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【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和包括该二次电池的电子设备。
技术介绍
1、二次电池例如锂离子电池,具有环境友好、能量密度高、循环寿命长等优点,被广泛应用于手机、电脑、穿戴设备、消费级无人机、电动工具、电动摩托车、电动车或大型储能装置中。随着市场的不断扩大,对电池的性能要求也一直不断提升,例如高低温条件下电池的性能要求日益提高。目前,二次电池的电解液常选用碳酸酯化合物作为溶剂体系,但该类二次电池的耐高电压稳定性较差,且易造成负极的石墨材料结构不稳定,降低其性能。因此,二次电池需进一步改善性能。
技术实现思路
1、鉴于此,本申请第一方面提供一种二次电池,包括正极、负极和电解液,所述电解液包括有机溶剂,所述有机溶剂包括丙酸乙酯和丙酸丙酯,基于所述电解液的质量,所述丙酸乙酯的质量百分含量为m%,所述丙酸丙酯的质量百分含量为n%,其中,n与m的差值n-m为5至54,m为8至24;
2、所述负极包括负极集流体和设置在所述负极集流体的至少一个表面上的负极活性物质层,所述负极活性物质层包括负极活性材料,所述负极活性材料包含质量百分含量不低于90%的石墨,n与所述石墨的lc值的比值n/lc为1至2.14。
3、本申请的二次电池,通过设定电解液中包含的丙酸乙酯和丙酸丙酯的含量差值满足上述特定的要求,含量较高的丙酸丙酯可发挥其在低温下的低阻抗特性,提高活性离子的传输速率,且高温、高电压下的丙酸乙酯、丙酸丙酯可降低石墨表面的氧化腐蚀,减少活性锂的消耗,降低二次电池的内阻,降低
4、在一些实施例中,n-m为18至54。可进一步改善二次电池的高电压循环性能,降低高温内阻。在一些实施例中,n-m为21至47。
5、在一些实施例中,n与m的和m+n为42至70。通过控制电解液中丙酸乙酯和丙酸丙酯二者总的质量百分含量在上述范围内,可以更进一步降低二次电池内部阻抗,降低石墨表面的氧化腐蚀,进一步改善二次电池的高电压循环性能和低温倍率性能。在一些实施例中,m+n为53至69。在一些实施例中,m+n为52至67.5。
6、在一些实施例中,m为8至19。在一些实施例中,m为11至21。可更能平衡电解液的粘度和降低二次电池内部阻抗的效果,进一步改善二次电池的高电压循环性能和低温倍率性能。
7、在一些实施例中,n为29至62。可更能平衡电解液的粘度和降低二次电池内部阻抗的效果,进一步改善二次电池的高电压循环性能和低温倍率性能。在一些实施例中,n为33至58。在一些实施例中,n为30至53.5。
8、在一些实施例中,所述电解液还包括双(氟磺酰)亚胺锂,基于所述电解液的质量,所述双(氟磺酰)亚胺锂的质量百分含量为p%,其中p为0.07至4.3。双(氟磺酰)亚胺锂在高温高电压下具有较高稳定性,抑制丙酸丙酯的分解,可在石墨表面形成低阻抗且稳定不易被氧化的保护膜,进一步降低二次电池的内部阻抗,进一步改善二次电池的高温性能。在一些实施例中,p为0.7至2.4。在一些实施例中,p为1.3至3.5。
9、在一些实施例中,p与m的比值p/m为0.01至0.36。当控制p/m满足上述范围时,可提高活性离子的传输速率,且提高石墨表面的抗氧化性,进一步改善二次电池的高温高电压性能。在一些实施例中,p/m为0.07至0.17。在一些实施例中,p/m为0.09至0.32。
10、在一些实施例中,所述石墨的lc值满足:25≤lc≤38。设定石墨的lc值,使锂离子在石墨中具有较短的嵌入脱出路径,改善二次电池的低温倍率性能。石墨材料的lc可在制备石墨的过程通过控制原材料的粒度、石墨化处理温度等方式实现。在一些实施例中,所述石墨包括人造石墨或天然石墨中的至少一种。
11、在一些实施例中,所述电解液还包含二氟磷酸锂,基于所述电解液的质量,所述二氟磷酸锂的质量百分含量为0.02%至2.4%。在电解液中加入二氟磷酸锂,可提高低温下丙酸乙酯在石墨表面的成膜稳定性,在改善高温高电压性能的基础上,进一步改善二次电池的低温倍率性能。在一些实施例中,二氟磷酸锂的质量百分含量为0.2%至1.6%。
12、在一些实施例中,所述电解液还包含1,3-丙烷磺酸内酯,基于所述电解液的质量,所述1,3-丙烷磺酸内酯的质量百分含量为1.7%至4.4%。电解液中加入1,3-丙烷磺酸内酯,可抑制丙酸乙酯在石墨表面成膜过厚,进一步降低二次电池的内部阻抗,改善二次电池的高低温性能。在一些实施例中,1,3-丙烷磺酸内酯的质量百分含量为1.7%至2.9%。在一些实施例中,1,3-丙烷磺酸内酯的质量百分含量为3.1%至3.9%。
13、本申请第二方面提供一种电子设备,包括上述的二次电池。采用上述的二次电池作为电子设备的供电来源,二次电池性能稳定,可稳定地为电子设备进行供电。
14、与现有技术相比,本申请具有以下有益效果:
15、本申请提供了一种二次电池,其包括正极、负极和电解液,电解液包括有机溶剂,有机溶剂包括丙酸乙酯和丙酸丙酯,基于电解液的质量,丙酸乙酯的质量百分含量为m%,丙酸丙酯的质量百分含量为n%,其中n-m为5至54;负极中,负极活性材料包含质量百分含量不低于90%的石墨,n与石墨的lc值的比值n/lc为1至2.14。通过设定电解液中包含的丙酸乙酯和丙酸丙酯的含量差值满足上述特定的要求,可降低石墨表面的氧化腐蚀,减少活性锂的消耗,降低二次电池的内阻,降低高温内阻,改善高电压循环性能;且使得锂离子具有较短的嵌入脱出路径,同时改善二次电池的低温倍率性能。
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1.一种二次电池,包括正极、负极和电解液,其特征在于:
2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述电解液满足以下条件中的至少一个:(1)n-m为18至54;
3.根据权利要求1或2所述的二次电池,其特征在于,所述电解液满足以下条件中的至少一个:
4.根据权利要求1或2所述的二次电池,其特征在于,所述电解液满足以下条件中的至少一个:
5.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述电解液还包括双(氟磺酰)亚胺锂,基于所述电解液的质量,所述双(氟磺酰)亚胺锂的质量百分含量为p%,其中p为0.07至4.3。
6.根据权利要求5所述的二次电池,其特征在于,p与m的比值p/m为0.01至0.36。
7.根据权利要求5或6所述的二次电池,其特征在于,所述电解液满足以下条件中的至少一个:
8.根据权利要求5或6所述的二次电池,其特征在于,所述电解液满足以下条件中的至少一个:
9.根据权利要求1或2所述的二次电池,其特征在于,所述石墨的Lc值为25至38。
10.根据权利要求1或
11.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述电解液满足以下条件中的至少一个:
12.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述电解液满足以下条件中的至少一个:
13.根据权利要求11所述的二次电池,其特征在于,所述电解液包含1,3-丙烷磺酸内酯,所述1,3-丙烷磺酸内酯的质量百分含量为3.1%至3.9%。
14.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求1至13中任一项所述的二次电池。
...【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:
2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述电解液满足以下条件中的至少一个:(1)n-m为18至54;
3.根据权利要求1或2所述的二次电池,其特征在于,所述电解液满足以下条件中的至少一个:
4.根据权利要求1或2所述的二次电池,其特征在于,所述电解液满足以下条件中的至少一个:
5.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述电解液还包括双(氟磺酰)亚胺锂,基于所述电解液的质量,所述双(氟磺酰)亚胺锂的质量百分含量为p%,其中p为0.07至4.3。
6.根据权利要求5所述的二次电池,其特征在于,p与m的比值p/m为0.01至0.36。
7.根据权利要求5或6所述的二次电池,其特征在于,所述电解液满足以下条件中的至少...
【专利技术属性】
技术研发人员:张慧丽,
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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