二次电池及电子装置的制作方法

本申请涉及电池，具体涉及一种二次电池及电子装置。

背景技术：

1、随着电池技术的发展，其性能逐渐能够满足各设备的一般应用要求，从而使其在消费电子设备、动力设备、储能设备等设备中得到广泛的应用。其中，安全性能和循环性能是电池在各设备应用中的两个基本性能。然而，电池在热滥用时，其安全性能和循环性能会下降，从而影响各设备的正常运行。

技术实现思路

1、本申请提供了一种二次电池及电子装置，该二次电池具有较好的安全性能和循环性能。

2、第一方面，本申请提供了一种二次电池，包括正极极片，正极极片包括正极集流体和正极膜层，正极膜层设置在正极集流体的至少一侧，正极膜层包括正极活性材料以及设置在正极活性材料表面的有机颗粒，有机颗粒被配置为在热处理条件下发生热聚合反应以形成包覆于正极活性材料的至少一部分表面的绝缘层；正极极片在热处理前，正极集流体和正极膜层之间的粘结力为f1 n/m；正极极片在热处理后，正极集流体和正极膜层之间的粘结力为f2 n/m，其中，f1和f2满足如下关系：1≤f2/f1≤2；正极极片在热处理前的电阻为r前，且r前为1ω~3ω；正极极片在热处理后的电阻为r后，r前和r后满足如下关系：r后-r前≥1ω，其中，正极极片的电阻在测试面积为153.94mm2、压力为3.5t且保持时间为50s的室温条件下测试得到。

3、在本申请提供的二次电池中，有机颗粒能够在热处理条件下发生热聚合反应，以形成包覆于正极活性材料的至少一部分表面的绝缘层，一方面，热聚合反应形成的绝缘层不仅可增强正极活性材料的结构稳定性，使其在高温下不易发生相变，而且上述绝缘层能够提升正极极片的电阻，降低二次电池中正负极极片短路时的接触电流，减少产热；另一方面，有机颗粒发生热聚合反应后可以有助于提高正极膜层和正极集流体之间的粘结力，当f1和f2满足上述关系时，可降低正极膜层在高温下从正极集流体上脱落的风险；因而，有机颗粒能够在热处理条件发生热聚合反应可以提高二次电池的安全性能。此外，二次电池在常温环境下，有机颗粒发生热聚合反应的机率较小，进而可减少其对二次电池的电化学性能的影响；在高温下，有机颗粒发生热聚合反应所形成的包覆于正极活性材料的至少一部分表面的绝缘层可降低正极活性材料在高温下与电解液发生接触的机率；而且正极极片在热处理前的电阻r前为1ω~3ω，热处理后的电阻r后和r前满足如下关系：r后-r前≥1ω，因而当二次电池在高温下时，二次电池发生热失控的风险不仅会减少，而且二次电池在高温下还具有较好的循环性能。因此，本申请提供的二次电池具有较好的安全性能和循环性能。

4、根据本申请第一方面的前述任一实施方式，f1和f2满足如下关系：1.2≤f2/f1≤1.6。f2/f1在上述范围时，能够进一步降低正极膜层从正极集流体脱落的风险，使二次电池的安全性能得到进一步提升。

5、根据本申请第一方面的前述任一实施方式，f1为10~30。

6、根据本申请第一方面的前述任一实施方式，r后≥2.1ω。r后在上述范围时，能够进一步降低二次电池热失控的发生，从而进一步提升其安全性能。

7、根据本申请第一方面的前述任一实施方式，有机颗粒包括式ⅰ、式ⅱ、式ⅲ中的至少一种单体；

8、和/或，含有式ⅰ、式ⅱ、式ⅲ中的至少一种单体所形成的低聚物；

9、其中，式ⅰ、式ⅱ和式ⅲ结构如下：

10、

11、其中，r1包括氢、甲烷基、乙烷基、氨基、羟基和金属离子中的一种或多种；

12、r2包括胺基、膦基中的一种或多种；

13、r3包括c5-c6的环烷基，和/或，被氟、氯、溴、氮和磷中的一种或多种取代的c5-c6环烷基。

14、在上述这些实施方式中，有机颗粒包括上述单体和/或单体形成的低聚物容易在高温下发生热聚合反应形成包覆于正极活性材料表面的绝缘层，这样可快速提高二次电池在高温下的电阻，降低短路发生时的电流，从而有助于提升二次电池的安全性能。

15、根据本申请第一方面的前述任一实施方式，单体包括马来酰亚胺、双马来酰亚胺、吡咯和2,5-二甲基吡咯中的一种或多种。

16、根据本申请第一方面的前述任一实施方式，低聚物的数均分子量小于或等于2000。

17、根据本申请第一方面的前述任一实施方式，低聚物包括马来酰亚胺低聚物和双马来酰亚胺低聚物中的一种或多种。

18、根据本申请第一方面的前述任一实施方式，有机颗粒在正极膜层中的质量占比m为0.3%~2%。有机颗粒在正极膜层中的质量占比m在上述范围时，能够进一步提升正极极片在热处理后的电阻，从而提高二次电池在高温下的安全性能。

19、根据本申请第一方面的前述任一实施方式，正极膜层的厚度d和有机颗粒在正极膜层中的质量占比m满足如下特征中的至少一种：

20、ⅰ）正极膜层的厚度d满足：30μm≤d≤100μm时，有机颗粒在正极膜层中的质量占比m为1%≤m≤2%；

21、ⅱ）正极膜层的厚度d满足：100μm<d≤200μm时，有机颗粒在正极膜层中的质量占比m为0.3%≤m≤1%。

22、根据本申请第一方面的前述任一实施方式，热处理为将正极极片置于温度为120℃~140℃的环境中60min。热处理的温度在上述范围时，能够提高二次电池在高温下的安全性能，使其在高温条件下正常运行。

23、第二方面，本申请提供了一种电子装置，包括本申请第一方面的任一实施方式中的二次电池。

24、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种二次电池，其特征在于，包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体和正极膜层，所述正极膜层设置在所述正极集流体的至少一侧，所述正极膜层包括正极活性材料以及设置在所述正极活性材料表面的有机颗粒，所述有机颗粒被配置为在热处理条件下发生热聚合反应以形成包覆于所述正极活性材料的至少一部分表面的绝缘层；

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，f1和f2满足如下关系：1.2≤f2/f1≤1.6。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，f1为10~30。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，r后≥2.1ω。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述有机颗粒包括式ⅰ、式ⅱ、式ⅲ中的至少一种单体；

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述单体包括马来酰亚胺、双马来酰亚胺、吡咯和2,5-二甲基吡咯中的一种或多种；

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述有机颗粒在所述正极膜层中的质量占比m为0.3%~2%。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极膜层的厚度d和所述有机颗粒在所述正极膜层中的质量占比m满足如下特征中的至少一种：

9.根据权利要求1~8中任一项所述的二次电池，其特征在于，所述热处理为将所述正极极片置于温度为120℃~140℃的环境中60min。

10.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1~9中任一项所述的二次电池。

技术总结
本申请提供了一种二次电池及电子装置，二次电池包括正极极片，正极极片包括正极集流体和正极膜层，正极膜层设置在正极集流体的至少一侧，正极膜层包括正极活性材料以及设置在正极活性材料表面的有机颗粒，有机颗粒被配置为在热处理条件下发生热聚合反应以形成包覆于正极活性材料的至少一部分表面的绝缘层。热处理前和热处理后的正极膜层和正极集流体的粘结力以及热处理前和热处理后的正极极片电阻满足适合关系时，能够使二次电池具有较好的安全性能和循环性能。

技术研发人员：陈梅锋
受保护的技术使用者：宁德新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11