二次电池及用电装置制造方法及图纸

本申请公开一种二次电池及用电装置，涉及电池领域

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池及用电装置
[0001]相关申请的交叉引用本申请要求享有于
2023
年
03
月
09
日提交的名称为“二次电池及用电装置”的
PCT
专利申请
PCT/CN2023/080402
的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中
。


[0002]本申请涉及锂电池
，具体涉及一种二次电池及用电装置
。

技术介绍

[0003]锂离子电池由于具有比能量高
、
循环寿命长
、
自放电少
、
安全性能好等特点而备受关注，目前锂离子电池应用已经深入到日常生活中的方方面面例如相机
、
笔记本电脑
、
电动汽车等
。
[0004]为了提升锂离子电池的能量密度，目前普遍的做法是提高正极镍含量，来提升正极的克容量，对应的负极掺硅来提升负极的克容量，硅在嵌锂后，体积增长为原来的
300%。
表面的
SEI
膜被破坏，暴漏出新鲜的界面，电解液在界面上继续发生还原反应，一方面消耗电解液，另一方面消耗活性锂，恶化电池的循环和存储性能
。

技术实现思路

[0005]本申请的主要目的是提出一种二次电池及用电装置，旨在优化二次电池的循环性能和存储性能
。
[0006]第一方面，本申请提出一种二次电池，包括负极活性材料和电解液，所述负极活性材料包括含硅物质，所述负极活性材料中含硅物质的质量占比为
W1%
，所述电解液中包括氟代环状碳酸酯，所述电解液中氟代环状碳酸酯的质量占比为
W2%
，且
0.1W1≤W2≤0.7W1。
[0007]由此，由于负极活性材料中含硅物质的添加，体积剧烈膨胀收缩，表面的
SEI
膜被破坏，暴漏出新鲜的界面，而当电解液中氟代环状碳酸酯含量
W2%
与负极硅含量满足
0.1W1≤W2≤0.7W1
时，氟代环状碳酸酯可以有效的在含硅物质的表面成膜，且不会破裂，当
W2
小于
0.1W1
时，
W2
含量过少，成膜量无法有效的全部覆盖含硅物质的表面，当
W2
大于
0.7W1
时，虽然可以有效的在含硅物质的界面成膜，但是多余未参与成膜的氟代碳酸酯容易在阴极氧化产气
。
当电解液中氟代环状碳酸酯与负极含硅物质的含量满足上述特定的关系时，可以有效的在含硅物质的表面成膜，抑制界面破裂，提升电池的循环寿命和存储寿命
。
[0008]在一些实施例中，
1%≤W1%≤50%
，经过专利技术人的研究发现，当
W1%
小于
1%
时，硅对负极容量的贡献太小，当
W1%
大于
50%
时，负极充电体积膨胀过大，无法通过电解液有效的抑制界面的破坏，进一步地，
2%≤W1%≤25%
，上述范围内，能够进一步提升电池的循环寿命和存储寿命
。
[0009]在一些实施例中，
0.5%≤W2%≤25%
，进一步地，
1%≤W2%≤20%
，电解液中氟代环状碳酸酯含量
W2%
在上述范围内，可以有效的在含硅物质的表面成膜，抑制界面破裂，提升电池的循环寿命和存储寿命
。
[0010]在一些实施例中，所述电解液中还包括
LiPF6及含氟磺酰亚胺锂，在电解液中
LiPF6的摩尔浓度为
C1
，含氟磺酰亚胺锂的摩尔浓度
C2
，且
0.25≤C1/C2≤5。
当电解液中含氟磺酰亚胺锂与
LiPF6的浓度满足上述关系时，可以减少电解液中
HF
的产生，缓解
HF
对负极界面的破坏，而且不会造成铝箔腐蚀
。
可以进一步提升电池的循环寿命和存储寿命
。
[0011]在一些实施例中，
0.2mol/L≤C1≤1mol/L
；和
/
或，
0.2mol/L≤C2≤0.9mol/L
，当
C1
和
C2
在上述范围内时，可以减少电解液中
HF
的产生，缓解
HF
对负极界面的破坏，而且不会造成铝箔腐蚀，可以进一步提升电池的循环寿命和存储寿命
。
[0012]在一些实施例中，所述含氟磺酰亚胺锂包括双氟磺酰亚胺锂
、
双（五氟乙基）磺酰亚胺锂
、
氟（三氟甲基）磺酰亚胺锂
、
双（三氟甲基）磺酰亚胺锂中的至少一种
。
采用上述物质，可以减少电解液中
HF
的产生，缓解
HF
对负极界面的破坏，而且不会造成铝箔腐蚀，可以进一步提升电池的循环寿命和存储寿命
。
[0013]在一些实施例中，所述氟代环状碳酸酯包括氟代碳酸亚乙酯和双氟代碳酸亚乙酯中的至少一种，可以有效的在硅表面成膜，抑制界面破裂，提升二次电池的寿命；进一步地，所述氟代环状碳酸酯包括氟代碳酸亚乙酯，能够进一步提升二次电池的寿命
。
[0014]在一些实施例中，所述含硅物质包括二氧化硅
、
硅和氧化亚硅中的至少一种，可以有效的在硅表面成膜，抑制界面破裂，提升二次电池的寿命
。
[0015]在一些实施例中，所述电解液还包括溶剂，所述溶剂包括碳酸亚乙酯
、
碳酸亚丙酯
、
氟苯
、
碳酸二甲酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸甲乙酯
、
乙酸乙酯
、
乙酸丙酯和甲酸甲酯中的至少一种
。
上述物质是优良的有机溶剂，采用上述有机溶剂中的至少一种，可以提升电池的循环寿命和存储寿命
。
[0016]在一些实施例中，所述电解液还包括溶剂，所述电解液中溶剂的质量占比为
20%~60%。
上述质量占比下，可以提升电池的循环寿命和存储寿命
。
[0017]在一些实施例中，所述电解液还包括添加剂，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯
、
硫酸乙烯酯
、1,3
丙烷磺酸内酯
、
二氟草酸硼酸锂
、
双草酸硼酸锂
、
三（三甲基硅烷）硼酸酯
、
三（三甲基硅烷）磷酸酯和二氟磷酸锂中的至少一种
。
上述添加剂具有辅助成膜的效果
。
[0018]在一些实施例中，所述负极活性材料还包括天然石墨
、
人造石墨
、
中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种二次电池，其特征在于，包括负极活性材料和电解液，所述负极活性材料包括含硅物质，所述负极活性材料中含硅物质的质量占比为
W1%
，所述电解液中包括氟代环状碳酸酯，所述电解液中氟代环状碳酸酯的质量占比为
W2%
，且
0.1W1≤W2≤0.7W1。2.
如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
1%≤W1%≤50%
；和
/
或，
0.5%≤W2%≤25%。3.
如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
2%≤W1%≤25%
；和
/
或，
1%≤W2%≤20%。4.
如权利要求1至3任意一项所述的二次电池，其特征在于，所述电解液中还包括
LiPF6及含氟磺酰亚胺锂，在电解液中
LiPF6的摩尔浓度为
C1
，含氟磺酰亚胺锂的摩尔浓度
C2
，且
0.25≤C1/C2≤5。5.
如权利要求4所述的二次电池，其特征在于，
0.2mol/L≤C1≤1mol/L
；和
/
或，
0.2mol/L≤C2≤0.9mol/L。6.
如权利要求4或5所述的二次电池，其特征在于，所述含氟磺酰亚胺锂包括双氟磺酰亚胺锂
、
双（五氟乙基）磺酰亚胺锂
、
氟（三氟甲基）磺酰亚胺锂
、
双（三氟甲基）磺酰亚胺锂中的至少一种
。7.
如权利要求1至6任意一项所述的二次电池，其特征在于，所述氟代环状碳酸酯包括氟代碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翠平，韩昌隆，范朋，
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：