【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，尤其是一种二次电池和用电装置。
技术介绍
1、目前，提升二次电池的能量密度的有效方法主要有，提升电池的工作电压以及使用高镍三元正极材料和含硅负极材料等，但高镍三元层状氧化物和含硅负极材料的产业化，依然存在诸多的问题。
2、高镍三元层状氧化物因其充电态的高催化活性，易氧化含ec的电解液体系，存在过渡金属离子的溶出和影响sei膜的问题，且高电压下容易发生不可逆相变和晶格氧的释放等问题。而硅负极体系存在充放电循环过程中存在极大的体积变化(约300％)，进而导致硅颗粒结构粉化或破坏，与导电剂脱离而导致导电网络失效，以及sei膜的不断破坏和重建，造成电解液连续还原分解和sei膜的不断加厚，活性锂损失严重，容量衰减快等问题。此外，siox负极表面往往覆盖有sio2和si―oh活性基团，可经还原生成lixsioy、lioh、li2o、h2以及硅自由基等，导致活性锂的损失而影响首效。
技术实现思路
1、本申请的目的在于，提供一种二次电池和用电装置，以改善二次电池的循环、高温存储和产气性能
2、为实现上述目的，本申请的第一方面，提供了一种二次电池，所述二次电池包含负极极片、正极极片和电解液，所述负极极片包含负极集流体和设置在所述负极集流体至少一个表面的负极活性材料层，所述负极活性材料层包含负极活性材料，所述负极活性材料包含硅基负极材料，所述电解液包含环状硅氧烷添加剂、正极保护添加剂和锂盐添加剂；
3、所述二次电池满足：
4、其中，α为所
5、在一些实施例中，所述环状硅氧烷添加剂包括具有如下式i或ii的所示的化合物：
6、
7、其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8各自独立地包括取代或未取代的碳原子数为1～8的烃基；r9、r10、r11、r12、r13、r14、r15、r16各自独立地包括取代或未取代的碳原子数为1～8的烃基、取代或未取代的芳基或杂芳基、三乙烯基硅氧基中的至少一种，n是1、2或3，所述取代基团包括卤族元素。
8、在一些实施例中，所述r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13、r14、r15、r16中的至少一个含有双键或三键。
9、在一些实施例中，所述环状硅氧烷添加剂包括具有如下结构式的化合物：
10、
11、在一些实施例中，所述电解液中环状硅氧烷添加剂的质量分数α满足：0.1wt％≤α≤1.0wt％。
12、在一些实施例中，所述负极活性材料中硅基负极材料的质量分数w满足：5wt％≤w≤18wt％。
13、在一些实施例中，所述负极活性材料层的压实密度pd满足：1.3≤pd≤1.75。
14、在一些实施例中，所述电解液中正极保护添加剂和锂盐添加剂的总质量分数β满足：0.4wt％≤β≤1.2wt％。
15、在一些实施例中，所述正极保护添加剂包括含s添加剂、含p添加剂、含b添加剂、含f添加剂、酸酐类添加剂和腈类添加剂中的至少一种。
16、在一些实施例中，所述正极保护添加剂包括硫酸乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、丙烯基-1,3-磺酸内酯、n,n'-硫酰二咪唑、三(三甲基硅烷)硼酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、亚膦酸三苯酯、正丁酸酐、己烷三腈、丁二腈、四氟对苯二腈中的至少一种。
17、在一些实施例中，所述锂盐添加剂包括双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂、二氟磷酸锂、4,5-二氰基-2-三氟甲基-咪唑锂、双氟磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂中的至少一种。
18、在一些实施例中，所述电解液中正极保护添加剂的质量分数为0.1wt～0.5wt％。
19、在一些实施例中，所述电解液中锂盐添加剂的质量分数为0.2wt％～1.0wt％。
20、在一些实施例中，所述电解液中正极保护添加剂的质量分数与锂盐添加剂的质量分数的比值为0.5～1。
21、在一些实施例中，所述电解液包含氟代碳酸酯和非氟代碳酸酯，所述氟代碳酸酯的重量占所述非氟代碳酸酯和氟代碳酸酯总质量的百分比为a，满足：2.3≤a/w+pd≤3.6。
22、在一些实施例中，所述正极极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体至少一个表面且包含锂镍钴锰氧化物的正极活性材料层，所述锂镍钴锰氧化物中，基于除锂外的金属元素的摩尔量，所述镍元素的摩尔百分含量为n1％，满足：n1≥80。
23、本申请的第二方面，提供了一种用电装置，所述用电装置包括本申请第一发面所述二次电池。
24、本申请的有益效果是：
25、本申请通过控制电解液中环状硅氧烷添加剂的质量分数、电解液中正极保护添加剂和锂盐添加剂的总质量分数、负极活性材料中硅基负极材料的质量分数、负极极片的压实密度满足特定的关系，改善了二次电池的循环、高温存储和产气性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种二次电池，其特征在于，包含负极极片、正极极片和电解液，所述负极极片包含负极集流体和设置在所述负极集流体至少一个表面的负极活性材料层，所述负极活性材料层包含负极活性材料，所述负极活性材料包含硅基负极材料，所述电解液包含环状硅氧烷添加剂、正极保护添加剂和锂盐添加剂；
2.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述环状硅氧烷添加剂包括具有如下式I或II的所示的化合物：
3.根据权利要求2所述二次电池，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少一个含有双键或三键。
4.根据权利要求1～3任意一项所述二次电池，其特征在于，所述环状硅氧烷添加剂包括具有如下结构式的化合物：
5.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述二次电池满足如下条件中的至少一者：
6.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述正极保护添加剂包括含S添加剂、含P添加剂、含B添加剂、含F添加剂、酸酐类添加剂和腈类添加剂中的至少一种。
7.根据权利要求
8.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述锂盐添加剂包括双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂、二氟磷酸锂、4,5-二氰基-2-三氟甲基-咪唑锂、双氟磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述电解液中正极保护添加剂的质量分数为0.1wt～0.5wt％；和/或，所述电解液中锂盐添加剂的质量分数为0.2wt％～1.0wt％。
10.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述电解液中正极保护添加剂的质量分数与锂盐添加剂的质量分数的比值为0.5～1。
11.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述电解液包含氟代碳酸酯和非氟代碳酸酯，所述氟代碳酸酯的重量占所述非氟代碳酸酯和氟代碳酸酯总质量的百分比为A，满足：2.3≤A/w+PD≤3.6。
12.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体至少一个表面且包含锂镍钴锰氧化物的正极活性材料层，所述锂镍钴锰氧化物中，基于除锂外的金属元素的摩尔量，所述镍元素的摩尔百分含量为n1％，满足：n1≥80。
13.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1～12任意一项所述二次电池。
...【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其特征在于，包含负极极片、正极极片和电解液，所述负极极片包含负极集流体和设置在所述负极集流体至少一个表面的负极活性材料层，所述负极活性材料层包含负极活性材料，所述负极活性材料包含硅基负极材料，所述电解液包含环状硅氧烷添加剂、正极保护添加剂和锂盐添加剂；
2.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述环状硅氧烷添加剂包括具有如下式i或ii的所示的化合物：
3.根据权利要求2所述二次电池，其特征在于，所述r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13、r14、r15、r16中的至少一个含有双键或三键。
4.根据权利要求1～3任意一项所述二次电池，其特征在于，所述环状硅氧烷添加剂包括具有如下结构式的化合物：
5.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述二次电池满足如下条件中的至少一者：
6.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述正极保护添加剂包括含s添加剂、含p添加剂、含b添加剂、含f添加剂、酸酐类添加剂和腈类添加剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述正极保护添加剂包括硫酸乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、丙烯基-1,3-磺酸内酯、n,n'-硫酰二咪唑、三(三甲基硅烷)硼酸酯、三(三甲基硅烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明亮，
申请(专利权)人：欣旺达动力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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