二次电池和用电装置制造方法及图纸

本申请公开了一种二次电池和用电装置。二次电池的正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上的正极膜层，正极膜层具有靠近正极集流体的第一表面以及与第一表面相对设置的第二表面，正极膜层的厚度记为H，从正极膜层的第一表面至0.1H的厚度范围内记为正极膜层的第一区域，从正极膜层的第二表面至0.1H的厚度范围内记为第二区域；第一区域包括复合材料，复合材料包括内核和设置在内核至少一部分表面上的包覆层，内核包括补锂剂，包覆层包括第一正极活性材料，第二区域包括第二正极活性材料。本申请将含有补锂剂的复合材料设在靠近正极集流体的第一区域中提供缓慢释锂作用，这样的二次电池具有很好的循环容量保持率。保持率。保持率。

【技术实现步骤摘要】
二次电池和用电装置


[0001]本申请属于电池
，具体涉及一种二次电池和用电装置。

技术介绍

[0002]近年，新能源汽车得到蓬勃发展，电池驱动系统是影响新能源汽车性能和成本的主要因素，而二次电池由于具有能量密度高、记忆效应低、工作电压高等特点，成为当前新能源汽车电池驱动系统中动力电池的首选方案。
[0003]锂离子电池（LIB）作为二次电池中的一种，具备能量密度高、使用寿命长、节能环保等特点。然而锂离子电池经过长期循环使用后，出现锂离子损失缺陷，从而容易导致循环容量衰减。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本申请提供一种二次电池和用电装置，旨在解决如何提高锂离子电池的循环容量保持率的技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种二次电池，包括正极极片，正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上的正极膜层，正极膜层具有靠近正极集流体的第一表面以及与第一表面相对设置的第二表面，正极膜层的厚度记为H，从正极膜层的第一表面至0.1H的厚度范围内的区域记为正极膜层的第一区域，从正极膜层的第二表面至0.1H的厚度范围内的区域记为正极膜层的第二区域；第一区域包括复合材料，复合材料包括内核和设置在内核至少一部分表面上的包覆层，内核包括补锂剂，包覆层包括第一正极活性材料，第二区域包括第二正极活性材料。
[0006]在正极集流体至少一表面上设置包括第一区域的和第二区域的正极膜层，第一区域靠近集流体一侧，第一区域中的复合材料通过包覆层的第一正极活性材料包覆内核的补锂剂形成核壳结构，随着不断充放电，二次电池从第二区域开始慢慢向第一区域不断极化，这样经过充放电的长循环使用，靠近集流体一侧的复合材料包覆层破裂后内核的补锂剂可以及时补锂，这样利用第一区域的复合材料达到缓慢释锂作用，从而可以提升循环容量保持率。因此，本申请实施例的二次电池基于正极极片表面特有的正极膜层，从而具有很好的循环容量保持率。
[0007]在一实施例中，第二正极活性材料的体积分布粒度Dv50小于复合材料的体积分布粒度Dv50。
[0008]基于第二区域远离集流体一侧可以较早接触电解液，第二区域中的第二正极活性材料具有较小的Dv50，这样比表面积较大，可以与电解液充分浸润，从而可以降低内阻，提高能量转化效率。这样的二次电池兼具高能量转化效率和高循环容量保持率的特点。
[0009]在一些实施例中，复合材料的体积分布粒度Dv50为4~10μm；和/或，第二正极活性材料的体积分布粒度Dv50为1~3μm。
[0010]复合材料在上述粒径范围内可以很好地补锂，而且内阻小；第二正极活性材料在
上述粒径范围内有利于电解液浸润，而且内阻小。这样复合材料和第二正极活性材料组合搭配可以使二次电池具有更好的能量转化效率和循环容量保持率的效果。
[0011]在一些实施例中，第一正极活性材料与补锂剂的质量比为（0.005~0.05）：1。
[0012]补锂剂与第一正极活性材料以上述质量比形成核壳结构的复合材料，一方面补锂效果好，可以提升循环容量保持率，另一方面对二次电池的可用容量和安全性能影响小。
[0013]在一些实施例中，第一正极活性材料与补锂剂的质量比为（0.01~0.02）：1。
[0014]上述质量比的第一正极活性材料与补锂剂形成的二次电池的循环容量保持率量和安全性能综合效果更好。
[0015]在一些实施例中，位于第一区域和第二区域之间的中间区域包括复合材料和/或第二正极活性材料。
[0016]本申请实施例可以通过对正极膜层中第一区域、中间区域和第二区域的材料调控来控制正极膜层中的复合材料与第二正极活性材料的质量比，从而进一步实现提升循环容量保持率的效果。
[0017]在一些实施例中，正极膜层中的复合材料与第二正极活性材料的质量比为（1：9）~（9：1）。
[0018]复合材料与第二正极活性材料以上述质量比搭配用于正极膜层中，不仅提高二次电池的能量转化效率，而且提高循环容量保持率。且通过提高正极膜层中复合材料的相对比例，从而提高复合材料的释锂功能。
[0019]在一些实施例中，正极膜层中的复合材料与第二正极活性材料的质量比为（1：1）~（7：3）。
[0020]上述质量比的正极膜层形成的二次电池的能量转化效率和循环容量保持率的综合效果更好。
[0021]在一些实施例中，第一正极活性材料和第二正极活性材料是具有相同材质的正极活性物质。
[0022]第一正极活性材料和第二正极活性材料采用材质的正极活性物质，这样使正极膜层的第一区域和第二区域具有很好的相容性，二次电池充放电时锂离子可以稳定地迁移。
[0023]在一些实施例中，正极活性物质包括磷酸铁锂。
[0024]磷酸铁锂具有寿命长、使用安全、充电快速的特点，但通常情况下振实密度较低低；而本申请实施例通过将磷酸铁锂包覆补锂剂的复合材料分布在第一区域、作为第二正极活性材料的磷酸铁锂分布在第二区域，这样的正极膜层可以进一步提升磷酸铁锂振实密度。
[0025]第二方面，本申请实施例提供一种用电装置，包括本申请第一方面提供的二次电池。
[0026]通过采用本申请实施例第一方面提供的二次电池，这样的用电装置充放电性能好，可以更稳定长久地进行工作。
[0027]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0028]通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：图1为本申请实施例的二次电池中正极极片的结构示意图；图2为本申请实施例二次电池的一实施方式的电池单体结构示意图；图3为图2所示二次电池的电池单体分解示意图；图4为本申请实施例电池模块的一实施方式结构示意图；图5为本申请实施例电池包的一实施方式结构示意图；图6为图5所示电池包的分解结构示意图；图7为包含本申请实施例二次电池作为电源的用电装置的一实施方式的示意图。
[0029]附图标记说明：11
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正极集流体；12
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正极膜层；121
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第一区域；122
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第二区域；123
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中间区域；20
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电池单体；21
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壳体；22
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顶盖组件；23
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电极组件；30
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电池模块；40
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电池包；41
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上箱体；42
‑
下箱体。
具体实施方式
[0030]下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，包括正极极片，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体以及设置在所述正极集流体至少一个表面上的正极膜层，所述正极膜层具有靠近所述正极集流体的第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面，所述正极膜层的厚度记为H，从所述正极膜层的第一表面至0.1H的厚度范围内的区域记为所述正极膜层的第一区域，从所述正极膜层的第二表面至0.1H的厚度范围内的区域记为所述正极膜层的第二区域；所述第一区域包括复合材料，所述复合材料包括内核和设置在所述内核至少一部分表面上的包覆层，所述内核包括补锂剂，所述包覆层包括第一正极活性材料，所述第二区域包括第二正极活性材料。2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第二正极活性材料的体积分布粒度Dv50小于所述复合材料的体积分布粒度Dv50。3.如权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述复合材料的体积分布粒度Dv50为4~10μm；和/或，所述第二正极活性材料的体积分布粒度Dv50为1~3μm。4.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一正极活性材料与所述补锂剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彪，罗法魁，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：