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，如锂离子电池具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等特点，在消费电子领域具有广泛的应用。随着锂离子电池的广泛应用，市场对锂离子电池的性能提出了越来越高的要求。

2、锂离子电池在反复充放电循环过程中，会在其内部积累应力引起变形，从而导致锂离子电池出现厚度超规格、循环衰减加速等问题，影响锂离子电池的循环稳定性。另外，随着锂离子电池在循环过程中热量在内部累积，如果热量不能及时散出，将增加热失控风险，影响锂离子电池的安全性。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种具有良好的循环稳定性和安全性的二次电池和电子装置。

2、需要说明的是，在申请内容中，以锂离子电池作为二次电池的例子来解释本申请，但是本申请的二次电池并不仅限于锂离子电池。具体技术方案如下：

3、本申请第一方面提供了一种二次电池，其包括电极组件，所述电极组件包括正极极片、负极极片和隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间，所述负极极片包括负极集流体和负极活性材料层，其中，所述负极活性材料层与所述正极极片相对的表面具有凹槽，所述凹槽的深度为hμm；所述隔膜包括基材层和设置于所述隔膜与所述负极极片相对的表面的粘结层，所述粘结层的厚度为tμm，满足：h≥t+1。优选地，h≥t+5。本申请通过调控凹槽的深度与粘结层的厚度满足本申请范围，能够提升凹槽对电解液以及高温条件下产生的高温气体的传导效果，从而能够增加二次电池内部的散热能力，提高二次电池的高温性能。

4、在本申请的一些实施方案中，所述凹槽的截面面积为aμm2，所述凹槽的宽度为wμm，满足：0.35×(w×h)<a<0.95(w×h)，5≤h≤100。优选地，0.55×(w×h)<a<0.85(w×h)。通过调整凹槽的截面面积可以实现对凹槽处界面形貌的调整，从而在高温热箱条件下进一步改善极片的界面热量分散效果，改善锂离子电池内部的散热能力，提高锂离子电池高温下的循环稳定性和安全性。

5、在本申请的一些实施方案中，1≤w/h≤40。优选地，2≤w/h≤20，能够进一步改善锂离子电池内部的散热能力，提高锂离子电池高温下的循环稳定性和安全性。

6、在本申请的一些实施方案中，所述凹槽的宽度为wμm，所述凹槽的间距为sμm，所述负极极片的孔隙率为p％，满足：优选地，调整负极极片孔隙率、凹槽宽度及凹槽间距满足上述关系，能够有效改善高温条件下极片的热量平衡，提升极端环境下的热扩散效率，降低锂离子电池的热失控风险，提高锂离子电池的安全性能，并且还能够通过凹槽提供的空间释放锂离子电池高温循环过程中内部产生的应力，从而改善锂离子电池循环变形问题，提高锂离子电池的循环稳定性。

7、在本申请的一些实施方案中，所述凹槽的间距为sμm，所述隔膜与所述负极极片之间的粘结力为f n/m，满足：s≤1000f，500≤s≤10000，优选地，s≤650f。能够改善锂离子电池内部的散热能力，降低锂离子电池的热失控风险，提高锂离子电池的安全性能。

8、在本申请的一些实施方案中，0.1≤t≤10。通过调控粘结层的厚度在上述范围，有利于提升隔膜与包括凹槽的极片的粘结性能，从而提高锂离子电池的安全性能。

9、在本申请的一些实施方案中，所述粘结层包括聚合物，基于所述粘结层的质量，所述聚合物的含量为25％至100％，优选地，聚合物的含量为30％至100％，进一步优选地，聚合物的含量为50％至100％。通过调控聚合物的含量在上述范围内，有利于隔膜界面粘结力的提高，从而改善锂离子电池的变形问题，提高锂离子电池在高温下的循环稳定性和安全性。

10、在本申请的一些实施方案中，所述隔膜与所述负极极片之间的粘结力为f n/m，满足：1≤f≤50。优选地，5≤f≤30。进一步优选地，7≤f≤30。通过调控隔膜与负极之间的粘结力在上述范围内，能够改善锂离子电池循环变形问题，提高锂离子电池的循环稳定性。

11、在本申请的一些实施方案中，所述聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚丙烯腈、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯或丙烯酸酯-苯乙烯共聚物中的至少一种。

12、在本申请的一些实施方案中，所述负极极片还包括负极极耳，沿所述负极极耳的长度方向设置有第一凹槽部，且沿所述负极极耳的长度方向，所述第一凹槽部与所述负极极耳之间设置有所述负极活性材料层；其中，所述第一凹槽部与所述负极极耳的距离为dmm，0.2＜d＜5。一方面能够优化高温条件下的热量分散效果，另一方面由于沿负极极耳的长度方向凹槽与极耳区域之间负极活性材料层的保留，能够进一步改善极耳区域的离子传导，改善区域电化学界面，从而提升二次电池的循环性能，同时，凹槽与极耳区域的分离设计，能够避免对集流体局部区域的二次加工，提高提高负极极片良品率。

13、本申请第二方面提供了一种电子装置，其包括前述实施方案所述的二次电池。由此，电子装置具有良好的高温循环稳定性和安全性。

14、本申请提供的一种二次电池和电子装置，其中，负极活性材料层与正极极片相对的表面具有凹槽，凹槽的深度为hμm；隔膜包括基材层和设置于隔膜与负极极片相对的表面的粘结层，所述粘结层的厚度为tμm，满足：h≥t+1。本申请通过调控凹槽的深度与粘结层的厚度满足本申请范围，从而能够增加二次电池内部的散热能力，提高二次电池的高温性能。

技术特征：

1.一种二次电池，其包括电极组件，所述电极组件包括正极极片、负极极片和隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间，所述负极极片包括负极集流体和负极活性材料层，其中，

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，h≥t+5。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述凹槽的截面面积为aμm2，所述凹槽的宽度为wμm，满足：0.35×(w×h)<a<0.95(w×h)，5≤h≤100。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其中，1≤w/h≤40，0.55×(w×h)<a<0.85(w×h)。

5.根据权利要求3所述的二次电池，其中，2≤w/h≤20。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述凹槽的宽度为wμm，所述凹槽的间距为sμm，所述负极极片的孔隙率为p％，满足：

7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，

8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述凹槽的间距为sμm，所述隔膜与所述负极极片之间的粘结力为f n/m，满足：s≤1000f，500≤s≤10000。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，s≤650f。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其中，0.1≤t≤10。

11.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述粘结层中包括聚合物；

12.根据权利要求11所述的二次电池，其中，所述隔膜与所述负极极片之间的粘结力为f n/m，满足：1≤f≤50。

13.根据权利要求11所述的二次电池，其中，所述隔膜与所述负极极片之间的粘结力为f n/m，满足5≤f≤30；

14.根据权利要求11所述的二次电池，其中，所述聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚丙烯腈、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯或丙烯酸酯-苯乙烯共聚物中的至少一种。

15.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述负极极片还包括负极极耳，沿所述负极极耳的长度方向设置有第一凹槽部，且沿所述负极极耳的长度方向，所述第一凹槽部与所述负极极耳之间设置有所述负极活性材料层；

16.一种电子装置，其包括权利要求1至15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，二次电池包括电极组件，电极组件包括正极极片、负极极片和隔膜，隔膜设置于正极极片和所述负极极片之间，负极极片包括负极集流体和负极活性材料层，其中，负极活性材料层与正极极片相对的表面具有凹槽，凹槽的深度为Hμm；隔膜包括基材层和粘结层，粘结层的厚度为Tμm，满足：H≥T+1。本申请通过调控凹槽的深度与粘结层的厚度满足本申请范围，从而能够增加二次电池内部的散热能力，提高二次电池的高温性能。

技术研发人员：孔森
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：2024/1/15