一种二次电池和电子装置的制作方法

文档序号:37358138发布日期:2024-03-22 10:12阅读:8来源:国知局
一种二次电池和电子装置的制作方法

本技术涉及电化学,特别是涉及一种二次电池和电子装置。


背景技术:

1、二次电池(例如锂离子电池)因其高能量密度、长循环寿命及无记忆效应等优点,被广泛应用于智能手机、穿戴设备、消费级无人机以及电动汽车等领域。随着锂离子电池在上述领域中的广泛应用,市场对锂离子电池的性能要求越来越高。

2、现有技术中的锂离子电池在使用过程中,由于正极和/或负极与电解液之间的副反应加剧,造成锂离子电池的容量大幅衰减,同时带来安全隐患。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种二次电池和电子装置,以提高二次电池的循环性能和安全性能。具体技术方案如下:

2、需要说明的是,本技术的
技术实现要素:
中,以锂离子电池作为二次电池的例子来解释本技术,但是本技术的二次电池并不仅限于锂离子电池。

3、本技术的第一方面提供了一种二次电池,二次电池包括电解液,电解液包括式(i)化合物和含硫氧双键化合物;

4、

5、其中,r1、r2、r3各自独立地选自c1至c3的氟代烷基;基于电解液的质量,式(i)化合物的质量百分含量为a%,含硫氧双键化合物的质量百分含量为b%,0.07≤a/b≤2.5,0.1≤a≤5。本技术通过在电解液中加入式(i)化合物和含硫氧双键化合物,并调控二者的含量比值以及式(i)化合物的含量在本技术范围内,含硫氧双键化合物与式(i)化合物能够在成膜过程中起协同作用,有利于在活性材料表面形成稳定性更高的sei膜,减少活性材料与电解液之间的副反应,因此,二次电池具有较长的循环寿命和良好的安全性能。

6、在本技术的一种实施方案中,1.5≤b≤12。通过调控含硫氧双键化合物的质量百分含量在上述范围内,有利于含硫氧双键化合物与式(i)化合物在成膜过程中起协同作用,从而在活性材料表面形成稳定性更高的sei膜,因此,二次电池具有较长的循环寿命和良好的安全性能。

7、在本技术的一种实施方案中,含硫氧双键化合物包括1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯、硫酸丙烯酯、硫酸亚乙酯、亚硫酸亚乙酯或亚硫酸丙烯酯中的至少一种。将含有上述种类含硫氧双键化合物的电解液应用到二次电池中,有利于含硫氧双键化合物与式(i)化合物在成膜过程中起协同作用,从而在活性材料表面形成稳定性更高的sei膜,因此,二次电池具有较长的循环寿命和良好的安全性能。

8、在本技术的一种实施方案中,式(i)化合物选自以下化合物中的至少一种:

9、

10、通过选用上述种类的式(i)化合物,式(i)化合物具有较高的抗氧化性和化学稳定性,将含有上述种类式(i)化合物的电解液应用到二次电池中,式(i)化合物自身的支链结构有利于形成致密的固态电解质界面(sei)膜,式(i)化合物与含硫氧双键化合物在成膜过程中起协同作用,从而在活性材料表面形成稳定性更高的sei膜,因此,二次电池具有较长的循环寿命和良好的安全性能。

11、在本技术的一种实施方案中,电解液包括碳酸酯化合物,碳酸酯化合物包括碳酸乙烯亚乙酯、碳酸亚乙烯酯或氟代碳酸乙烯酯中的至少一种,基于电解液的质量,碳酸酯化合物的质量百分含量为c1%,1.5≤c1≤12。将含有上述种类碳酸酯化合物的电解液应用到二次电池中,并调控碳酸酯化合物的质量百分含量在上述范围内,有利于电解液在活性材料表面形成致密稳定的sei膜,形成的sei膜在常温以及高温环境下较为稳定,提高了二次电池在常温及高温环境下的循环寿命,因此,二次电池具有较长的循环寿命和良好的安全性能。

12、在本技术的一种实施方案中,电解液包括硼锂盐,硼锂盐包括四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂或二草酸硼酸锂中的至少一种,基于电解液的质量,硼锂盐的质量百分含量为c2%,0.3≤c2≤2.5。将含有上述种类硼锂盐的电解液应用到二次电池中,并调控硼锂盐的质量百分含量在上述范围内,有利于电解液在活性材料表面形成致密稳定的sei膜,形成的sei膜在常温以及高温环境下较为稳定,提高了二次电池的热稳定性,延长了二次电池在常温及高温环境下的循环寿命,因此,二次电池具有较长的循环寿命和良好的安全性能。

13、在本技术的一种实施方案中,电解液包括二腈化合物,二腈化合物包括丙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、癸二腈、3,3'-氧二丙腈、己-2-烯二腈、反丁烯二腈、2-戊烯二腈、甲基戊二腈、4-氰基庚二腈、(z)-丁-2-烯二腈、2,2,3,3-四氟丁二腈或乙二醇双(丙腈)醚中的至少一种,基于电解液的质量,二腈化合物的质量百分含量为d1%,0.3≤d1≤2.5。将含有上述种类二腈化合物的电解液应用到二次电池中,并调控二腈化合物的质量百分含量在上述范围内,有利于正极固态界面膜更稳定,与负极极片表面的sei膜协同作用,减少了气体产物的生成,减少电解液在循环过程中的消耗,从而提高二次电池在常温及高温环境下的循环寿命,因此,二次电池具有较长的循环寿命和良好的安全性能。

14、在本技术的一种实施方案中,电解液包括三腈化合物,三腈化合物包括1,3,5-戊三甲腈、1,3,6-己三甲腈、1,2,6-己三甲腈或1,2,3-三(2-氰氧基)丙烷中的至少一种,基于电解液的质量,三腈化合物的质量百分含量为d2%,0.3≤d2≤2.5。将含有上述种类三腈化合物的电解液应用到二次电池中,并调控三腈化合物的质量百分含量在上述范围内,有利于正极固态界面膜更稳定,与负极极片表面的sei膜协同作用,减少了气体产物的生成,减少电解液在循环过程中的消耗,从而提高二次电池在常温及高温环境下的循环寿命,此外,因此,二次电池具有较长的循环寿命和良好的安全性能。

15、在本技术的一种实施方案中,电解液包括乙氧基(五氟)环三磷腈,基于电解液的质量,乙氧基(五氟)环三磷腈的质量百分含量为d3%,0.01≤d3≤1.5。乙氧基(五氟)环三磷腈具有较好的阻燃性能,将含有乙氧基(五氟)环三磷腈的电解液应用到二次电池中,并调控乙氧基(五氟)环三磷腈的质量百分含量在上述范围内,有利于提高sei的稳定性,在具有较低膨胀率的同时,改善二次电池的循环性能。因此,二次电池具有较长的循环寿命和良好的安全性能。

16、在本技术的一种实施方案中,二次电池包括负极极片,负极极片包括负极集流体和设置在负极集流体至少一个表面上的负极材料层,负极材料层包括负极活性材料,负极活性材料的dv10和dv50满足:0.2≤dv10/dv50≤0.6。通过调控dv10/dv50的值在上述范围内,有利于调控负极活性材料的粒径分布,可以改善电解液在负极极片中的浸润,使得电解液与负极活性材料充分接触,形成稳定性更高的sei膜,因此,二次电池具有较长的循环寿命和良好的安全性能。

17、本技术的第二方面提供了一种电子装置,其包括前述任一实施方案中的二次电池。本技术提供的二次电池具有较长的循环寿命和良好的安全性能,因此,本技术的电子装置具有较长的使用寿命。

18、本技术的有益效果:

19、本技术提供了一种二次电池和电子装置,二次电池包括电解液,电解液包括式(i)化合物和含硫氧双键化合物;

20、

21、其中,r1、r2、r3各自独立地选自c1至c3的氟代烷基;基于电解液的质量,式(i)化合物的质量百分含量为a%,含硫氧双键化合物的质量百分含量为b%,0.07≤a/b≤2.5,0.1≤a≤5。式(i)化合物具有更高的抗氧化性和化学稳定性,通过在电解液中加入式(i)化合物,式(i)化合物自身的支链结构有利于形成致密的固态电解质界面(sei)膜。同时在电解液中添加含硫氧双键化合物,含硫氧双键化合物与式(i)化合物在成膜过程中起协同作用,有利于快速形成稳定性较好的sei膜,使用本技术电解液的二次电池具有良好的安全性能和较长的循环寿命。

22、当然,实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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