一种二次电池和电子装置的制作方法

本申请涉及电化学，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，其具有理论比容量高、安全性能高等特点，已逐渐成为3c领域(电脑、通信、消费电子类产品领域)及动力领域(ev领域)的主要动力来源。其中，正极活性材料、负极活性材料、电解液作为二次电池的重要组成部分对其性能有着显著的影响，因而对，正极活性材料、负极活性材料、电解液的不断优化及改进显得尤为重要。

2、近年来，随着近年来电动汽车和可移动电子设备的高速发展，市场对二次电池提出了低成本、高性能等更高的要求，但二次电池的高温循环性能和低温性能仍有待改善。因此，如何通过优化正极活性材料、负极活性材料、电解液的体系进一步优化二次电池的高温循环性能和低温性能成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种二次电池和电子装置，以提高二次电池的高温循环性能和低温性能。具体技术方案如下：

2、本申请的第一方面提供了一种二次电池，其包括正极极片、负极极片和电解液；所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一个表面上的正极材料层，所述正极材料层包括包括正极活性材料，所述正极活性材料包括镍复合金属氧化物；所述电解液包括钠盐，基于电解液的质量，所述钠盐的质量百分含量为x％，3≤x≤27；所述钠盐包括六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、六氟砷酸钠、双草酸硼酸钠、三氟甲基磺酸钠或高氯酸钠中的至少一种。当二次电池包含镍复合金属氧化物，电解液包含钠盐，通过将钠盐的质量百分含量调控在上述范围内，能够提高二次电池的低温性能和高温循环性能。

3、在本申请的一些实施方案中，7≤x≤20，优选地，10≤x≤15。

4、在本申请的一些实施方案中，所述二次电池充放电循环圈数大于或等于50圈且小于或等于200圈时，所述正极材料层中锂元素和钠元素的摩尔比a为10:1至20:1。正极材料层中钠元素和锂元素的摩尔数比a在本申请范围内，能够进一步提高二次电池的低温性能和高温循环性能。

5、在本申请的一些实施方案中，所述电解液满足以下特征中的至少一者：

6、(1)所述电解液包括环状碳酸酯和链状碳酸酯，基于所述电解液的质量，所述环状碳酸酯的质量百分含量为y1％，所述链状碳酸酯的质量百分含量为y2％，55≤y1+y2≤85，0.6≤y1/y2≤1.5；

7、(2)所述电解液包括乙二醇二甲醚，基于所述电解液的质量，所述乙二醇二甲醚的质量百分含量为y3，10％≤y3≤20％。

8、电解液满足以上特征中的至少一者能够进一步改善二次电池的低温性能和高温循环性能。

9、在本申请的一些实施方案中，所述正极活性材料包括ni、co、mn元素，基于ni、co、mn的摩尔总数，ni的摩尔百分含量w1为30％至90％，co的摩尔百分含量w2为0％至30％，mn的摩尔百分含量w3为5％至50％。正极活性材料镍复合金属氧化物包括ni、co、mn元素而且ni、co、mn元素的摩尔百分含量在上述范围内，镍复合金属氧化物具相对合适的层间距以便于钠离子的嵌入和脱出，还提高了镍复合金属氧化物在高温下的结构稳定性，从而进一步改善电化学装置的高温循环稳定性。

10、在本申请的一些实施方案中，所述正极活性材料还包括m元素，m包括mg、al、si、p、s、ti、cr、fe、cu、zn、ga、sr、y、zr、mo、w、sn、pb或sb中的至少一种，基于所述正极活性材料的质量，所述m元素的质量百分含量w4为0.15％至1.25％。正极活性材料包括m元素并调控m元素的质量百分含量在上述范围内，能够进一步改善二次电池的低温性能和高温循环性能。

11、在本申请的一些实施方案中，所述正极活性材料还包括卤素元素，所述卤素元素包括f、cl、br或i中的至少一中，基于所述正极活性材料的质量，所述卤素元素的质量百分含量w5为0.1％至1％。正极活性材料包括卤素元素并调控卤素元素的质量百分含量在上述范围内，能够进一步改善二次电池的低温性能和高温循环性能。

12、在本申请的一些实施方案中，所述正极活性材料的x射线衍射谱图中，(003)晶面衍射峰位于18°至20°范围内，(104)晶面衍射峰位于43°至45°范围内，(003)晶面衍射峰与(104)晶面衍射峰的强度比i(003)/i(104)满足：1.2≤i(003)/i(104)≤4。正极活性材料i(003)/i(104)的值在上述范围内，说明正极活性材料内部具有较大的晶面间距，有利于离子的传输，提高离子的传输动力学，进一步改善二次电池的低温性能。

13、在本申请的一些实施方案中，所述正极活性材料满足晶胞参数晶胞参数5.0≤c/a≤10.0。正极活性材料晶胞参数c、c/a的值在上述范围内，说明正极活性材料内部具有更优异的晶胞参数比例，有利于提高离子的扩散速率，进一步改善二次电池的低温性能。

14、在本申请的一些实施方案中，所述正极活性材料的比表面积为z m2/g，0.3≤z≤1.5，8≤x/z≤36。正极活性材料的比表面积在上述范围内，说明正极活性材料内部具有较多的离子传输通道，有利于离子的传输，提高离子的传输动力学，进一步改善二次电池的低温性能。同时，通过调控x/z的值在上述范围内，正极活性材料协同电解液，进一步改善电化学装置的低温性能和高温循环稳定性。

15、本申请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。

16、本申请的有益效果：

17、本申请提供了一种二次电池和电子装置，二次电池包括正极极片、负极极片和电解液；正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体至少一个表面上的正极材料层，正极材料层包括包括正极活性材料，正极活性材料包括镍复合金属氧化物；电解液包括钠盐，基于电解液的质量，钠盐的质量百分含量为x％，3≤x≤27；钠盐包括六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、六氟砷酸钠、双草酸硼酸钠、三氟甲基磺酸钠或高氯酸钠中的至少一种。本申请提供的二次电池具有良好的高温循环性能和低温性能。

18、当然，实施本申请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。

技术特征：

1.一种二次电池，其包括正极极片、负极极片和电解液；所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一个表面上的正极材料层，所述正极材料层包括包括正极活性材料，所述正极活性材料包括镍复合金属氧化物；所述电解液包括钠盐，基于电解液的质量，所述钠盐的质量百分含量为x％，3≤x≤27；所述钠盐包括六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、六氟砷酸钠、双草酸硼酸钠、三氟甲基磺酸钠或高氯酸钠中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，7≤x≤20，优选地，10≤x≤15。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述二次电池充放电循环圈数大于或等于50圈且小于或等于200圈时，所述正极材料层中锂元素和钠元素的摩尔比a为10:1至20:1。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液满足以下特征中的至少一者：

5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述正极活性材料包括ni、co、mn元素，基于ni、co、mn的摩尔总数，ni的摩尔百分含量w1为30％至90％，co的摩尔百分含量w2为0％至30％，mn的摩尔百分含量w3为5％至50％。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，所述正极活性材料还包括m元素，m包括mg、al、si、p、s、ti、cr、fe、cu、zn、ga、sr、y、zr、mo、w、sn、pb或sb中的至少一种，基于所述正极活性材料的质量，所述m元素的质量百分含量w4为0.15％至1.25％。

7.根据权利要求5所述的二次电池，其中，所述正极活性材料还包括卤素元素，所述卤素元素包括f、cl、br或i中的至少一中，基于所述正极活性材料的质量，所述卤素元素的质量百分含量w5为0.1％至1％。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述正极活性材料的x射线衍射谱图中，(003)晶面衍射峰位于18°至20°范围内，(104)晶面衍射峰位于43°至45°范围内，(003)晶面衍射峰与(104)晶面衍射峰的强度比i(003)/i(104)满足：1.2≤i(003)/i(104)≤4。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述正极活性材料满足晶胞参数晶胞参数5.0≤c/a≤10.0。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述正极活性材料的比表面积为z m2/g，0.3≤z≤1.5，8≤x/z≤36。

11.一种电子装置，其包括权利要求1至10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和电子装置，二次电池包括正极极片、负极极片和电解液；正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体至少一个表面上的正极材料层，正极材料层包括包括正极活性材料，正极活性材料包括镍复合金属氧化物；电解液包括钠盐，基于电解液的质量，钠盐的质量百分含量为X％，3≤X≤27；钠盐包括六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、六氟砷酸钠、双草酸硼酸钠、三氟甲基磺酸钠或高氯酸钠中的至少一种。本申请提供的二次电池具有良好的高温循环性能和低温性能。

技术研发人员：张超凡,周墨林,黎芳如
受保护的技术使用者：东莞新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21