一种二次电池及用电装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于二次电池技术领域，尤其涉及一种二次电池，包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极活性物质，所述正极活性物质为橄榄石结构，所述正极极片和负极极片满足关系式：0.25<PDc*Tc<0.42；0.1<PDa*Ta<0.2；0.75<(CB

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池及用电装置


[0001]本专利技术属于二次电池
，尤其涉及一种二次电池及用电装置。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、高工作电压、较低的自放电率、环境友好等突出优势，可以作为多用途供电的理想电源。磷酸铁锂电池作为一种主流的锂电池，相对于采用其他正极材料的锂电池，如三元锂电池和钴酸锂电池，具有更加突出的成本优势以及更优异的安全性能和更长的循环寿命。磷酸铁锂电池也因其突出的优点而应用广泛，当其用于乘用车时，设计的极片以及控制的VC含量制成的电池往往仅需要2000～3000次的循环寿命即可满足乘用车8至10年的使用需要，乘用车的锂电池需要较高的能量密度，所以极片设计和VC添加往往需要考虑能量密度和循环寿命的平衡。
[0003]因为其突出的成本优势，磷酸铁锂电池也被用于储能和工程车以及商用车等领域，这些领域优先考虑的是在整个电池使用周期内做到成本回收甚至盈利，因此往往需要10～15年的使用周期以及4000～6000甚至更高的循环寿命，这些现有的磷酸铁锂电池不能兼具高的循环寿命和能量密度，因此亟需一种决定方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种二次电池，具有优异的能量密度、循环寿命和使用寿命。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种二次电池，包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极活性物质，所述正极活性物质为橄榄石结构，所述正极极片和负极极片满足以下关系式：
[0007]0.25<PDc*Tc<0.42；0.1<PDa*Ta<0.2；0.75<(CB
‑
1.1)/VC<1.5；
[0008]其中，PDc为正极极片的压实密度；
[0009]其中，PDa为负极极片的压实密度；
[0010]其中，Tc为正极极片的厚度；
[0011]其中，Ta为负极极片的厚度；
[0012]其中，CB为单位面积负极容量相对正极容量的过量比；
[0013]其中，VC为锂电池电解液成膜添加剂碳酸亚乙烯酯在电解液中的含量。
[0014]优选地，所述正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一表面的正极活性涂层，所述正极活性涂层包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和分散剂，所述正极活性物质、导电剂粘结剂和分散剂的重量份数比为80～99:1～20:1～5:1～5。
[0015]优选地，所述正极活性物质的化学式为LiFe
x
M1‑
x
PO4，其中，M为Mg、Ni、V、Mn中的一种或几种组合，0＜x＜1。
[0016]优选地，所述正极活性物质表面包覆有碳包覆层，所述正极活性物质的颗粒粒径分布满足以下关系式：0.5μm<Dc50<5μm，1<(Dc90
‑
Dc10)/Dc50<8。
[0017]优选地，所述负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一表面的负极活性涂层，所述负极活性涂层包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和分散剂，所述负极活性物质、导电剂粘结剂和分散剂的重量份数比为85～99:1～15:1～5:1～5。
[0018]优选地，所述负极活性物质包括人造石墨、天然石墨、硅单质、硅氧化物、锡单质、钛酸锂中的至少一种。
[0019]优选地，所述负极活性物质为人造石墨，且颗粒粒径分布满足以下关系式：3μm<Da50<30μm，0.5<(Da90
‑
Da10)/Da50<3。
[0020]优选地，所述二次电池还包括隔离膜、电解液以及壳体，所述隔离膜用于将正极极片和负极极片分隔，所述壳体用于将正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液装设封装。
[0021]优选地，所述正极极片的压实密度PDc的取值范围为2.2g/cm3<PDc<2.4g/cm3。所述正极极片的厚度Tc的取值范围为0.065mm<Tc<0.185mm。
[0022]优选地，所述负极极片的压实密度PDa的取值范围为1.45g/cm3<PDa<1.6g/cm3，所述负极极片的厚度Ta的取值范围为0.065mm<Ta<0.185mm。
[0023]优选地，所述CB的取值范围为1.12﹤CB﹤1.2。
[0024]优选地，所述VC的取值范围为2％﹤VC﹤8％。
[0025]本专利技术的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种用电装置，具有良好的质量和使用寿命。
[0026]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0027]一种用电装置，包括上述的二次电池。
[0028]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过对正负极极片的设计和VC添加量加以控制，从而使磷酸铁锂电池获得更高的循环寿命和使用寿命，且兼具高能量密度的优点，以满足日益增长的储能、工程车和商用车等领域的需要。
具体实施方式
[0029]一种二次电池，包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极活性物质，所述正极活性物质为橄榄石结构，所述正极极片和负极极片满足以下关系式：
[0030]0.25<PDc*Tc<0.42；0.1<PDa*Ta<0.2；0.75<(CB
‑
1.1)/VC<1.5；
[0031]其中，PDc为正极极片的压实密度；
[0032]其中，PDa为负极极片的压实密度；
[0033]其中，Tc为正极极片的厚度；
[0034]其中，Ta为负极极片的厚度；
[0035]其中，CB为单位面积负极容量相对正极容量的过量比；
[0036]其中，VC为锂电池电解液成膜添加剂碳酸亚乙烯酯在电解液中的含量。
[0037]本专利技术通过对正负极极片的设计和VC添加量加以控制，从而使磷酸铁锂电池获得更高的循环寿命和使用寿命。具体地，本专利技术公开一种磷酸铁锂电池的极片设计，其选用较低的压实密度，从而使正负极片材料的结构更完整和保证较高的保液量，对应正负极片的厚度也处在优选范围内，同时高CB值的设计也能保证循环过程中不因析锂而造成容量过早下降，VC含量过低会影响循环周期内SEI膜成膜完整性从而影响循环性能、VC含量过高会过度消耗负极石墨、从而使循环周期内负极过量不足造成析锂，同样会影响循环寿命，因此特
定CB值下的VC含量也应控制在合理范围内。在所限定的范围内，电池具有优异的循环性能，能够满足储能、工程车和商用车越来越高的循环需求。
[0038]其中，Tc、Ta表示的极片厚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其特征在于，包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极活性物质，所述正极活性物质为橄榄石结构，所述正极极片和负极极片满足以下关系式：0.25<PDc*Tc<0.42；0.1<PDa*Ta<0.2；0.75<(CB
‑
1.1)/VC<1.5；其中，PDc为正极极片的压实密度；其中，PDa为负极极片的压实密度；其中，Tc为正极极片的厚度；其中，Ta为负极极片的厚度；其中，CB为单位面积负极容量相对正极容量的过量比；其中，VC为锂电池电解液成膜添加剂碳酸亚乙烯酯在电解液中的含量。2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一表面的正极活性涂层，所述正极活性涂层包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和分散剂，所述正极活性物质、导电剂粘结剂和分散剂的重量份数比为80～99:1～20:1～5:1～5。3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性物质的化学式为LiFe
x
M1‑
x
PO4，其中，M为Mg、Ni、V、Mn中的一种或几种组合，0＜x＜1。4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性物质表面包覆有碳包覆层，所述正极活性物质的颗粒粒径分布满足以下关系式：0.5μm<Dc50<5μm，1<(Dc90
‑
Dc10)/Dc50<8。5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一表面的负极活性涂层，所述负极活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：游坤，华秉杨，邹武元，焦叶辉，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：