System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 锂离子电池及用电装置制造方法及图纸_技高网

锂离子电池及用电装置制造方法及图纸

技术编号:41110868 阅读:6 留言:0更新日期:2024-04-25 14:03
本申请实施例公开了一种锂离子电池及用电装置,该锂离子电池的注液系数a满足:2.2 g/Ah≤a≤2.8 g/Ah;锂离子电池包括电解液,电解液包括第一溶剂和添加剂;第一溶剂的粘度满足:≤0.6 mPa/s;添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、1,3‑丙烷磺内酯中的至少一种,添加剂在电解液中的质量含量m满足:5%≤m≤12%。该注液系数小,电解液包括羧酸酯类溶剂、醚类溶剂和/或腈类溶剂的锂离子电池具有良好的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池领域,更为具体地,涉及一种锂离子电池及用电装置


技术介绍

1、近年来,锂离子电池被广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域,从而得到了极大的发展。

2、电解液作为锂离子电池的重要组成部分,对锂离子电池的性能有重要影响。但是,粘度较低的溶剂有利于提高电解液的离子导从而能够提升锂离子电池的快充性能。但低粘度溶剂通常存在与负极相容性差的问题,还有一些组分存在容易产气的问题,从而严重影响锂离子电池的循环性能。因此,如何提高锂离子电池循环性能是一项亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本申请是鉴于上述技术问题而进行的,其目的在于,提供一种锂离子电池及用电装置,该锂离子电池具有良好的循环性能。

2、第一方面,提供一种锂离子电池,所述锂离子电池的注液系数a满足:2.2 g/ah≤a≤2.8 g/ah;所述锂离子电池包括电解液,所述电解液包括第一溶剂和添加剂;所述第一溶剂的粘度满足:≤0.6 mpa/s;所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯中的至少一种,所述添加剂在所述电解液中的质量含量m满足:5%≤m≤12%。

3、本申请的实施例中,锂离子电池的注液系数小且电解液包括与负极相容性较差的低粘度溶剂,通过控制添加剂的质量含量在较大的范围内,可以改善低粘度溶剂与负极相容性差的问题,由此改善注液系数小、电解液包含低粘度溶剂的锂离子电池的循环性能。

4、添加剂的质量含量若过大,可能会增大锂离子电池的直流阻抗(directivecurrent resistance, dcr)。因此,本申请的实施例中,通过控制添加剂的含量较大并在合适的范围内,能够提升锂离子电池的循环性能并控制添加剂对锂离子电池dcr的影响。

5、在一种可能的实现方式中,2.4 g/ah≤a≤2.6 g/ah。

6、在一种可能的实现方式中,所述添加剂包括碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。

7、在一种可能的实现方式中,所述第一溶剂包括羧酸酯类溶剂、醚类溶剂、腈类溶剂中的至少一种。

8、羧酸酯类溶剂、醚类溶剂、腈类溶剂容易在负极产气,进一步影响电池的循环性能。通过在注液系数小且电解液包括羧酸酯类溶剂、醚类溶剂、腈类溶剂的锂离子电池中,控制添加剂的质量含量在较大的范围内,可以改善羧酸酯类溶剂、醚类溶剂、腈类溶剂容易在负极产气的问题,由此改善注液系数小、电解液包括羧酸酯类溶剂、醚类溶剂、腈类溶剂的锂离子电池的循环性能。

9、在一种可能的实现方式中,所述羧酸酯类溶剂包括:r1-coo-r2,其中,r1和r2分别独立地包括碳原子数为1~5的烷基、碳原子数为1~5的卤代烷基中的至少一种。

10、在一种可能的实现方式中,所述醚类溶剂包括:乙醚、乙二醇二甲醚、二甲氧甲烷、1,2-二甲氧丙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃中的至少一种。

11、在一种可能的实现方式中,所述腈类溶剂包括:丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈中的至少一种。

12、在一种可能的实现方式中,所述第一溶剂在所述电解液中的质量含量x满足:10%≤x≤70%。

13、在一种可能的实现方式中,20%≤x≤60%。

14、在一种可能的实现方式中,所述电解液还包括第二溶剂,所述第二溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯中的至少一种。

15、在一种可能的实现方式中,所述第二溶剂包括碳酸乙烯酯。

16、在一种可能的实现方式中,所述第二溶剂在所述电解液中的质量含量y满足:15%≤y≤35%。

17、在可能的实现方式中,25%≤y≤35%。

18、本申请的实施例中,通过选择介电常数较高的碳酸酯类溶剂作为第二溶剂,有利于进一步提高电解液的电导率;并且,碳酸酯类溶剂具有良好的电化学稳定性,其与第一溶剂通过合适的配比共同形成电解液的溶剂,能够形成粘度合适且具有高电导率的电解液体系,提升锂离子电池的快速充电能力,即快充性能。

19、在一种可能的实现方式中,所述电解液的电导率σ满足:13 ms/cm≤σ≤20 ms/cm。

20、在一种可能的实现方式中,所述锂离子电池的体积能量密度ved满足:ved≥425wh/l。

21、在一种可能的实现方式中,所述锂离子电池的群裕度x满足:x≥97.5%。

22、在一种可能的实现方式中,所述锂离子电池包括正极极片,所述正极极片的压实密度ρ1满足:ρ1≥2.6 g/cm3。

23、在一种可能的实现方式中,所述正极极片包括正极活性材料,所述正极活性材料在单位面积所述正极极片上的负载量m满足:m1≥0.22 mg/mm2。

24、在一种可能的实现方式中,所述离子电池包括负极极片,所述负极极片的压实密度ρ2满足:ρ2≥1.7 g/cm3。

25、在一种可能的实现方式中,所述负极极片包括负极活性材料,所述负极活性材料在单位面积所述负极极片上的负载量满足:m1≥0.07 mg/mm2。

26、在一种可能的实现方式中,所述负极极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体至少一个表面的负极膜层;在所述负极膜层中靠近所述负极集流体的位置,所述负极活性材料的平均体积粒径dv50满足:14.5 μm≤dv50≤19.5 μm;在所述负极膜层中远离所述负极集流体的位置,所述负极活性材料的平均体积粒径dv50’满足:10.2 μm≤dv50’≤15.5μm。

27、第二方面,提供一种用电装置,所述用电装置包括第一方面任一可能的实现方式中的锂离子电池。

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【技术保护点】

1.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池的注液系数a满足:2.2 g/Ah≤a≤2.8 g/Ah;所述锂离子电池包括电解液,所述电解液包括第一溶剂和添加剂;

2.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,2.4 g/Ah≤a≤2.6 g/Ah。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中至少一种。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述第一溶剂包括羧酸酯类溶剂、醚类溶剂、腈类溶剂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池,其特征在于,所述羧酸酯类溶剂包括:R1-COO-R2,其中,R1和R2分别独立地包括碳原子数为1~5的烷基、碳原子数为1~5的卤代烷基中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的锂离子电池,其特征在于,所述醚类溶剂包括:乙醚、乙二醇二甲醚、二甲氧甲烷、1,2-二甲氧丙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的锂离子电池,其特征在于,所述腈类溶剂包括:丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述第一溶剂在所述电解液中的质量含量X满足:10%≤X≤70%。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池,其特征在于,20%≤X≤60%。

10.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述电解液还包括第二溶剂,所述第二溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯中的至少一种。

11.根据权利要求10所述的锂离子电池,其特征在于,所述第二溶剂包括碳酸乙烯酯。

12.根据权利要求10所述的锂离子电池,其特征在于,所述第二溶剂在所述电解液中的质量含量Y满足:15%≤Y≤35%。

13.根据权利要求12所述的锂离子电池,其特征在于,25%≤Y≤35%。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述电解液的电导率σ满足:13 mS/cm≤σ≤20 mS/cm。

15.根据权利要求1-13中任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池的体积能量密度VED满足:VED≥425 Wh/L。

16.根据权利要求1-13中任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池的群裕度x满足:x≥97.5%。

17.根据权利要求1-13中任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括正极极片,所述正极极片的压实密度ρ1满足:ρ1≥2.6 g/cm3。

18.根据权利要求17所述的锂离子电池,其特征在于,所述正极极片包括正极活性材料,所述正极活性材料在单位面积所述正极极片上的负载量m1满足:m1≥0.22 mg/mm2。

19.根据权利要求1-13中任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括负极极片,所述负极极片的压实密度ρ2满足:ρ2≥1.7 g/cm3。

20.根据权利要求19所述的锂离子电池,其特征在于,所述负极极片包括负极活性材料,所述负极活性材料在单位面积所述负极极片上的负载量m2满足:m2≥0.07 mg/mm2。

21.根据权利要求20所述的锂离子电池,其特征在于,所述负极极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体至少一个表面的负极膜层;

22.一种用电装置,其特征在于,所述用电装置包括如权利要求1-21中任一项所述的锂离子电池。

...

【技术特征摘要】

1.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池的注液系数a满足:2.2 g/ah≤a≤2.8 g/ah;所述锂离子电池包括电解液,所述电解液包括第一溶剂和添加剂;

2.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,2.4 g/ah≤a≤2.6 g/ah。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中至少一种。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述第一溶剂包括羧酸酯类溶剂、醚类溶剂、腈类溶剂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池,其特征在于,所述羧酸酯类溶剂包括:r1-coo-r2,其中,r1和r2分别独立地包括碳原子数为1~5的烷基、碳原子数为1~5的卤代烷基中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的锂离子电池,其特征在于,所述醚类溶剂包括:乙醚、乙二醇二甲醚、二甲氧甲烷、1,2-二甲氧丙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的锂离子电池,其特征在于,所述腈类溶剂包括:丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述第一溶剂在所述电解液中的质量含量x满足:10%≤x≤70%。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池,其特征在于,20%≤x≤60%。

10.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述电解液还包括第二溶剂,所述第二溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯中的至少一种。

11.根据权利要求10所述的锂离子电池,其特征在于,所述第二溶剂包括碳酸乙烯酯。

12.根据权利要求10所述的锂离子电池,...

【专利技术属性】
技术研发人员:牛从酥李晓伟裴振兴喻鸿钢
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:

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