2‑
x
O4(0＜X＜2)表示的锂过剩的尖晶石化合物等。
[0025]作为具有橄榄石型结构的含有锂的复合金属氧化物，例如可列举出橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)、橄榄石型磷酸锰锂(LiMnPO4)等由Li
y
M
d
PO4表示的橄榄石型磷酸锂化合物。其中，M
d
表示平均氧化状态为3+的1种以上的过渡金属，例如可列举出Mn、Fe、Co等。此外，y
表示满足0≤y≤2的数。进而，由Li
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于：所述负极包括负极集电体和在所述负极集电体上形成的负极合剂层，所述负极集电体包括含铁基材和形成在所述含铁基材表面的金属镀层；所述电解液包含含硼锂盐。2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述含铁基材的厚度与所述金属镀层的厚度的比值为5～20，优选为8～18，更优选为10～15；和/或，所述含铁基材的厚度为2μm～10μm，优选为3μm～9μm，更优选为4μm～8μm；和/或，所述金属镀层的厚度为0.1μm～3μm，优选为0.2μm～2μm，更优选为0.5μm～1 μm。3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述金属镀层包括铜层、镍层、铜合金层和镍合金层中的至少一种。4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述负极集电体在25℃的拉伸强度为700MPa以上。和/或，所述负极集电体的400℃
×
1小时加热后的拉伸强度为600Mpa以上；优选的，所述负极集电体的400℃
×
5小时加热后的拉伸强度为600MPa以上；和/或，所述负极集电体的400℃
×
1小时加热后的0.2％耐力为400MPa以上；和/或，所述负极集电体的440℃
×
5小时加热后的延伸率为2％以上。5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李怡霏，张凌，
申请(专利权)人：上海百公里新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：