【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电化学装置，尤其涉及一种二次电池及用电设备。
技术介绍
1、锂离子电池中的负极活性材料一般是石墨，若在负极活性材料中加入硅元素，则会大大提升负极极片的理论比容量和能量密度，因此硅基负极极片的锂离子电池是未来的发展方向。
2、锂离子电池的充放电过程中，硅颗粒会发生锂化和脱锂现象，使得硅颗粒产生较大的膨胀和收缩，导致负极极片的结构完整性和结构稳定性遭到破坏。现有技术中存在一种在硅基活性材料层上附加一层石墨层来抑制硅颗粒膨胀的方案，以改善负极极片被破坏的问题。
技术实现思路
1、专利技术人研究发现：在通过硅基活性材料层上附加一层石墨层来抑制硅颗粒膨胀的方案中，在辊压负极极片时，附加的石墨层中的石墨颗粒易破碎，容易导致对硅颗粒的膨胀抑制失效，以及造成负极极片的容量损失。
2、本申请实施例旨在提供一种二次电池及用电设备，以至少能够改善石墨层对硅基材料的膨胀抑制失效以及负极极片容量损失的问题。
3、为解决上述技术问题，本申请实施方式采用的一个技术方案是：提供一种二次电池，二次电池包括负极极片，负极极片包括集流体、第一活性材料层和第二活性材料层，第一活性材料层设置于集流体的至少一个表面上，第二活性材料层设置于第一活性材料层背离集流体的一侧，第一活性材料层包括硅基材料和第一石墨材料，第二活性材料层包括第二石墨材料和无机材料，无机材料的粒径dv50与第二石墨材料的粒径dv50的比值小于或等于0.23。将无机材料的粒径dv50与第二石墨材料的粒径dv50的
4、在一些实施例中，无机材料的粒径dv50与第二石墨材料的粒径dv50的比值为0.04～0.1。此时第二石墨材料的颗粒破碎少，二次电池可获得更佳的容量保持率，同时第二活性材料层的动力学性能最好。
5、在一些实施例中，无机材料的粒径dv50为0.3μm～2μm，第二石墨材料的粒径dv50为10μm～15μm。
6、在一些实施例中，无机材料占第二活性材料层的质量百分比为0.1wt％～5wt％。通过上述限定，可以兼顾无机材料对第二石墨材料的润滑缓冲作用以及二次电池的能量密度，使得无机材料对于第二石墨材料能起到一定的润滑缓冲作用，在负极极片辊压过程中，第二石墨材料中的石墨颗粒不易破碎，并可以使二次电池具有较高的能量密度。
7、在一些实施例中，无机材料占第二活性材料层的质量百分比优选为1wt％～3wt％。
8、在一些实施例中，第二活性材料层与第一活性材料层的质量比范围在0.2：1至2：1之间。第二活性材料层与第一活性材料层的质量比小于0.2时，第二活性材料层对第一活性材料层中的硅基材料的膨胀的限制能力有限，使得电池的膨胀率增加较快；第二活性材料层与第一活性材料层的质量比大于2时，会造成辊压后第一活性材料层的压实密度较大，而压实密度过大会导致第一活性材料层中的第一石墨材料颗粒破碎，由此造成负极极片容量的损失。因此第二活性材料层与第一活性材料层的质量比范围优选为0.2：1至2：1之间。
9、在一些实施例中，硅基材料的质量为m1，第一石墨材料的质量为m2，m1/(m1+m2)为5％～30％。将硅基材料的质量m1与第一石墨材料m2的质量的比值限定为不小于5％，可保障二次电池的能量密度，将其限定为不大于30％，则不仅可减少析锂，还可保障第一石墨材料对硅的束缚作用，保障负极极片的结构完整性和结构稳定性。
10、在一些实施例中，硅基材料的粒径dv50与第一石墨材料的粒径dv50的比值为0.1～0.5。将硅基材料的粒径dv50与第一石墨材料的粒径dv50的比值限定为不小于0.1，可减少副反应，减小二次电池的循环衰减速率，保障二次电池的容量保持率。将硅基材料的粒径dv50与所述第一石墨材料的粒径dv50的比值限定为不大于0.5，则可利用相对尺寸大的第一石墨材料束缚相对尺寸小的硅，减小硅的膨胀以及由此带来的位移，增强负极极片的结构完整性和结构稳定性。
11、在一些实施例中，硅基材料的粒径dv50与第一石墨材料的粒径dv50的比值为0.2～0.3。通过进一步地限定硅基材料和第一石墨材料的粒径关系，从而可平衡二次电池的容量保持率以及第一石墨材料对硅的束缚作用。
12、在一些实施例中，硅基材料的粒径dv50为4um～10um，第一石墨材料的粒径dv50为16um～40um。
13、在一些实施例中，无机材料包括氧化铝、石榴石、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钡中的一种或多种。
14、在一些实施例中，无机材料为氧化铝和/或勃姆石。其具有较好的电化学稳定性，而且原料容易获得
15、在一些实施例中，硅基材料包括硅单质、氧化硅、碳化硅和硅合金中的一种或多种。
16、在一些实施例中，二次电池还包括游离电解质。通过加入游离电解质，可以提升锂离子的传输速率，保障充放电速率，从而可以改善二次电池的动力学性能。
17、在一些实施例中，第一活性材料层包括无机材料。通过在第一活性材料层中加入无机材料，无机材料可以填充第一石墨材料中的缝隙，在对负极极片进行辊压时，无机材料可以对第一石墨材料起到缓冲和润滑的作用，有利于降低第一石墨材料被压碎的风险，从而减小由于第一石墨材料破碎而造成的对硅的膨胀抑制失效以及负极极片容量损失的问题。
18、为解决上述技术问题，本申请实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种用电设备，用电设备包括负载和如上任一项的二次电池，二次电池用于为负载供电。
19、区别于相关技术的情况，本申请实施例的二次电池及用电设备中，无机材料的粒径dv50与第二石墨材料的粒径dv50的比值小于0.23，则无机材料能够填充于第二石墨材料的缝隙内，进而对第二石墨材料起到润滑和缓冲的作用，在对负极极片进行辊压时，可以减少石墨颗粒破碎的问题，改善第二活性材料层过压的问题，维持第二活性材料层对硅基材料的膨胀抑制效果，增强负极极片的结构完整性和结构稳定性，改善负极极片性能恶化的问题。
20、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。
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1.一种二次电池，其特征在于，包括负极极片，所述负极极片包括集流体、第一活性材料层和第二活性材料层，所述第一活性材料层设置于所述集流体的至少一个表面上，所述第二活性材料层设置于所述第一活性材料层背离所述集流体的一侧，所述第一活性材料层包括硅基材料和第一石墨材料，所述第二活性材料层包括第二石墨材料和无机材料，所述无机材料的粒径Dv50与所述第二石墨材料的粒径Dv50的比值小于或等于0.23。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述无机材料的粒径Dv50与所述第二石墨材料的粒径Dv50的比值为0.04～0.1。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述无机材料的粒径Dv50为0.3μm～2μm，所述第二石墨材料的粒径Dv50为10μm～15μm。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述无机材料占所述第二活性材料层的质量百分比为0.1wt％～5wt％。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述无机材料占所述第二活性材料层的质量百分比为1wt％～3wt％。
6.根据权利要求1所述的二次
7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述硅基材料的质量为m1，所述第一石墨材料的质量为m2，m1/(m1+m2)为5％～30％。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述硅基材料的粒径Dv50与所述第一石墨材料的粒径Dv50的比值为0.1～0.5。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述硅基材料的粒径Dv50与所述第一石墨材料的粒径Dv50的比值为0.2～0.3。
10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，所述硅基材料的粒径Dv50为4μm～10μm，所述第一石墨材料的粒径Dv50为16μm～40μm。
11.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述无机材料包括氧化铝、石榴石、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钡中的一种或多种。
12.根据权利要求11所述的二次电池，其特征在于，所述无机材料为氧化铝和/或勃姆石。
13.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述硅基材料包括硅单质、氧化硅、碳化硅和硅合金中的一种或多种。
14.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还包括游离电解质。
15.根据权利要求1至14任一项所述的二次电池，其特征在于，所述第一活性材料层包括所述无机材料。
16.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1至15任一项所述的二次电池和负载，所述二次电池用于为所述负载供电。
...【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其特征在于，包括负极极片，所述负极极片包括集流体、第一活性材料层和第二活性材料层，所述第一活性材料层设置于所述集流体的至少一个表面上，所述第二活性材料层设置于所述第一活性材料层背离所述集流体的一侧，所述第一活性材料层包括硅基材料和第一石墨材料，所述第二活性材料层包括第二石墨材料和无机材料，所述无机材料的粒径dv50与所述第二石墨材料的粒径dv50的比值小于或等于0.23。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述无机材料的粒径dv50与所述第二石墨材料的粒径dv50的比值为0.04～0.1。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述无机材料的粒径dv50为0.3μm～2μm，所述第二石墨材料的粒径dv50为10μm～15μm。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述无机材料占所述第二活性材料层的质量百分比为0.1wt％～5wt％。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述无机材料占所述第二活性材料层的质量百分比为1wt％～3wt％。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第二活性材料层与所述第一活性材料层的质量比范围在0.2：1至2：1之间。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述硅基材料的质量为m1，所述第一石墨材料的质量为m2，m1/(m1+m2)为5％～30％...
【专利技术属性】
技术研发人员：张艳如，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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