二次电池、电池模块、电池包和用电装置的制作方法

本技术涉及电池领域，具体涉及一种二次电池、电池模块、电池包和用电装置。

背景技术：

1、二次电池具有容量高、寿命长等特性，因此广泛应用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。随着电池应用范围越来越广泛，对二次电池性能的要求也逐渐严苛。

2、但是在改善二次电池的性能时，难以同时兼顾二次电池的安全性能和循环性能以及电解液的利用率。

技术实现思路

1、本技术是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种二次电池、电池模块、电池包和用电装置。

2、本技术的第一方面提供了一种二次电池，所述二次电池包括正极极片、负极极片和电解液；负极极片包括负极活性材料；电解液包括第一添加剂和碳酸酯溶剂，第一添加剂包括含硼锂盐和酯类添加剂，其被配置为在负极活性材料的表面形成固体电解质界面膜，其中，二次电池的放电容量记为b1 ah；二次电池的产气变化量记为b2ml；电解液的质量记为c g；第一添加剂相对于金属锂的还原电位记为d(v，vs li+|li)；含硼锂盐的相对于电解液的总质量的质量百分含量记为a1％、酯类添加剂的相对于电解液的总质量的质量百分含量记为a2％，二次电池满足：0.5≤b2/b1≤5；0.1≤c/b1≤100；0.8≤d≤2；10-4≤a1+a2≤10。

3、由此，本技术通过共同调控二次电池的放电容量、产气量、注入量、含硼锂盐的还原电位以及含硼锂盐和酯类添加剂的含量满足上述公式，可以保证电解液中的组分在负极活性材料的表面形成稳定的sei膜，且电解液中的碳酸酯溶剂的分解程度较小，其产气量在可控范围内，能够保证二次电池的安全性能；且可以保证金属离子的顺利迁移，从而保证二次电池的循环性能。并且由于电解液发生副反应的风险较小，故电解液的利用率相对较高。

4、在任意实施方式中，二次电池满足条件(1)至条件(4)中的至少一者：

5、(1)1≤b2/b1≤5；

6、(2)1≤c/b1≤5；

7、(3)0.85≤d≤2；

8、(4)3≤a1+a2≤10。

9、可以通过调控电解液的产气变化量和二次电池的放电容量的比值满足1≤b2/b1≤5，在保证二次电池内的相对安全的内压情况下，保证二次电池充分发挥其容量。

10、以通过调控电解液的质量和二次电池的放电容量的比值满足1≤c/b1≤5，在保证电解液利用率的基础上，能够保证二次电池充分发挥其容量。

11、可以通过调节第一添加剂相对于金属锂的还原电位0.85≤d≤2，调节第一添加剂在负极活性材料上的成膜速度，以及其所形成的sei膜的结构稳定性。

12、可以通过调节含硼锂盐和酯类添加剂的共同用量满足3≤a1+a2≤10，调节其在负极活性材料表面所形成的的sei膜的结构稳定性，且能够保证sei膜的较低的阻抗，有利于改善二次电池的低温性能。

13、在任意实施方式中，含硼锂盐相对于金属锂的还原电位记为d1(v，vs li+|li)，0.85≤d1≤2；可选地，0.85≤d1≤1.8；和/或酯类添加剂相对于金属锂的还原电位记为d2(v，vs li+|li)，0.85≤d2≤2；可选地，0.85≤d2≤1.2。

14、d1在上述范围时，含硼锂盐的还原电位相对较高，更有利于含硼锂盐在负极活性材料的表面快速成膜，从而进一步降低碳酸酯溶剂发生分解的风险。

15、d2在上述范围时，酯类添加剂的还原电位相对较低，其可以和含硼锂盐配合，在负极活性材料表面成膜，有利于提高sei膜的结构稳定性。

16、在任意实施方式中，含硼锂盐的分子式为libfaobccpd，分子式中，0≤a≤4，0≤b≤8，0≤c≤4，0≤d≤4。

17、b原子可以与含氧的草酸类配体相结合，结合后的产物具有优异的热稳定性，易于在负极活性材料的表面形成性能优良的sei膜，从而能够保证负极活性材料的结构稳定性，进而改善二次电池的循环性能。

18、在任意实施方式中，含硼锂盐包括四氟硼酸锂libf4、双草酸硼酸锂libob和双氟草酸硼酸锂lidfob中的一种或多种。

19、本技术的二次电池包含上述含硼锂盐时，可以在负极活性材料的表面形成结构稳定且阻抗值相对较小的sei膜，从而能够改善二次电池的高低温性能。并且上述含硼锂盐相对于金属锂的还原电位较高，有利于优先在负极活性材料的表面成膜，从而能够降低碳酸酯溶剂的分解。

20、在任意实施方式中，电解液还包括导离子锂盐，导离子锂盐包括六氟磷酸锂lipf6、二氟磷酸锂lipo2f2、二氟双草酸磷酸锂lidodfp、四氟草酸磷酸锂lidfbp、双氟磺酰亚胺锂盐lifsi、双三氟甲基磺酰亚胺锂litfsi、氟磺酸锂lifso3、双三氟甲基磺酰亚胺锂litfsi、硝酸锂lino3、高氯酸锂liclo4、六氟锑酸锂lisbf6和六氟砷酸锂liasf6中的一种或多种。导离子锂盐的解离度相对较高，其电导率高，有利于锂离子的迁移。

21、在任意实施方式中，基于电解液的总质量计，导离子锂盐的质量百分含量记为a3％，二次电池满足：5≤a3≤25；可选地，10≤a3≤20。

22、导离子锂盐的质量百分含量在上述范围时，可以保证电解液的电导率，且其与含硼锂盐和酯类添加剂共同配合使用，有利于对负极活性材料起到良好的防护作用，且可以保证电解液的稳定性，提高电解液的利用率。

23、在任意实施方式中，碳酸酯溶剂包括：环状碳酸酯溶剂，其相对于电解液的总质量的质量百分含量记为a4％；线性碳酸酯溶剂，其相对于电解液的总质量的质量百分含量记为a5％，二次电池满足：1≤a5/a4≤10；可选地，5≤a4≤50；和/或50≤a5≤70。

24、环状碳酸酯溶剂具有较强介电常数，其能够更大程度的溶解锂盐，使得锂盐更容易解离出锂离子，提高电解液的电导率；线性碳酸酯溶剂具有相对较低的粘度，能够提高锂离子的迁移速率；本技术可以通过调节环状碳酸酯溶剂和线性碳酸酯溶剂满足上述比值范围，从而能够兼顾电解液的电导率和锂离子的迁移速率，从而进一步改善二次电池的循环性能。

25、在任意实施方式中，环状碳酸酯溶剂包括碳酸乙烯酯ec、碳酸丙烯酯pc、碳酸亚乙烯酯vc、氟代碳酸乙烯酯fec、二氟代碳酸乙烯酯dfec、乙烯基碳酸乙烯酯vec和碳酸二辛酯cc中的一种或多种；和/或线性碳酸酯溶剂包括碳酸乙基烯丙酯aec、碳酸二苯酯dpc和碳酸甲基烯丙酯mac、聚碳酸酯va、碳酸二乙酯dec、碳酸甲乙酯emc、碳酸甲丙酯mpc、碳酸乙丙酯epc、碳酸甲丁酯mbc、乙酸甲酯ma、乙酸乙酯ea、丙酸甲酯mp和丙酸乙酯ep中的一种或多种。

26、在任意实施方式中，正极极片包括正极活性材料，正极活性材料的分子式为linixcoymnzm1-x-y-zo2或liniacobalcn1-a-b-co2，分子式中，m和n各自独立地选自co、ni、mn、mg、cu、zn、al、sn、b、ga、cr、sr、v和ti中的任意一种，且0≤y≤1，0≤x＜1，0≤z≤1，x+y+z≤1，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，a+b+c≤1。

27、本技术的第二方面还提供了一种电池模块，包括如本技术第一方面任一实施方式的二次电池。

28、本技术的第三方面还提供了一种电池包，包括如本技术第二方面实施方式的电池模块。

29、本技术第四方面还提供了一种用电装置，包括如本技术第一方面任一实施方式的二次电池、如本技术第二方面实施方式的电池模块或如本技术第三方面实施方式的电池包。