【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电化学，特别是涉及一种二次电池和电子装置。
技术介绍
1、二次电池，例如锂离子电池，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。
2、目前锂离子电池中的电极组件常采用多极耳及叠片结构，以降低电池阻抗。其中，为保证锂离子电池的超薄、高能量密度等性能，电极组件的最外侧的极片通常采用单面涂布极片。然而，由于单面涂布的极片的制造工艺以及结构的特殊性，循环过程中易出现黑斑或析锂的问题，导致锂离子电池的性能降低。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种二次电池和电子装置，以降低电极组件外侧极片发生黑斑和发生析锂的风险，提高二次电池的循环性能。
2、需要说明的是，本申请的
技术实现思路
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。
3、现有技术中为降低工艺成本、提高二次电池能量密度，锂离子电池中的多极耳叠片结构的电极组件的最外侧极片通常为单面涂布极片，即仅在极片的集流体的一面设置材料层，内侧极片通常为双面涂布极片，且内外侧极片的材料层各类物质配比一般相同，这会使得电极组件的外侧电流密度显著高于内侧电流密度，在二次电池循环过程中，电极组件外侧中电解液消耗速度更快，外侧单面涂布极片上易出现黑斑或发生析锂，导致二次电池的循环性能下降，安全性能降低。基于此，本申请提供了一种二次电池，能够降低电极组件外侧极片发生黑斑和发生析锂的风险，提高二次电池的循环性能。具体技术方案
4、本申请的第一方面提供了一种二次电池，包括壳体和叠片结构的电极组件，沿电极组件的厚度方向，电极组件包括层叠设置的第一极片、第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜；电极组件还包括第一极耳组件和第二极耳组件，第一极耳组件包括多个第一极耳，第二极耳组件包括多个第二极耳，多个第一极耳与第一极片一一对应，多个第二极耳与第二极片一一对应。第一极片包括两个外侧第一极片以及至少一个内侧第一极片，沿电极组件的厚度方向，两个外侧第一极片分别位于电极组件最外的两侧，内侧第一极片位于两个外侧第一极片之间。第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一集流体包括沿电极组件的厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，第一表面相较于第二表面靠近壳体。至少一个外侧第一极片为单面第一极片，单面第一极片的第一表面上未设有第一活性物质层，单面第一极片的第二表面上设有第一活性物质层，设置于单面第一极片的第二表面上的第一活性物质层为第一材料层。内侧第一极片的第一表面和第二表面上均设有第一活性物质层，设置于内侧第一极片的第一表面和第二表面上的第一活性物质层为第二材料层。单面第一极片的电导率为a s/cm，内侧第一极片的电导率为b s/cm，a≤b。通过在电极组件单面外侧第一极片和内侧第一极片上设置不同的第一活性物质层，并使得单面外侧第一极片的电导率小于或等于内侧第一极片的电导率，此时电极组件外侧极片的电流密度降低，减少了循环过程中电解液的消耗速度，降低了循环过程中电极组件外侧极片产生黑斑和析锂的风险，提高了二次电池的循环性能。
5、在本申请的一种实施方案中，0.3≤a/b≤1。在本申请的一种实施方案中，0.65≤a/b≤1。通过调控a/b的值在上述范围内，有利于降低循环过程中电极组件外侧极片产生黑斑和析锂的风险，进而提高二次电池的循环性能。
6、在本申请的一种实施方案中，第一极片为正极极片。降低循环过程中电极组件外侧极片产生黑斑和析锂的风险的效果更明显，从而进一步提高二次电池的循环性能。
7、在本申请的一种实施方案中，第一材料层包括第一粘结剂，基于第一材料层的质量，第一粘结剂的质量百分含量为c；第二材料层包括第二粘结剂，基于第二材料层的质量，第二粘结剂的质量百分含量为d，0.6≤c/d≤4。通过调控c/d的值在上述范围内，与常规电极组件的外侧极片相比，增大了电极组件外侧极片的阻抗，从而减缓了循环过程中电极组件外侧电解液的消耗速度，有利于降低循环过程中电极组件外侧极片产生黑斑和析锂的风险，进而提高二次电池的循环性能。
8、在本申请的一种实施方案中，2％≤c≤5％；第一粘结剂、第二粘结剂各自独立地选自聚偏二氟乙烯、聚偏氯乙烯、聚偏二氯乙烯、芳纶、聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、丁苯橡胶、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素纳、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、纯丙乳液或聚丙烯酸中的至少一种。通过选用上述种类范围内的第一粘结剂和第二粘结剂，并调控第一粘结剂的质量百分含量在上述范围内，有利于降低循环过程中电极组件外侧极片产生黑斑和析锂的风险，进而提高二次电池的循环性能。
9、在本申请的一种实施方案中，第一材料层包括第一导电剂，第二材料层包括第二导电剂，第一导电剂、第二导电剂各自独立地选自导电炭黑、碳纳米管、石墨烯或导电石墨中的至少一种。基于第一材料层的质量，第一导电剂的质量百分含量为0.5％至5％，基于第二材料层的质量，第二导电剂的质量百分含量为1％至10％。通过选用上述种类范围内的第一导电剂和第二导电剂，并调控第一导电剂的质量百分含量以及第二导电剂的质量百分含量在上述范围内，有利于降低循环过程中电极组件外侧极片产生黑斑和析锂的风险，进而提高二次电池的循环性能。
10、在本申请的一种实施方案中，第一材料层包括第一活性材料，第二材料层包括第二活性材料，第一活性材料、第二活性材料各自独立地选自钴酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料或富锂锰基材料中的至少一种。基于第一材料层的质量，第一活性材料的质量百分含量为90％至97.5％，基于第二材料层的质量，第二活性材料的质量百分含量为87％至98.5％。通过选用上述种类范围内的第一活性材料和第二活性材料，并调控第一活性材料的质量百分含量以及第二活性材料的质量百分含量在上述范围内，有利于降低循环过程中电极组件外侧极片产生黑斑和析锂的风险，进而提高二次电池的循环性能。
11、在本申请的一种实施方案中，0.01≤b≤0.8。通过调控内侧第一极片的电导率在上述范围内，此时循环过程中电极组件内侧极片的电流密度较大，有利于提高二次电池的循环性能。
12、在本申请的一种实施方案中，单面第一极片的第一集流体的厚度为t1μm，内侧第一极片的第一集流体的厚度为t2μm，t1≥t2。在本申请的一种实施方案中，第一极片为正极极片，12≤t1≤25，6≤t2≤16。在本申请的一种实施方案中，第一极片为负极极片，14≤t1≤25，4≤t2≤16。通过上述设置，有利于改善单面第一极片的第一集流体上仅有一个表面设置材料层而引起的第一集流体应力不均导致翘曲的问题，此时在电极组件的外侧单面第一极片上设置双层材料层，并使得单面第一极片的电导率小于或等于内侧第一极片的电导率，降低循环过程中电极组件外侧极片产生黑斑和析锂的风险的效果更为明显，二次电池具有良好的循环性能。
13、在本申请的一种实施方案中，壳体为铝塑膜。当选用铝塑膜为壳体，有利于降低二次电池发生短路的风险，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二次电池，包括壳体和叠片结构的电极组件，沿所述电极组件的厚度方向，所述电极组件包括层叠设置的第一极片、第二极片以及设置在所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜；所述电极组件还包括第一极耳组件和第二极耳组件，所述第一极耳组件包括多个第一极耳，所述第二极耳组件包括多个第二极耳，所述多个第一极耳与所述第一极片一一对应，所述多个第二极耳与所述第二极片一一对应；
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，0.3≤a/b≤1。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，0.65≤a/b≤1。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，其中，所述第一极片为正极极片。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述第一材料层包括第一粘结剂，基于所述第一材料层的质量，所述第一粘结剂的质量百分含量为c；所述第二材料层包括第二粘结剂，基于所述第二材料层的质量，所述第二粘结剂的质量百分含量为d，0.6≤c/d≤4。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，2％≤c≤5％；所述第一粘结剂、所述第二粘结剂各自独立地选自聚偏二氟乙烯、聚偏氯乙烯、
7.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述第一材料层包括第一导电剂，所述第二材料层包括第二导电剂，所述第一导电剂、所述第二导电剂各自独立地选自导电炭黑、碳纳米管、石墨烯或导电石墨中的至少一种；基于所述第一材料层的质量，所述第一导电剂的质量百分含量为0.5％至5％，基于所述第二材料层的质量，所述第二导电剂的质量百分含量为1％至10％。
8.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述第一材料层包括第一活性材料，所述第二材料层包括第二活性材料，所述第一活性材料、所述第二活性材料各自独立地选自钴酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料或富锂锰基材料中的至少一种；基于所述第一材料层的质量，所述第一活性材料的质量百分含量为90％至97.5％，基于所述第二材料层的质量，所述第二活性材料的质量百分含量为87％至98.5％。
9.根据权利要求4所述的二次电池，其中，0.01≤b≤0.8。
10.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，所述单面第一极片的所述第一集流体的厚度为T1μm，所述内侧第一极片的所述第一集流体的厚度为T2μm，T1≥T2。
11.根据权利要求10所述的二次电池，其中，所述第一极片为正极极片，12≤T1≤25，6≤T2≤16。
12.根据权利要求10所述的二次电池，其中，所述第一极片为负极极片，14≤T1≤25，4≤T2≤16。
13.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述壳体为铝塑膜。
14.根据权利要求5所述的二次电池，其中，所述二次电池还包括电解液，所述电解液包括锂盐，所述锂盐包括四氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂或二氟磷酸锂中的至少一种，所述锂盐的浓度为1mol/L至5mol/L。
15.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，所述第一极片为负极极片，0.5≤a/b≤1，0.1≤b≤10。
16.根据权利要求12所述的二次电池，其中，所述壳体为钢壳。
17.一种电子装置，其包括权利要求1至16中任一项所述的二次电池。
...【技术特征摘要】
1.一种二次电池，包括壳体和叠片结构的电极组件，沿所述电极组件的厚度方向，所述电极组件包括层叠设置的第一极片、第二极片以及设置在所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜；所述电极组件还包括第一极耳组件和第二极耳组件，所述第一极耳组件包括多个第一极耳，所述第二极耳组件包括多个第二极耳，所述多个第一极耳与所述第一极片一一对应，所述多个第二极耳与所述第二极片一一对应；
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，0.3≤a/b≤1。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，0.65≤a/b≤1。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，其中，所述第一极片为正极极片。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述第一材料层包括第一粘结剂，基于所述第一材料层的质量，所述第一粘结剂的质量百分含量为c；所述第二材料层包括第二粘结剂，基于所述第二材料层的质量，所述第二粘结剂的质量百分含量为d，0.6≤c/d≤4。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，2％≤c≤5％；所述第一粘结剂、所述第二粘结剂各自独立地选自聚偏二氟乙烯、聚偏氯乙烯、聚偏二氯乙烯、芳纶、聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、丁苯橡胶、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素纳、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、纯丙乳液或聚丙烯酸中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述第一材料层包括第一导电剂，所述第二材料层包括第二导电剂，所述第一导电剂、所述第二导电剂各自独立地选自导电炭黑、碳纳米管、石墨烯或导电石墨中的至少一种；基于所述第一材料层的质量，所述第一导电剂的质量百分含量为0.5％至5％，基于所述第二材料层的质量，所述第二导电剂的质量百分含量为1％至...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋可心，刘胜，劳绍江，黄少军，
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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