【技术实现步骤摘要】
本申请属于储能，具体涉及一种二次电池及电子设备。
技术介绍
1、二次电池作为可充电的电池，能够通过正负极之间的电子转移实现能量的存储和释放，具有安全、便携、寿命长等优点，因而被广泛应用于移动设备、电动汽车等领域。其中，高能量密度的二次电池能够在有限的体积或重量内储存更多的能量，这对于提升电子设备的续航能力至关重要。
2、然而，当二次电池的能量密度提高时，意味着在相同体积或重量下，在充放电过程中其内部储存或释放的化学能更多。在高温环境下，高能量密度的二次电池温度上升更快，从而影响电池性能和安全性，甚至引发热失控等严重问题。并且在快速充放电条件下，大电流容易导致电池内部的电化学反应不均匀，导致二次电池的容量急剧衰减。因此，如何改善二次电池的热稳定性和快充循环性能是当前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种二次电池及电子设备，其在实现较高的能量密度的同时，兼顾改善二次电池的热稳定性和降低快充循环后的容量损失率。
2、第一方面，本申请提供了一种二次电池。二次电池包含正极、负极和电解液，负极包含负极集流体和设置在负极集流体至少一个表面上的负极材料层，负极材料层包含硅碳颗粒，硅碳颗粒的粒径为r µm。硅碳颗粒包含第一硅碳颗粒和第二硅碳颗粒，当2.5≤r≤13时，硅碳颗粒为第一硅碳颗粒，第一硅碳颗粒的颗粒数量为n1，当0.1≤r≤2时，硅碳颗粒为第二硅碳颗粒，第二硅碳颗粒的颗粒数量为n2，负极材料层满足：5≤n2/n1≤30。本申请提供的二次电池
3、不限于任何理论，本申请的专利技术人发现，虽然混合大粒径硅碳颗粒与小粒径硅碳颗粒能够提高负极片的压实密度从而进一步提高二次电池的体积能量密度，但是二次电池的热稳定性和快充循环后的容量保持会明显恶化。本申请通过调控第一硅碳颗粒和第二硅碳颗粒的颗粒数量满足上述关系，能够在实现较高的能量密度的同时，兼顾改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失率。
4、专利技术人推测，大粒径的硅碳颗粒与小粒径的硅碳颗粒在脱嵌锂时产生的收缩与膨胀程度不同，所需的收缩与膨胀空间也不同。当含有上述硅碳颗粒的负极材料层中负极材料的堆积过于致密时，容易带来负极材料受力不均的问题，受力不均带来的材料粉化和导电网路断路问题在快充循环后更加明显，从而导致快充循环后的电池热稳定性恶化，且伴随快充循环产生的的容量损失增大。控制粒径为2.5µm至13µm的硅碳颗粒的颗粒数量n1和粒径为0.1µm至2µm的硅碳颗粒的颗粒数量n2的比值n2/n1满足5≤n2/n1≤30，能够调节负极片中硅碳颗粒的堆积状态，使大粒径硅碳颗粒和小粒径硅碳颗粒在负极材料层内形成均匀的堆积，且堆积之间形成具有适当体积的孔隙，为硅碳颗粒在充放电过程中产生的膨胀和收缩提供适宜的缓冲空间。适当体积的孔隙指，既不会因孔隙过大导致硅碳颗粒在膨胀后产生严重受力不均而加速粉化，也不会因为孔隙过小导致硅碳颗粒在收缩后产生导电网路断路，从而进一步减小快充循环对电池性能的恶化程度。相邻大粒径硅碳颗粒堆积时会形成孔隙，本申请采用适当数量的小粒径硅碳颗粒填充于上述大粒径硅碳颗粒间的孔隙之间，既可以在负极材料层内形成充足的导电网络，也可以避免过于致密的堆积状态导致硅碳颗粒在膨胀与收缩的过程中加速粉化，进一步减小因粉化造成的热稳定性恶化和容量损失加剧的可能性，平衡2.5µm至13µm的硅碳颗粒和0.1µm至2µm的硅碳颗粒之间收缩膨胀空间的差异，在实现较高的能量密度的同时，兼顾改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
5、在一些实施方式中，10≤n2/n1≤25。通过调整n2/n1的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
6、在一些实施方式中，电解液包含碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯，基于电解液的质量，碳酸乙烯酯的质量百分含量为e%，碳酸丙烯酯的质量百分含量为p%，2≤e/p≤8。通过使电解液同时包含碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯并调整e/p的值在上述范围内，有助于同时在第一硅碳颗粒表面和第二硅碳颗粒表面生成厚度合适的固态电解质界面膜，从而进一步改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
7、在一些实施方式中，2.5≤e/p≤6。通过调整e/p的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
8、在一些实施方式中，20≤e≤36。通过调整e的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
9、在一些实施方式中，2.5≤p≤12。通过调整p的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
10、在一些实施方式中，电解液包含氟代碳酸乙烯酯和1,3-丙烷磺酸内酯，基于电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为a1%，1,3-丙烷磺酸内酯的质量百分含量为a2%，2.5≤a1/a2≤6。通过使电解液同时包含氟代碳酸乙烯酯和1,3-丙烷磺酸内酯并调整a1/a2的值在上述范围内，可以改善第一硅碳颗粒和第二硅碳颗粒间的电传导能力，从而进一步改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
11、在一些实施方式中，3≤a1/a2≤5。通过调整a1/a2的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
12、在一些实施方式中，8≤a1≤18。通过调整a1的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
13、在一些实施方式中，1.5≤a2≤4。通过调整a2的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
14、在一些实施方式中，第一硅碳颗粒包括硅元素和碳元素，基于第一硅碳颗粒的硅元素和碳元素的质量和，硅元素的质量占比为c1%，30≤c1≤50；和/或，第二硅碳颗粒包括硅元素和碳元素，基于第二硅碳颗粒的硅元素和碳元素的质量和，硅元素的质量占比为c2%，40≤c2≤60。通过调整c1和/或c2的值在上述范围内，能够调控快充循环过程中大粒径硅碳颗粒和小粒径硅碳颗粒的膨胀程度，使填充于孔隙中的小颗粒具有适当的膨胀程度，从而维持负极材料层内部的导电网路通路，也进一步减小因膨胀导致的应力不均，可以进一步改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
15、在一些实施方式中，1.1≤c2/c1≤1.5。通过调整c2/c1的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池快充循环后的热稳定性和降低快充循环的容量损失。
16、在一些实施方式中，电解液包括2-甲基丁酸丙酯，基于电解液的质量，2-甲基丁酸丙酯的质量百分含量为0.01%~0.1%。使电解液包括2-甲基丁酸丙酯并调整2-甲基丁酸丙酯的质量百分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1. 一种二次电池，包括正极、负极和电解液，其中，所述负极包含负极集流体和设置在所述负极集流体至少一个表面上的负极材料层，所述负极材料层包含硅碳颗粒，所述硅碳颗粒的粒径为R µm；
2.根据权利要求1所述的二次电池，10≤N2/N1≤25。
3.根据权利要求1所述的二次电池，所述电解液包含碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯，基于所述电解液的质量，所述碳酸乙烯酯的质量百分含量为E%，所述碳酸丙烯酯的质量百分含量为P%，2≤E/P≤8。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其满足以下至少一者：
5.根据权利要求1所述的二次电池，所述电解液包含氟代碳酸乙烯酯和1,3-丙烷磺酸内酯，基于所述电解液的质量，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为A1%，所述1,3-丙烷磺酸内酯的质量百分含量为A2%，2.5≤A1/A2≤6。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其满足以下至少一者：
7.根据权利要求1至6任一项所述的二次电池，所述第一硅碳颗粒包含硅元素和碳元素，基于所述第一硅碳颗粒的硅元素和碳元素的质量和，所述硅元素的质量占比为C1%，30
8. 根据权利要求7所述的二次电池，1.1≤C2/ C1≤1.5。
9.根据权利要求1至6任一项所述的二次电池，所述电解液满足以下至少一者：
10.根据权利要求1所述的二次电池，所述硅碳颗粒包含第三硅碳颗粒；当2＜R＜2.5时，所述硅碳颗粒为第三硅碳颗粒；
11.根据权利要求1所述的二次电池，所述负极集流体的延伸率为δ，0.02≤δ≤0.08。
12.根据权利要求11所述的二次电池，将记为M，所述M的绝对值满足：|M|≤0.1。
13.根据权利要求1所述的二次电池，所述第一硅碳颗粒和所述第二硅碳颗粒都包含碳载体和至少部分分布于所述碳载体内部的硅晶粒。
14.一种电子设备，其包含权利要求1至13任一项所述的二次电池。
...【技术特征摘要】
1. 一种二次电池，包括正极、负极和电解液，其中，所述负极包含负极集流体和设置在所述负极集流体至少一个表面上的负极材料层，所述负极材料层包含硅碳颗粒，所述硅碳颗粒的粒径为r µm；
2.根据权利要求1所述的二次电池，10≤n2/n1≤25。
3.根据权利要求1所述的二次电池，所述电解液包含碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯，基于所述电解液的质量，所述碳酸乙烯酯的质量百分含量为e%，所述碳酸丙烯酯的质量百分含量为p%，2≤e/p≤8。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其满足以下至少一者：
5.根据权利要求1所述的二次电池，所述电解液包含氟代碳酸乙烯酯和1,3-丙烷磺酸内酯，基于所述电解液的质量，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为a1%，所述1,3-丙烷磺酸内酯的质量百分含量为a2%，2.5≤a1/a2≤6。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其满足以下至少一者：
7.根据权利要求1至6任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎芳如，
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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