【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电化学，特别是涉及一种二次电池和用电装置。
技术介绍
1、二次电池(如锂离子电池)因其输出电压和能量密度高、循环寿命长和绿色环保等优点，广泛应用在数码产品、电动汽车以及储能电站等设备中。隔膜作为锂离子电池四大关键组件之一，在锂离子电池中起到隔离正极与负极并提供锂离子传输通道的作用。隔膜虽然不直接参与锂离子电池的内部反应，但其结构和性质却直接影响锂离子电池的综合性能。但是，现有的隔膜应用于锂离子电池中，往往难以兼顾锂离子电池的循环性能和安全性能。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种二次电池，以兼顾二次电池的循环性能和安全性能，同时提供了一种使用该二次电池的用电装置。
2、需要说明的是，本申请的
技术实现思路
中，以锂离子电池作为二次电池的例子来解释本申请，但是本申请的二次电池并不仅限于锂离子电池。具体技术方案如下：
3、本申请的第一方面提供了一种二次电池，其包括卷绕结构的电极组件，电极组件包括正极极片、负极极片、第一隔膜和第二隔膜，负极极片位于第一隔膜和第二隔膜之间，电极组件包括平直区和拐角区；负极极片包括负极集流体和位于负极集流体厚度方向两侧的第一负极材料层和第二负极材料层，第一隔膜与第一负极材料层相邻，第二隔膜与第二负极材料层相邻；拐角区的第一隔膜包括第一基膜、第一粘结层和第一陶瓷涂层，所述第一基膜与所述第一负极材料层接触，第一陶瓷涂层设置在第一基膜背离第一负极材料层的一侧，第一粘结层设置在第一陶瓷涂层的表面；拐角区的第二隔膜包括第二基膜、第
4、在本申请的一些实施方案中，沿电极组件的卷绕方向，第一负极材料层的长度大于第二负极材料层的长度。
5、在本申请的一些实施方案中，正极极片包括正极集流体和位于正极集流体厚度方向两侧的第一正极材料层和第二正极材料层，在同一卷绕层中，第一正极材料层较第二正极材料层靠近电极组件的卷绕中心，在电极组件的卷绕收尾端，第一正极材料层沿电极组件卷绕方向上的长度大于第二正极材料层沿电极组件卷绕方向上的长度。
6、在本申请的一些实施方案中，第一负极材料层包括第一负极活性材料，第一负极活性材料的颗粒的表面包括包覆元素，包覆元素包括ag、ni、sn、zn、al、mo、cu或fe中的至少一种，基于第一负极材料层的质量，包覆元素的质量百分含量w1为0.05％至0.5％。二次电池的循环性能进一步提高，而且能够兼顾安全性能和能量密度。
7、在本申请的一些实施方案中，第二负极材料层包括第二负极活性材料，第二负极活性材料的颗粒的表面包括包覆元素，包覆元素包括ag、ni、sn、zn、al、mo、cu或fe中中的至少一种，基于第二负极材料层的质量，包覆元素的质量百分含量w2为0.05％至0.5％。二次电池的循环性能进一步提高，而且能够兼顾安全性能和能量密度。
8、在本申请的一些实施方案中，第一负极材料层包括第一负极活性材料，第一负极活性材料包括掺杂元素，掺杂元素包括b、ti、cu或ni中的至少一种，基于第一负极材料层的质量，掺杂元素的质量百分含量w1’为0.05％至0.5％。二次电池的循环性能进一步提高，而且能够兼顾安全性能和能量密度。
9、在本申请的一些实施方案中，第二负极材料层包括第二负极活性材料，第二负极活性材料包括掺杂元素，掺杂元素包括b、ti、cu或ni中的至少一种，基于第二负极材料层的质量，掺杂元素的质量百分含量w2’为0.05％至0.5％。二次电池的循环性能进一步提高，而且能够兼顾安全性能和能量密度。
10、在本申请的一些实施方案中，第一负极活性材料和第二负极活性材料各自独立地包括天然石墨、人造石墨、中间相微碳球、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、siox、li-sn合金、li-sn-o合金、sn、sno、sno2、尖晶石结构的钛酸锂li4ti5o12、li-al合金或金属锂中的至少一种，0<x<2。通过选择上述第一负极活性材料和第二负极活性材料且其包含上述包覆元素或掺杂元素，可以进一步提高二次电池的循环性能，并兼顾能量密度，而且结合使用本申请中的第一隔膜和第二隔膜，能够更好地兼顾二次电池的循环性能、安全性能。
11、在本申请的一些实施方案中，第一基膜的孔隙率p1大于第二基膜的孔隙率p2，40％≤p1≤70％，5％≤p2≤50％。在本申请的一些实施方案中，50％≤p1≤60％，10％≤p2≤40％。第一基膜具有更高的孔隙率，有利于第一隔膜存储更多的电解液，当第一隔膜位于第一负极材料层一侧时，有利于在二次电池的负极极片的第一负极材料层一侧存储更多的电解液，更好地改善拐角区的正极极片和负极极片因电解液不足导致的界面问题，从而进一步提高二次电池的循环性能。同时，通过调控第一基膜的孔隙率p1和第二基膜的孔隙率p2在本申请范围内，第一隔膜和第二隔膜的机械强度较高，得到的二次电池还具有良好的安全性能。
12、在本申请的一些实施方案中，第一基膜的孔径d1大于第二基膜的孔径d2，80nm≤d1≤700nm，50nm≤d2≤200nm。在本申请的一些实施方案中，250nm≤d1≤520nm，100nm≤d2≤150nm。第一基膜具有更大的孔径，可以进一步提高第一隔膜的保液量、改善锂离子的传输，更好地改善拐角区的正极极片和负极极片因电解液不足导致的界面问题，从而进一步提高二次电池的循环性能。同时，通过调控第一基膜的孔径d1和第二基膜的孔径d2在本申请范围内，第一隔膜和第二隔膜的机械强度较高，得到的二次电池还具有良好的安全性能。
13、在本申请的一些实施方案中，第一陶瓷涂层的涂布重量cw1为7mg/cm2至13mg/cm2，和/或，第一粘结层的涂布重量cw2为0.0004mg/mm2至0.002mg/mm2。通过调控第一陶瓷涂层的涂布重量cw1和/或第一粘结层的涂布重量cw2在上述范围内，第一隔膜的保液能力高而且具有良好的结构稳定性和粘结性，有利于进一步提高二次电池的循环性能，并且兼顾安全性能和能量密度。
14、在本申请的一些实施方案中，第二陶瓷涂层的涂布重量cw3为7mg/cm2至13mg/cm2，和/或，第二粘结层的涂布重量cw4为0.0004mg/mm2至0.002mg/mm2。通过调控第二陶瓷涂层的涂布重量cw3和/或第二粘结层的涂布重量cw4在上述范围内，第二隔膜的结构稳定性和粘结性高而且具有良好的保液能力，有利于进一步提高二次电池的安全性能，兼顾循环性能和能量密度。...
【技术保护点】
1.一种二次电池，其包括卷绕结构的电极组件，所述电极组件包括正极极片、负极极片、第一隔膜和第二隔膜，所述负极极片位于所述第一隔膜和所述第二隔膜之间，所述电极组件包括平直区和拐角区；
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，沿所述电极组件的卷绕方向，所述第一负极材料层的长度大于所述第二负极材料层的长度。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述正极极片包括正极集流体和位于所述正极集流体厚度方向两侧的第一正极材料层和第二正极材料层，在同一卷绕层中，所述第一正极材料层较所述第二正极材料层靠近所述电极组件的所述卷绕中心，沿所述电极组件的卷绕方向，所述第一正极材料层的长度大于所述第二正极材料层的长度。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一负极材料层包括第一负极活性材料，所述第二负极材料层包括第二负极活性材料，所述二次电池满足以下特征中的至少一者：
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述第一负极活性材料和所述第二负极活性材料各自独立地包括天然石墨、人造石墨、中间相微碳球、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、SiOx、Li-Sn合
6.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其中，所述第一基膜的孔隙率P1大于所述第二基膜的孔隙率P2，40％≤P1≤70％，5％≤P2≤50％。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，50％≤P1≤60％，10％≤P2≤40％。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其中，所述第一基膜的孔径D1大于所述第二基膜的孔径D2，80nm≤D1≤700nm，50nm≤D2≤200nm。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，250nm≤D1≤520nm，100nm≤D2≤150nm。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其中，所述第一陶瓷涂层的涂布重量为7mg/cm2至13mg/cm2，和/或，所述第一粘结层的涂布重量为0.0004mg/mm2至0.002mg/mm2。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其中，所述第二陶瓷涂层的涂布重量为7mg/cm2至13mg/cm2，和/或，所述第二粘结层的涂布重量为0.0004mg/mm2至0.002mg/mm2。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其中，所述第一粘结层包括第一粘结剂，所述第二粘结层包括第二粘结剂，所述第一粘结剂和所述第二粘结剂各自独立地包括聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷或聚酰亚胺中的至少一种。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其中，所述第一陶瓷涂层包括第一陶瓷粒子，所述第二陶瓷涂层包括第二陶瓷粒子，所述第一陶瓷粒子和所述第二陶瓷粒子各自独立地包括自氧化铝、勃姆石、氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化锡、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、氢氧化铝、氢氧化镁或氢氧化钙中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的二次电池，其中，基于所述第一陶瓷涂层的质量，所述第一陶瓷粒子的质量百分含量为10％至50％；基于所述第二陶瓷涂层的质量，所述第二陶瓷粒子的质量百分含量为10％至50％。
15.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其中，所述第一隔膜的厚度H1为6.0μm至10.5μm，所述第二隔膜的厚度H2为6.3μm至11.0μm。
16.一种用电装置，其包括权利要求1至15中任一项所述的二次电池。
...【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其包括卷绕结构的电极组件，所述电极组件包括正极极片、负极极片、第一隔膜和第二隔膜，所述负极极片位于所述第一隔膜和所述第二隔膜之间，所述电极组件包括平直区和拐角区；
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，沿所述电极组件的卷绕方向，所述第一负极材料层的长度大于所述第二负极材料层的长度。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述正极极片包括正极集流体和位于所述正极集流体厚度方向两侧的第一正极材料层和第二正极材料层，在同一卷绕层中，所述第一正极材料层较所述第二正极材料层靠近所述电极组件的所述卷绕中心，沿所述电极组件的卷绕方向，所述第一正极材料层的长度大于所述第二正极材料层的长度。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一负极材料层包括第一负极活性材料，所述第二负极材料层包括第二负极活性材料，所述二次电池满足以下特征中的至少一者：
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述第一负极活性材料和所述第二负极活性材料各自独立地包括天然石墨、人造石墨、中间相微碳球、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、siox、li-sn合金、li-sn-o合金、sn、sno、sno2、尖晶石结构的钛酸锂li4ti5o12、li-al合金或金属锂中的至少一种，0<x<2。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其中，所述第一基膜的孔隙率p1大于所述第二基膜的孔隙率p2，40％≤p1≤70％，5％≤p2≤50％。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，50％≤p1≤60％，10％≤p2≤40％。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其中，所述第一基膜的孔径d1大于所述第二基膜的孔径d2，80nm≤d1≤700nm，50nm≤d...
【专利技术属性】
技术研发人员：要美娜，
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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