【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，能够通过电化学反应在充放电过程中存储和释放能量，实现数千次的循环使用。二次电池凭借优异的能源效率和经济性，广泛应用于便携式电子设备、电动汽车以及储能系统等领域。其中，高能量密度的二次电池具有相对更长的续航时间，有利于提高应用设备的性能。然而，高能量密度的二次电池在长期循环使用后，容易出现容量衰减跳水的问题，不利于长期稳定地发挥其续航优势，而且还容易出现热失控等安全问题，产生安全隐患。因此，如何改善高能量密度的二次电池在循环后期的容量保持能力及安全性能，是本领域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，兼顾改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
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d µm。硅碳颗粒包含第一硅碳颗粒和第二硅碳颗粒；当5≤d≤13时，硅碳颗粒为第一硅碳颗粒，第一硅碳颗粒的圆形度为r1，当0.1≤d≤2时，硅碳颗粒为第二硅碳颗粒，第二硅碳颗粒的圆形度为r2，负极材料层满足：r1/r2＞1；电解液包含碳酸二乙酯和丙酸乙酯，基于电解液的质量，碳酸二乙酯的质量百分含量为s1%，丙酸乙酯的质量百分含量为s2%，2.3≤s2/s1≤6。本申请提供的二次电池在实现较高的能量
3、不限于任何理论，本申请的专利技术人发现，虽然通过混合大粒径的硅碳颗粒和小粒径的硅碳颗粒能够进一步提高负极片的压实密度，进而提高二次电池的能量密度，但是不同粒径的硅碳颗粒在充放电循环过程中发生的膨胀与收缩程度不同。多次循环后，负极材料受到不均匀应力的影响而加速粉化。并且相较于大粒径的硅碳颗粒而言，小粒径的硅碳颗粒更容易在局部产生高应力点，粉化风险和程度均更高，这也导致了负极材料层内部的粉化通常是不均匀的。以上问题导致循环后期二次电池的安全风险增加，放电倍率降低且容量损失速率增大。本申请通过调控第一硅碳颗粒和第二硅碳颗粒的圆形度满足上述关系，能够在实现较高的能量密度的同时，兼顾改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。并且，通过使电解液同时包含碳酸二乙酯和丙酸乙酯并调整s2/s1的值满足：2.3≤s2/s1≤6，可以更进一步改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
4、专利技术人推测，第一硅碳颗粒具有5µm至13µm的粒径，其可以在负极材料层中充当抗压骨架。使第一硅碳颗粒的圆形度更高，可以更大程度缓冲硅碳颗粒体积变化带来的应力，降低第二硅碳颗粒因受到局部高应力而粉化的概率。此外，高圆形度的第一硅碳颗粒在负极材料层中堆积时，会形成较大的孔隙。第二硅碳颗粒具有0.1µm至2µm的粒径，可以充分填充于上述孔隙当中，为负极材料提供导电通路。当具有较低圆度的第二硅碳颗粒填充于上述孔隙当中时，可以与周边材料形成更多的接触点和增大接触面积，为负极材料层提供丰富的导电网路，弥补高圆形度的第一硅碳颗粒在电极中堆积时，负极材料层的孔隙较大，导电通路不足的问题。并且，由于两种硅碳颗粒的粒径差距大，因此有利于两种硅碳颗粒形成合适的固态电解质界面膜（sei膜）的电解液差异大。例如，小粒径的硅碳颗粒具有较高的比表面积，与电解液的反应活性更高，因此对电解液的消耗大，更容易形成厚度过大的sei膜。大粒径的硅碳颗粒具有较低的比表面积，更容易形成厚度过小的sei膜。通过调解碳酸二乙酯和丙酸乙酯的质量百分含量的关系，能够兼顾两种硅碳颗粒对电解液组分的需求。综上，通过使二次电池的负极及电解液满足上述设置，能够在实现较高的能量密度的同时，综合改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
5、在一些实施方式中，0.05≤r1-r2≤0.15。通过调整r1-r2的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
6、在一些实施方式中，第一硅碳颗粒包含硅元素和碳元素，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%，35≤c1≤55；和/或，第二硅碳颗粒包含硅元素和碳元素，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%，45≤c2≤65。调整c1和/或c2的值在上述范围内，可以调控第一硅碳颗粒和/或第二硅碳颗粒的膨胀程度，从而改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
7、在一些实施方式中，1.2≤c2/c1≤1.7。通过调整c2/c1的值在上述范围内，可以协调第一硅碳颗粒和第二硅碳颗粒的膨胀程度，进一步改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
8、在一些实施方式中，硅碳颗粒包含第三硅碳颗粒；当2＜d＜5时，硅碳颗粒为第三硅碳颗粒；第一硅碳颗粒的数量为n1，第二硅碳颗粒的数量为n2，第三硅碳颗粒的数量为n3，n3/(n1+n2+n3)＜0.2。调整n3/(n1+n2+n3)的值在上述范围内，可以改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
9、在一些实施方式中，2.8≤s2/s1≤4.5。通过调整s2/s1的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
10、在一些实施方式中，电解液包含氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯，基于电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为a1%，碳酸亚乙烯酯的质量百分含量为a2%，0.5≤a1/（100×a2）≤1.8。通过使电解液同时包含氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯并调整a1/（100×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循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
11、在一些实施方式中，0.7≤a1/（100×a2）≤1.5。通过调整a1/（100×a2）的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
12、在一些实施方式中，0.90≤r1≤0.98。通过调整r1的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
13、在一些实施方式中，0.78≤r2≤0.92。通过调整r2的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
14、在一些实施方式中，5≤s1≤20。通过调整s1的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
15、在一些实施方式中，20≤s2≤45。通过调整s2的值在上述范围内，可以进一步改善二次电池循环后期的安全性能、放电倍率和容量保持能力。
16、在一些实施方式中，11≤a1≤18。通过调整a1的值在上述范围本文档来自技高网...
【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D µm；
2.根据权利要求1所述的二次电池，0.05≤R1-R2≤0.15。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其满足以下至少一者：
4.根据权利要求3所述的二次电池，1.2≤C2/C1≤1.7。
5.根据权利要求1所述的二次电池，所述硅碳颗粒包括第三硅碳颗粒；当2＜D＜5时，所述硅碳颗粒为第三硅碳颗粒；所述第一硅碳颗粒的数量为N1，所述第二硅碳颗粒的数量为N2，所述第三硅碳颗粒的数量为N3，N3/(N1+N2+N3)＜0.2。
6.根据权利要求1所述的二次电池，2.8≤S2/S1≤4.5。
7.根据权利要求1所述的二次电池，所述电解液包括氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯，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%，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分含量为A2%，0.5≤A1/（100×A2）≤1.8。
8.根据权利要求
9.根据权利要求1至8中任一项所述的二次电池，其满足以下至少一者：
10.根据权利要求1或6所述的二次电池，其满足以下至少一者：
11.根据权利要求7或8所述的二次电池，其满足以下至少一者：
12.根据权利要求1至8中任一项所述的二次电池，所述电解液满足以下至少一者：
13.根据权利要求1至8中任一项所述的二次电池，所述负极集流体的延伸率为δ%，3≤δ≤8。
14. 根据权利要求13所述的二次电池，所述第一硅碳颗粒的平均粒径为RA µm，1.3≤RA/δ≤3.6。
15.根据权利要求1至8中任一项所述的二次电池，所述硅碳颗粒包含碳载体和至少部分分布于所述碳载体内部的硅晶粒。
16.一种电子设备，其包含权利要求1至15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d µm；
2.根据权利要求1所述的二次电池，0.05≤r1-r2≤0.15。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其满足以下至少一者：
4.根据权利要求3所述的二次电池，1.2≤c2/c1≤1.7。
5.根据权利要求1所述的二次电池，所述硅碳颗粒包括第三硅碳颗粒；当2＜d＜5时，所述硅碳颗粒为第三硅碳颗粒；所述第一硅碳颗粒的数量为n1，所述第二硅碳颗粒的数量为n2，所述第三硅碳颗粒的数量为n3，n3/(n1+n2+n3)＜0.2。
6.根据权利要求1所述的二次电池，2.8≤s2/s1≤4.5。
7.根据权利要求1所述的二次电池，所述电解液包括氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯，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%，所述碳酸亚乙烯...
【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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