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() 二次电池以及电子设备制造技术_技高网

二次电池以及电子设备制造技术

技术编号:41289207 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-11 09:38
本申请提供了一种二次电池及电子装置。二次电池包括负极、正极和电解液,负极包含负极集流体和设置于负极集流体至少一个表面上的负极材料层,负极材料层包括负极材料,负极材料的Dv10为2.7μm至7.4μm,负极材料的Dv95为22.5μm至39.5μm,负极材料包括硅基材料;电解液包括碳酸二乙酯,基于电解液的质量,碳酸二乙酯的含量为X1%,5≤X1≤25,电解液还包括1,3‑丙烷磺内酯。本申请提供的二次电池,在实现较高的能量密度的同时,兼顾改善高温储存性能和高温间歇循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池,尤其涉及一种二次电池以及电子设备


技术介绍

1、二次电池,由于体积小、质量轻、能量高等优势,是目前广泛利用的理想能源材料。

2、二次电池不断发展的使用需求,也提高了使用方对二次电池的能量密度要求。相较于二次电池中常用的负极活性材料石墨,硅的具有更高的理论克容量。但是硅基材料会在充放电循环过程中,发生很大程度的不可逆体积膨胀,尤其在高温下,硅基材料的体积膨胀所造成的电化学性能劣化更为明显。如何兼顾硅基材料给二次电池提供的高能量密度与二次电池的在高温下的电化学性能是有待解决的问题。


技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种二次电池及电子装置,其在实现较高的能量密度的同时,兼顾改善高温储存性能和高温间歇循环性能。

2、第一方面,本申请提供了一种二次电池,二次电池包括负极极片和电解液,负极极片包括负极集流体和设置于负极集流体至少一个表面上的负极材料层,负极材料层包括负极材料,负极材料的dv10为2.7μm至7.4μm,负极材料的dv95为22.5μm至39.5μm,负极材料含有硅基材料,电解液包括碳酸二乙酯,基于电解液的质量,碳酸二乙酯的质量百分含量为x1%,5≤x1≤25,电解液还包括1,3-丙烷磺内酯。本申请提供的二次电池,在实现较高的能量密度的同时,兼顾改善高温储存性能和高温间歇循环性能。

3、专利技术人通过对二次电池进行上述设置,能够在提高电池的能量密度的基础上,兼顾改善二次电池的高温储存性能和高温间歇循环性能。专利技术人推测,通过调控负极材料的dv10和dv95,使负极材料层内形成特殊的堆叠形貌及孔道结构,特殊的堆叠形貌有利于调节负极材料间的接触面积及接触角度,从而缓解硅基材料的膨胀导致的应力不均,并使得负极材料的破裂程度控制在合适的范围内。具有上述特征的电解液能够在负极材料层内特殊的孔道结构中以较高速度浸润与流动,适配于负极材料间特定的接触面积及接触角度,能够在负极材料相接触的位置形成高强度的固体电解质界面膜(sei膜),并且当负极材料在高温下发生破裂时,在破裂位置处快速生成高强度的sei膜,从而改善二次电池的高温储存性能和高温间歇循环性能。

4、在一些实施方式中,基于电解液的质量,1,3-丙烷磺内酯的质量百分含量为p%,0.07≤p≤4.4。通过调整p的值在上述范围内,可以进一步提高负极材料相接触位置及硅基材料的破裂位置形成的sei膜的强度,从而改善二次电池的高温储存性能和高温间歇循环性能。优选地,0.7≤p≤2.4。

5、在一些实施方式中,负极材料的dv10为2.9μm至5.1μm。可以进一步提高电解液与负极材料层内特殊的堆叠形貌和孔道结构的适配性,从而改善二次电池的高温储存性能和高温间歇循环性能。

6、在一些实施方式中,负极材料的dv95为26.7μm至34.2μm。可以进一步提高电解液与负极材料层内特殊的堆叠形貌和孔道结构的适配性,进而改善二次电池的高温储存性能和高温间歇循环性能。

7、在一些实施方式中,12≤x1≤19。此时,电解液在负极材料层内的特殊孔道结构中具有较好的浸润性和流动性,利于在与负极材料的接触位置形成高强度的sei膜。

8、在一些实施方式中,电解液还包括己二腈,基于电解液的质量,己二腈的质量百分含量为a%,0.06≤a≤3.7。a的取值在上述范围内时,可以进一步提高负极材料相接触位置及硅基材料的破裂位置形成的sei膜的强度,从而改善二次电池的高温存储性能和高温间歇循环性能。优选地,0.4≤a≤2.4。

9、在一些实施方式中,二次电池满足:0.55≤p/a≤1.2。p/a的比值在上述范围内时,可以使得sei膜内各元素的比例合适,提高负极材料相接触位置及硅基材料的破裂位置形成的sei膜的质量,兼顾改善高温储存性能和高温间歇循环性能。优选地,0.7≤p/a≤0.95。

10、在一些实施方式中,电解液还包括链状羧酸酯,链状羧酸酯包括丙酸丙酯和丙酸乙酯,基于电解液的质量,丙酸丙酯和丙酸乙酯的含量之和为x2%,10≤x2≤28。此时,可以进一步提高电解液与负极材料层内特殊的堆叠形貌和孔道结构的适配性,进而改善二次电池的高温储存性能和高温间歇循环性能。

11、在一些实施方式中,丙酸丙酯的含量和丙酸乙酯的含量之比为r,1.2≤r≤3.0。此时,利于进一步提高电解液与负极材料层内特殊的堆叠形貌和孔道结构的适配性,兼顾改善高温储存性能和高温间歇循环性能。优选地,1.5≤r≤2.4。

12、在一些实施方式中,电解液包括二氟磷酸锂,基于电解液的质量,二氟磷酸锂的含量为f1,0.05≤f1≤0.92。如此,利用f元素的强亲电性,提高sei膜在负极材料相接触位置及硅基材料的破裂位置的成膜速度,生成强度高且厚度合适的sei膜,从而改善二次电池的高温储存性能和高温间歇循环性能。

13、在一些实施方式中,电解液包括四氟硼酸锂,基于电解液的质量,四氟硼酸锂的含量为f2,0.01≤f2≤1.8。同理,利用f元素的强亲电性,提高sei膜在负极材料相接触位置及硅基材料的破裂位置的成膜速度,生成强度高且厚度合适的sei膜,从而改善二次电池的高温储存性能和高温间歇循环性能。

14、在一些实施方式中,二次电池满足:0.55≤f1/f2≤2.04。此时,可以进一步改善sei膜在负极材料的相接触位置及提高硅基材料的破裂位置的成膜速度,从而提高二次电池的高温储存性能和高温间歇循环性能。优选地,0.95≤f1/f2≤1.11。

15、在一些实施方式中,二次电池满足:0.2≤(f1+f2)≤0.84。如此,利于进一步改善二次电池的高温储存性能和高温间歇循环性能。优选地,0.3≤(f1+f2)≤0.68。

16、在一些实施方式中,硅基材料包括硅碳材料,硅碳材料包括碳骨架、分散在碳骨架中的无定形硅以及位于碳骨架至少部分表面的保护层,保护层的材料包括无定形碳、金属氧化物或非金属氧化物中的至少一种,金属氧化物包括氧化铝、氧化铜或氧化钛中的至少一种,非金属氧化物包括二氧化硅或氧化亚硅中的至少一种,碳骨架材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳或硬碳中的至少一种。所述负极材料还包括碳颗粒,碳颗粒包括人造石墨、天然石墨、软碳或硬碳中的至少一种。

17、第二方面,本申请提供了一种电子设备,电子设备包括上述的二次电池。

18、本申请第一方面提供的二次电池实现较高的能量密度的同时,兼顾改善高温储存性能和高温间歇循环性能。从而本申请第二方面提供的电子设备实现较高的能量密度的同时,兼顾改善高温储存性能和高温间歇循环性能。

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【技术保护点】

1.一种二次电池,其特征在于,所述二次电池包括负极极片和电解液;

2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,基于所述电解液的质量,所述1,3-丙烷磺内酯的质量百分含量为P%,0.07≤P≤4.4;

3.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述二次电池满足以下条件中的至少一者:

4.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,所述电解液还包括己二腈,基于所述电解液的质量,所述己二腈的质量百分含量为A%,0.06≤A≤3.7;

5.根据权利要求4所述的二次电池,其特征在于,所述二次电池满足:0.55≤P/A≤1.2;

6.根据权利要求1-5任一项所述的二次电池,其特征在于,所述电解液还包括链状羧酸酯;

7.根据权利要求6所述的二次电池,其特征在于,所述丙酸丙酯的含量和所述丙酸乙酯的含量之比为R,1.2≤R≤3.0;

8.根据权利要求1-5任一项所述的二次电池,其特征在于,所述二次电池满足以下条件中的至少一者:

9.根据权利要求8所述的二次电池,其特征在于,所述二次电池满足以下条件中的至少一者:

10.根据权利要求1-5任一项所述的二次电池,其特征在于,

11.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括权利要求1~10任一项所述的二次电池。

...

【技术特征摘要】

1.一种二次电池,其特征在于,所述二次电池包括负极极片和电解液;

2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,基于所述电解液的质量,所述1,3-丙烷磺内酯的质量百分含量为p%,0.07≤p≤4.4;

3.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述二次电池满足以下条件中的至少一者:

4.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,所述电解液还包括己二腈,基于所述电解液的质量,所述己二腈的质量百分含量为a%,0.06≤a≤3.7;

5.根据权利要求4所述的二次电池,其特征在于,所述二次电池满足:0.55≤p/a≤1.2;

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【专利技术属性】
技术研发人员:黎芳如
申请(专利权)人:宁德新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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