二次电池和装置的制作方法

本申请涉及储能领域。具体地，本申请涉及一种二次电池和装置。

背景技术：

1、锂离子电池作为一种绿色可充电电池，其具有较高的能量密度以及功率密度等优点，被广泛应用于各个领域，是便携式电子产品的首选电池，也是动力汽车的理想电池。随着技术的不断进步，锂离子电池的应用范围将会越来越广泛，成为未来能源领域的重要组成部分。为了更好地满足其应用需求，需要进一步提高当前锂离子电池的能量密度，目前提高三元正极中镍元素的含量是常见的方式之一。

2、然而，目前的二次电池和装置仍有待改进。

技术实现思路

1、发明人发现，在正极极片镍元素含量较高的电池体系中，随着充电时锂离子从正极极片脱嵌，会形成锂空位，此时镍元素会迁移至锂空位造成混排，甚至随锂离子从正极极片表面脱出，溶出到电解液，并嵌入负极极片中，造成短路问题。为了缓解或解决上述提及问题中至少一个，本申请提供了一种二次电池以及相关的装置。本申请的二次电池通过控制正极活性材料中镍元素占过渡金属元素的摩尔百分比含量、正极活性材料层表面形成的固体电解质界面膜（cei膜）中硼元素含量、正极活性材料层表面形成的固体电解质界面膜中磷元素含量，使得固体电解质界面膜更加致密和稳定，有效抑制正极极片中过渡金属离子如镍（ni）的溶出，避免短路问题；并且，正极活性材料中镍元素的摩尔百分比含量、cei膜中硼元素含量、cei膜中磷元素含量之间具有良好的协同效应，提升正极极片与电解液界面的稳定性，减少副反应，缓解电池容量的衰减，进而显著提升二次电池的循环性能。

2、本申请的第一方面提供了一种二次电池，该二次电池包括正极极片、负极极片和电解液；所述电解液包括含硼添加剂和含磷添加剂；所述正极极片包括正极活性材料层以及位于所述正极活性材料层表面的固体电解质界面膜，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括锂镍过渡金属氧化物，所述正极活性材料中镍元素占过渡金属元素的摩尔百分比含量为y %；采用x射线光电子能谱仪测试，所述固体电解质界面膜中硼元素的质量百分含量为x1%，所述固体电解质界面膜中磷元素的质量百分含量为x2%；其中，0.7≤0.02y-0.5x1-0.5x2≤1。

3、本申请的第二方面提供了一种装置，所述装置包括第一方面所述的二次电池。

4、本申请的有益效果为：

5、本申请的二次电池通过控制正极活性材料中镍元素占过渡金属元素的摩尔百分比含量、正极活性材料层表面形成的固体电解质界面膜（cei膜）中硼元素含量、正极活性材料层表面形成的固体电解质界面膜中磷元素含量，使得cei膜更加致密和稳定，能够有效抑制正极极片中过渡金属离子如镍（ni）的溶出，从而缓解溶出的过渡金属离子嵌入负极极片所造成的短路问题，抑制过渡金属离子对负极极片的破坏，提高负极极片的稳定性，从而提高二次电池的容量保持率。同时，正极活性材料中镍元素的含量、cei膜中硼元素含量、cei膜中磷元素含量之间具有良好的协同效应，提升正极极片与电解液界面的稳定性，减少副反应，缓解电池容量的衰减，进而显著提升二次电池的循环性能；此外，上述协同效应进一步降低了电池的阻抗，提升了电池功率。基于以上改善，本申请的二次电池具有以下优点的至少之一：高库伦效率，优异的循环性能、存储性能和安全性能。

技术特征：

1.一种二次电池，其特征在于，包括正极极片、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，0.8≤0.02y-0.5x1-0.5x2≤0.9。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还满足以下条件中的至少一者：

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

5.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还满足以下条件中的至少一者：

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还满足以下条件中的至少一者：

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还满足以下条件中的至少一者：

8.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还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，所述二次电池还满足以下条件中的至少一者：

10.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还满足以下条件中的至少一者：

11.根据权利要求10所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还满足以下条件中的至少一者：

12.一种装置，其包括权利要求1至11中任一项所述的二次电池。

技术总结
本申请涉及二次电池和装置。本申请的二次电池包括正极极片、负极极片和电解液；所述电解液包括含硼添加剂和含磷添加剂；所述正极极片包括正极活性材料层以及位于所述正极活性材料层表面的固体电解质界面膜，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括锂镍过渡金属氧化物，所述正极活性材料中镍元素占过渡金属元素的摩尔百分比含量为Y%；采用X射线光电子能谱仪测试，所述固体电解质界面膜中硼元素的质量百分含量为X1%，所述固体电解质界面膜中磷元素的质量百分含量为X2%；其中，0.7≤0.02Y‑0.5X1‑0.5X2≤1。由此，本申请的二次电池具有以下优点的至少之一：高库伦效率，优异的循环性能、存储性能和安全性能。

技术研发人员：李思远
受保护的技术使用者：蔚来电池科技（安徽）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13