System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种二次电池和用电设备制造技术_技高网

一种二次电池和用电设备制造技术

技术编号:44222527 阅读:22 留言:0更新日期:2025-02-11 13:29
本申请提供一种二次电池和用电设备。二次电池包括正极极片、电解液、隔离膜和负极极片,正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层,正极活性材料层中的正极活性物质包括锂镍钴锰氧化物、磷酸锰铁锂和锰离子络合剂的混合物,正极极片满足:0.10≤10000×W1×PD/pH2×W2≤3.0;式中,W1表示正极活性物质中的锰离子络合剂的质量占比;W2表示正极活性物质中的磷酸锰铁锂的质量占比;PD g/cm3表示正极极片的压实密度;pH表示锰离子络合剂在25℃下的饱和水溶液中的pH值。通过调整正极极片的参数,使二次电池兼具较高的能量密度、充放电压平台和稳定循环。

【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设备


技术介绍

1、随着电动汽车的飞速发展,现阶段市场对于锂离子电池的耐用,安全和成本方面有着越来越高的要求。磷酸铁锂(lifepo4)具有橄榄石结构,具有安全性能高、循环性能好、热稳定性好等优点,被广泛应用于锂离子二次电池中作为正极活性材料,但由于其fe元素的充放电电压较低,电压平台较低,导致其能量密度偏低;而与其晶体结构相同的磷酸锰铁锂(limnxfe1-xpo4),锰元素的掺杂可以提高锂离子二次电池的充放电平台电压,具有更高的能量密度。

2、但是mn3+离子容易发生jahn-teller效应从而发生歧化反应生成mn2+和mn4+;而mn2+容易从正极表面溶出,与电解液发生副反应导致电解液的分解;除此之外析出的mn2+会通过电解液达到负极,造成sei层的破坏和重组,消耗电解液和活性锂,理论比容量下降;此外,mn2+溶出造成了正极缺锰相,晶格畸变、结构坍塌,正极活性材料的稳定性下降,从而降低二次电池的循环稳定性。

3、因此,需要提供一种兼具高能量密度、高循环稳定性的二次电池。


技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种兼具高能量密度、高循环稳定性的二次电池。

2、本申请的第一方面,提供一种二次电池,包括正极极片、电解液、隔离膜和负极极片,所述正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层,所述正极活性材料层中包括正极活性物质,所述正极活性物质包括锂镍钴锰氧化物、磷酸锰铁锂和锰离子络合剂的混合物,所述正极极片满足如下关系式:

3、0.1≤10000×w1×pd/ph2×w2≤3.0

4、式中,w1表示所述正极活性物质中的锰离子络合剂的质量占比;

5、w2表示所述正极活性物质中的磷酸锰铁锂的质量占比;

6、pd g/cm3表示所述正极极片的压实密度;

7、ph表示所述锰离子络合剂在25℃下的饱和水溶液中的ph值。

8、作为本申请的实施方案,所述正极极片满足:0.9≤10000×w1×pd/ph2×w2≤2.1。

9、作为本申请的实施方案,所述正极活性物质中的锰离子络合剂的质量占比w1满足:0.1%≤w1≤2%。

10、作为本申请的实施方案,所述正极活性物质中的磷酸锰铁锂的质量占比w2满足:10%≤w2≤60%。

11、作为本申请的实施方案,所述正极极片的压实密度pd满足:1.3g/cm3≤pd≤3.5g/cm3。

12、作为本申请的实施方案,所述锰离子络合剂在25℃下的饱和水溶液中的ph值满足:4≤ph≤8.5。

13、作为本申请的实施方案,所述锰离子络合剂包括乙二胺四乙酸(edta)、反式-1,2-二氨基环己烷-n,n,n',n'-四乙酸(dcyta)、二乙基三胺五乙酸(dtpa)、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(egta)、羟乙基二胺四乙酸三钠盐(hedta)、乙二胺、磺基水杨酸中的至少一种。

14、作为本申请的实施方案,所述磷酸锰铁锂的化学通式满足:limnxfe1-xpo4,其中,0.9≥x≥0.5。

15、作为本申请的实施方案,所述锂镍钴锰氧化物的化学通式满足:lini1-a-bcoamnbo2,其中,0.3≥a>0,0.3≥b>0。

16、作为本申请的实施方案,所述锂镍钴锰氧化物、磷酸锰铁锂和锰离子络合剂的质量比例为锂镍钴锰氧化物:磷酸锰铁锂:锰离子络合剂=(35~90):(10~60):(0.2~2.0)。

17、作为本申请的实施方案,所述正极活性材料层中还包括导电剂、粘结剂。

18、本申请的第二方面,提供了一种用电设备,所述用电设备包括本申请第一方面所述的二次电池。

19、与现有技术相比,本申请的有益效果是:

20、本申请通过调整锰离子络合剂含量和酸碱性参数、磷酸锰铁锂的含量、极片的压实密度,使其满足特定的关系,可以实现最优比例搭配,且能够在保证不损失活性物质含量的基础上,降低锰的溶解,实现二次电池的稳定循环。

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【技术保护点】

1.一种二次电池,包括正极极片、电解液、隔离膜和负极极片,所述正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层,所述正极活性材料层中包括正极活性物质,所述正极活性物质包括锂镍钴锰氧化物、磷酸锰铁锂和锰离子络合剂的混合物,其特征在于,所述正极极片满足如下关系式:

2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述正极极片满足:0.9≤100*W1×PD/pH2×W2≤2.1。

3.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述正极活性物质中的锰离子络合剂的质量占比W1满足:0.1%≤W1≤2%。

4.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述正极活性物质中的磷酸锰铁锂的质量占比W2满足:10%≤W2≤60%。

5.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述正极极片的压实密度PD满足:1.3g/cm3≤PD≤3.5g/cm3。

6.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述锰离子络合剂在25℃下的饱和水溶液中的pH值满足:4≤pH≤8.5。

7.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述二次电池满足如下特征中的至少一者:

8.根据权利要求1或7所述的二次电池,其特征在于,所述锂镍钴锰氧化物、磷酸锰铁锂和锰离子络合剂的质量比例为锂镍钴锰氧化物:磷酸锰铁锂:锰离子络合剂=(35~90):(10~60):(0.2~2.0)。

9.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述正极活性材料层中还包括导电剂和粘结剂。

10.一种用电设备,其特征在于,所述用电设备包括权利要求1-9任一项所述的二次电池。

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【技术特征摘要】

1.一种二次电池,包括正极极片、电解液、隔离膜和负极极片,所述正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层,所述正极活性材料层中包括正极活性物质,所述正极活性物质包括锂镍钴锰氧化物、磷酸锰铁锂和锰离子络合剂的混合物,其特征在于,所述正极极片满足如下关系式:

2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述正极极片满足:0.9≤100*w1×pd/ph2×w2≤2.1。

3.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述正极活性物质中的锰离子络合剂的质量占比w1满足:0.1%≤w1≤2%。

4.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述正极活性物质中的磷酸锰铁锂的质量占比w2满足:10%≤w2≤60%。

5.根据权利要求1所述的二次电池,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾城
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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