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() 电池及其制备方法和用电装置制造方法及图纸_技高网

电池及其制备方法和用电装置制造方法及图纸

技术编号:41209972 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-09 23:32
本发明专利技术涉及电池技术领域,具体涉及一种电池及其制备方法和用电装置。本发明专利技术提供一种电池,包括正极极片、负极极片、隔离膜和电解液,所述正极极片包括正极集流体以及设置在所述正极集流体至少一个表面上的正极膜层,所述正极膜层包括正极活性材料、粘结剂、导电剂和功能单体;所述电解液包括有机溶剂、电解质盐、添加剂和引发剂,其中所述引发剂用于引发所述功能单体聚合。本发明专利技术可以缓解正极侧过渡金属溶出的问题,能改善高温性能,能降低整体电芯的界面阻抗,提升电池的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池,具体而言,涉及一种电池及其制备方法和用电装置


技术介绍

1、目前,为了解决电动汽车消费者的里程焦虑和充电焦虑,锂离子电池的后续发展需要以高能量密度、高功率、高安全性以及长使用寿命为研究导向,因此高镍正极材料、富锂锰基正极材料和磷酸锰铁锂正极材料的应用也越来越广泛。然而,随着高镍(ni)/高锰(mn)以及电压的提升,会在循环过程中不断发生过渡金属溶出现象。具体的,高容量正极在充放电过程中会伴随着过渡金属元素的溶出,如果ni、mn元素溶出过多,就会影响锂离子电池的容量、循环寿命和自放电等性能,随后正极材料过渡金属溶出并沉积在负极也会造成电池容量衰减。此外,过渡金属的溶出也会使负极表面sei膜造成破坏,并使得sei膜显著增加,造成li+消耗及电池内阻增长。

2、为了缓解上述问题,相关技术中,一些研究人员提出在电解液加入相应添加剂,以在正极侧氧化成膜构建cei减少金属溶出;这种方式虽然操作简单但大部分添加剂不可避免会在负极侧进行初步消耗,这样极大的降低了正极侧消耗量从而降低cei的质量,且添加剂过分消耗不可避免也会造成阻抗的增加。另外,还有一些研究人员提出在正极界面用活性物质进行修饰;然而,该种方式所引入的金属氧化物涂层通常需要高温烧结工艺,这可能会破坏正极晶格结构,大部分的包覆材料存在着结合力较差、导电性较低等问题,对于提升正极的性能而言作用极其有限,并且工艺相对复杂,因此适用性相对较差。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本专利技术提供一种电池及其制备方法和用电装置,可以缓解正极侧过渡金属溶出的问题,能改善高温性能,提升电池的循环性能。

2、为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:

3、根据本申请的第一方面,本申请实施例提供了一种电池,该电池包括正极极片、负极极片、隔离膜和电解液,所述正极极片包括正极集流体以及设置在所述正极集流体至少一个表面上的正极膜层,所述正极膜层包括正极活性材料、粘结剂、导电剂和功能单体;

4、所述电解液包括有机溶剂、电解质盐、添加剂和引发剂,其中所述引发剂用于引发所述功能单体聚合。

5、另外,根据本申请的电池,还可以具有如下附加的技术特征:

6、在其中的一些实施方式中,所述功能单体的分子链上含有不饱和碳碳键和极性基团;

7、所述极性基团包括氰基、羟基、氨基、磷酸基或酰胺基中的至少一种。

8、在其中的一些实施方式中,所述功能单体的化学通式为cnh2n-1-r,或者,cnh2n-2-r,其中,n≥1,如n=1.2.3.4…,r选自cn-、-oh、-nh2,po-、cnh-中的一种或多种。

9、在其中的一些实施方式中,所述功能单体包括丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、磷酸三炔丙酯、磷酸三烯酯、2-氰基-3-乙氧基丙烯酸乙酯或乙氧基化三羟基甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

10、在其中的一些实施方式中,所述引发剂包括偶氮二异丁腈、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基或过硫酸盐中的至少一种。

11、在其中的一些实施方式中,所述功能单体的含量占所述正极活性材料的质量0.5%~5%。

12、在其中的一些实施方式中,所述引发剂的含量占所述功能单体的质量0.1%~2%。

13、在其中的一些实施方式中,所述电池满足如下特征中的至少一者:

14、(1)所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的质量比为(80~98):(1~10):(0.1~5);

15、(2)以所述电解液的总质量为基准,所述有机溶剂在所述电解液中的质量百分含量为50%~90%,所述电解质盐在所述电解液中的质量百分含量为5%~30%,所述添加剂在所述电解液中的质量百分含量为0.5%~5%。

16、根据本申请的第二方面,本申请实施例提供了一种电池的制备方法,所述电池包括前述的电池,所述方法包括:

17、将正极极片、隔离膜、负极极片经卷绕工艺或叠片工艺形成电芯,将所述电芯置于包装壳中,将电解液注入干燥后的电芯中,然后经过封装、静置、化成工序,得到所述电池。

18、在其中的一些实施方式中,所述制备方法满足如下特征中的至少一者:

19、(1)所述静置的温度为60℃~80℃,静置的时间为6h~12h;

20、(2)所述化成步骤包括:

21、在3.4v~4.3v电压下进行0.05c恒流恒压充电,用以引发功能单体原位电化学聚合。

22、根据本申请的第三方面,本申请实施例提供了一种用电装置,该用电装置包括前述的电池或根据前述方法制得的电池。

23、实施本专利技术的技术方案,至少具有以下有益效果:

24、在本申请实施例中,所提供的电池中,在正极极片的正极膜层中添加了功能单体,在电解液中添加了可以用于引发功能单体聚合的引发剂,这样,通过该功能单体配合电解液中的引发剂引发原位化学聚合或者特定电压与电流涉及引发原位电化学聚合,从而在极片表面形成特定功能的cei,能够减少后期循环过程中的正极过渡金属离子溶出,有助于提高电池的循环寿命,还可以改善电池的高温性能。

25、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本专利技术的实践了解到。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电池,包括正极极片、负极极片、隔离膜和电解液,其特征在于,

2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述功能单体的分子链上含有不饱和碳碳键和极性基团;

3.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述功能单体包括丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、磷酸三炔丙酯、磷酸三烯酯、2-氰基-3-乙氧基丙烯酸乙酯或乙氧基化三羟基甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述引发剂包括偶氮二异丁腈、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基或过硫酸盐中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述功能单体的含量占所述正极活性材料的质量0.5%~5%。

6.根据权利要求1或5所述的电池,其特征在于,所述引发剂的含量占所述功能单体的质量0.1%~2%。

7.根据权利要求1或5所述的电池,其特征在于,所述电池满足如下特征中的至少一者:

8.一种电池的制备方法,其特征在于,所述电池包括权利要求1至7任一项所述的电池,所述方法包括:

9.根据权利要求8所述的电池的制备方法,其特征在于,所述制备方法满足如下特征中的至少一者:

10.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求1至7任一项所述的电池或根据权利要求8至9任一项所述方法制得的电池。

...

【技术特征摘要】

1.一种电池,包括正极极片、负极极片、隔离膜和电解液,其特征在于,

2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述功能单体的分子链上含有不饱和碳碳键和极性基团;

3.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述功能单体包括丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、磷酸三炔丙酯、磷酸三烯酯、2-氰基-3-乙氧基丙烯酸乙酯或乙氧基化三羟基甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述引发剂包括偶氮二异丁腈、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基或过硫酸盐中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:于哲勋韩延林马曙辉于天恒
申请(专利权)人:江苏正力新能电池技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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