CN112420998A - 一种二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二次电池，包括：正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜以及电解液，负极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一侧的负极活性材料层，电解液包括有机溶剂和锂盐，其特征在于，负极活性材料包括核结构和包覆在核结构表面至少一部分上的占负极活性材料总重量的至少0.5wt％且至多10wt％的聚合物的网络包覆层，核结构包括SiOx(0<x<2)，网络包覆层衍生自具有氰基、酰胺基、酰亚胺基、磺酰基、羧基、砜基中的一种或多种官能团的聚合物；并且锂盐包括下式I所表示的第一锂盐：
Figure DDA0002175586280000011
在式I中，R1、R2各自独立地单独表示氟原子、碳原子数为1‑20的氟代烷基或碳原子数为1‑20的氟代烷氧基，并且n为1、2或3的整数。

Description

一种二次电池
技术领域
本发明属于电化学技术领域，更具体地，本发明涉及一种二次电池。
背景技术
随着能源与环境问题的日益凸显，新能源产业得到了越来越多的重视。二次电池因其能量密度高、循环性能好等特点，作为一种重要的新型储能装置而被广泛应用。近年来，二次电池向高能量输出、宽适用条件方向不断发展。构成二次电池的四大主要材料：正极材料、负极材料、隔离膜、电解液方面均受到研究者的关注。
近年来，非碳类负极活性材料在二次电池的负极活性材料领域引起了极大的关注。作为非碳类负极活性材料的代表，硅基材料具有比传统石墨更高的理论容量(4200mAh/g)，嵌锂电位低，电化学可逆容量高，安全性能好，资源丰富的优势，成为受关注的焦点。但是，硅基材料在嵌锂过程中会产生巨大的体积膨胀(约400％)，导致负极活性材料粉化脱落以及浸润的电解液被大量挤出从而在负极材料与电解液间存在显著的固液界面变化，这都极大地降低了电池的循环性能。
因此，二次电池工业中需要设计合适的二次电池体系，兼顾其容量和动力学循环性能。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种兼顾其容量和动力学循环性能的二次电池。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种二次电池，其包括：正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜以及电解液，所述负极片包括负极集流体以及设置于所述负极集流体至少一侧的负极活性材料层，所述电解液包括有机溶剂和锂盐，其特征在于，
所述负极活性材料包括核结构和包覆在所述核结构的至少一部分表面上的占所述负极活性材料总质量至少0.5质量％且至多10质量％的量的聚合物网络包覆层，所述核结构包括SiOx(0<x<2)，所述网络包覆层衍生自具有氰基、酰胺基、酰亚胺基、磺酰基、羧基、砜基中的一种或多种官能团的聚合物；并且
所述锂盐包括下式I所表示的第一锂盐：
Figure BDA0002175586270000021
在式I中，R1、R2各自独立地单独表示氟原子、碳原子数为1-20的氟代烷基或碳原子数为1-20的氟代烷氧基，并且n为1、2或3的整数。
在根据本发明的二次电池中，负极活性材料具有核壳结构，内核的硅基材料具有较高的克容量，硅基内核材料表面包覆有一层聚合物的网络包覆层，可以明显抑制硅基材料的膨胀，从而改善电池的循环性能。而且，在电池的装配过程中，将含有磺酰亚胺锂的电解液与上述负极活性材料配合可以获得兼顾容量和动力学循环性能的二次电池。
并非受缚于任何理论，发明人提供如下解释，以便本发明能够被更好地理解。
在根据本发明的二次电池中，采用亚胺型锂盐的电解液，一方面由于磺酰亚胺型锂盐的阴离子自身较常用锂盐LiPF6的阴离子PF6 -大，自身迁移难，提高了Li+的相对迁移能力，另一方面，磺酰亚胺型阴离子是个大共轭结构，电子云密度小，与Li+的相互作用力小，以上两方面使得由其配制形成的电解液具有较高的电导率。而且，磺酰亚胺型锂盐的阴离子与网络包覆层中的聚合物具有较强的相似相溶性，溶剂化的Li+更易通过网络包覆层，提高了电解液在负极活性材料界面处的浸润性和导离子性。
采用衍生自具有氰基、酰胺基、酰亚胺基、磺酰基、羧基、砜中的一种或多种官能团的聚合物网络层包覆的SiOx作为负极活性材料，虽然可以改善负极片的膨胀，但通常会恶化电化学性能(如倍率性能)。
在根据本发明的二次电池的装配过程中，发明人将以上二者联合使用，并且惊讶地发现了这二者可以产生协同效应。因而，根据本发明的二次电池具有高能量密度和动力学循环性能。
本发明的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。根据说明书和权利要求，本发明其它特征、目的和优点将变得清楚。
定义
描述本发明的内容时，不使用数量词时(尤其在权利要求书的内容中)应解释为涵盖单数和复数，除非另有说明或者与上下文明显矛盾。
在组合物被描述为包括或包含特定组分的情况下，预计该组合物中并不排除本发明未涉及的可选组分，并且预计该组合物可由所涉及的组分构成或组成，或者在方法被描述为包括或包含特定工艺步骤的情况下，预计该方法中并不排除本发明未涉及的可选工艺步骤，并且预计该方法可由所涉及的工艺步骤构成或组成。
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本发明中，术语“第一锂盐”是指在电解液中起主要作用的锂盐，通常其在电解液中的质量百分含量在5质量％或以上。
在本发明中，术语“第二锂盐”是指在电解液中起次要作用的锂盐，例如用于降低电解液的成本、抑制第一锂盐的使用所引起的负面作用等，通常其在电解液中的质量百分含量至多为10质量％或更低，例如为5质量％或以下，例如3质量％或以下。
在本发明中，“聚合物的网络包覆层”是用于包覆作为内核的硅基材料的层，其具有由交联的聚合物形成的网络结构。为了用于形成该网络包覆层，所使用的聚合物通常具有氰基、酰胺基、酰亚胺基、磺酰基、羧基、砜基中中的一种或多种官能团，而且可以使用选自如下交联剂，所述交联剂可选自乙二醇、丙三醇、三亚乙基四胺、二甲胺基丙胺、含硫化合物中的一种或多种，优选为乙二醇。
本文中在描述基团或化合物的上下文中，术语“氟代”是指其中一个或多个氢原子被氟原子取代的基团或化合物。优选地，氟代是全氟代的或部分氟代的。例如，氟代甲基包括但不限于-CF3、-CHF2和-CH2F。
当在二次电池的上下文中使用时，术语“4C倍率”是用于衡量二次电池的容量的参数。通常，4C倍率越高，二次电池的容量越大。
当在二次电池的上下文中使用时，术语“容量保持率”是用于衡量二次电池在25℃下的循环性能的参数。通常，容量保持率越高，二次电池的循环动力学性能越好。
术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本发明实施方案。然而，在相同或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。另外，一个或多个优选的实施方案的叙述不意味着其他实施方案是不可用的，并且不旨在将其他实施方案排除在本发明范围外。
具体实施方式
下面详细说明根据本发明的二次电池。
根据本发明的二次电池，包括：正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜以及电解液，所述负极片包括负极集流体以及设置于所述负极集流体至少一侧的负极活性材料层，所述电解液包括有机溶剂和锂盐。
首先说明本发明的二次电池中的负极活性材料。根据本发明的负极活性材料具有核壳结构，包括核结构和包覆在所述核结构表面的至少一部分上的聚合物的网络包覆层，所述核结构包括SiOx(0<x<2)，所述聚合物网络包覆层占所述负极活性材料总质量至少0.5质量％且至多10质量％，而且所述网络包覆层衍生自具有氰基、酰胺基、酰亚胺基、磺酰基、羧基、砜基中中的一种或多种官能团的聚合物。
在根据本申请所述的负极活性材料中，用于包覆核结构的包覆层是由交联的聚合物形成的网络结构。本发明的发明人惊讶地发现，将由交联的聚合物形成的具有网络结构的聚合物层用来包覆硅基材料，可以明显抑制作为核结构的硅基材料的膨胀，而且在与特定的电解液配合使用的情况下，并不会明显恶化负极活性材料的导电性能，这在本申请之前是难以预见的。
众所周知，在二次电池领域，当硅基材料作为负极活性材料使用时，优选使用单质碳来包覆该硅基材料，以减少硅基材料的膨胀。这种碳单质包覆层通常通过甲烷、乙炔等气相有机物的物理蒸镀法、化学蒸镀法来形成。然而，这种方法具有制备工艺复杂、设备投资高的问题。与之相比，根据本申请的负极活性材料可以通过简单的混合、加热交联工艺获得，这大大降低了生产成本，扩大了硅基材料的应用前景。
在根据本申请所述的负极活性材料中，优选地，网络包覆层衍生自包括如下的聚合物：聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、海藻酸钠或其任意组合。
在根据本申请所述的负极活性材料中，优选地，所述网络包覆层包覆在核结构80％及以上的表面上，优选在核结构85％及以上的表面上，更优选在核结构90％及以上的表面上，还要更优选在核结构95％及以上的表面上，最优选在核结构99％及以上的表面上。包覆面积过低会导致过多的核结构表面直接与电解液接触，在电池循环过程中不断地产生副反应，消耗活性离子，从而恶化电池循环性能。
在根据本申请所述的负极活性材料中，优选地，所述网络包覆层的质量占负极活性材料总质量的0.5％至10％，更优选为1％至5％。所述网络包覆层的质量占负极活性材料总质量之比是根据元素测定仪测定的来自网络包覆层的C元素经换算确定的。在本发明的聚合物网络包覆层是采用含硫化合物交联的实施方式中，聚合物网络包覆层在负极活性材料中的质量占比可以采用高频红外C-S分析仪通过测定出的C元素和可选的S元素经换算确定。
在根据本申请所述的负极活性材料中，优选地，所述网络包覆层的厚度为10纳米至700纳米，优选为100纳米至400纳米。
发明人通过大量研究发现，电池的倍率性能和循环性能与负极活性材料的聚合物的网络包覆层有很大关系。众所周知，硅基材料由于具有很高的理论容量(4200mAh/g)，嵌锂电位低，电化学可逆容量高，安全性能好，资源丰富等优势，成为其中高能量密度锂离子电池最受关注的负极材料。但是，硅基材料在循环过程中会产生巨大的体积膨胀(约20为400％)，导致在充放电过程中出现活性材料的粉化脱落，极大程度降低了电池的循环性能。Si材料表面包覆一层聚合物网络包覆层，可以明显改善硅颗粒膨胀。网络包覆层过少会导致过多的核结构表面直接与电解液接触，在电池循环过程中不断地产生副反应，消耗活性离子，从而恶化电池循环性能。网络包覆层过厚，导致导电子和离子传输受阻，影响电池的充电倍率和功率性能，太大倍率充电，会导致ALP，从而恶化循环性能。
因此，在本发明的优选实施方式中，所述聚合物网络包覆层以相对于所述负极活性材料的总质量0.5质量％至10质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量1质量％至10质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量3质量％至10质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量5质量％至10质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量8质量％至10质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量0.5质量％至8质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量1质量％至8质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量3质量％至8质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量5质量％至8质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量0.5质量％至5质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量1质量％至5质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量3质量％至5质量％的量存在，或者以相对于所述负极活性材料的总质量5质量％至8质量％的量存在。特别优选地，所述聚合物网络包覆层以相对于所述负极活性材料的总质量1质量％至5质量％的量存在。
在本发明的一个实施方式中，负极活性材料可以通过如下方法制备：(1)将SiOx(0<x<2)粉末进行粉碎处理，得到一定粒径分布的材料；(2)将一定质量的聚合物以及相应的交联剂溶解到溶剂中，配制成聚合物浆料1；(3)向浆料1中加入步骤(1)的SiOx(0<x<2)粉末，搅拌至混合均匀得到浆料2；(4)将浆料2在50℃至100℃下进行干燥，直到溶剂完全除去，将得到的产物过筛并且升温胶料，以得到所述负极活性材料。优选地，所述聚合物的质量占所述SiOx(0<x<2)粉末的质量的1％至10％。可选地，在浆料1中还可以加入一定质量的导电材料。
在上述制备方法中，步骤(1)中的溶剂可选自水、丙酮、二甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乙醇中的一种或几种。
在上述制备方法中，所述导电材料可选自导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种。所述导电剂的加入量占所述聚合物质量的范围10至30％。
在上述制备方法中，所述交联剂可选自乙二醇、丙三醇、三亚乙基四胺、二甲胺基丙胺、含硫化合物中的一种或多种，优选为含硫化合物。所述含硫化合物可选自硫单质、硫化氢、噻吩中的一种或几种。优选地，所述交联剂的质量占所述聚合物质量的10％至30％。
在上述制备方法中，所述交联温度优选为300℃至500℃，将温度控制在此范围内可避免聚合物发生炭化。
由此得到的负极活性材料直接使用或者与其他常规负极活性材料组合使用用于制造负极极片。
根据本发明的负极极片可以选用本领域常用的各种常规负极极片，其构成和制备方法是本领域公知的。例如，负极极片可以包括负极集流体和设置于负极集流体上负极活性材料层，所述负极活性材料层可以包括上述负极活性材料、可选的其它负极活性材料、粘结剂和导电材料等。其它负极活性材料例如为诸如石墨(人造石墨或天然石墨)、导电炭黑、碳纤维等的碳质材料，例如Sn、Ge、Bi、Sn、I n等金属或半金属材料或其合金，含锂氮化物或含锂氧化物，锂金属或锂铝合金等。
接下来说明本发明的二次电池中的电解液。在根据本发明的实施方式中，电解液包含有机溶剂和锂盐。所述锂盐包括下式I所表示的第一锂盐：
Figure BDA0002175586270000081
在式I中，R1、R2各自独立地单独表示氟原子、碳原子数为1-20的氟代烷基或碳原子数为1-20的氟代烷氧基，并且n为1、2或3的整数。
在上述通式Ⅰ中，碳原子数为1至20的氟代烷基中，氟原子的取代个数及其取代位置并没有特别的限制，可根据实际需求选择氟原子对烷基中的部分氢原子或者全部氢原子进行取代。例如，氟原子的个数可为1个、2个、3个、4个或多个。
作为氟代烷基的实例，具体可以举出：氟甲基、2-氟异丁基、2-氟乙基、1-氟乙基、3-氟正丙基、2-氟异丙基、4-氟正丁基、3-氟仲丁基、2-氟仲丁基、5-氟正戊基、1-氟正戊基、4-氟异戊基、3-氟异戊基、6-氟-正己基、4-氟-异己基、7-氟-正庚基、8-氟-正辛基、1,2-二氟乙基、二氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、全氟异丙基、全氟丁基、全氟环己基等。
在通式I中，碳原子数为1至20的氟代烷氧基中，与氟原子相连的烷氧基的种类并没有受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状烷氧基和环状烷氧基均可，链状烷氧基又包括直链烷氧基和支链烷氧基。在烷氧基中，氧原子的个数优选为1个或2个。另外，与烷氧基相连接的氟原子的个数可为1个、2个、3个、4个、5个或六个。
作为氟代烷氧基的实例，具体可以举出：氟甲氧基、2-氟乙氧基、3-氟正丙氧基、2-氟异丙氧基、4-氟正丁氧基、3-氟仲丁氧基、5-氟正戊氧基、4-氟异戊氧基、3-氟叔戊氧基、3-氟-2,2-二甲基丙氧基、3-氟-1-乙基丙氧基、4-氟-1-甲基丁氧基、6-氟正己氧基、5-氟异己氧基、3-氟-1,1,2-三甲基丙氧基、2,2,2-三氟乙氧基、2,2,3,3,3-五氟丙氧基、2,2,3,3-四氟丙氧基、OCH(CF3)2等等。
优选地，所述第一锂盐选自所述第一锂盐选自双氟磺酰亚胺锂、氟磺酰(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、甲基磺酰三氟甲基磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酰五氟乙基磺酰亚胺锂、双(五氟乙基磺酰)亚胺锂、LiN(SO2OCH2CF3)2、LiN(SO2OCH2CF2CF3)2、LiN(SO2OCH2CF2CF2H)2、LiN[(SO2OCH(CF3)2]、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2F、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2F、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3、CF3SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3中的一种或多种，优选地选自双氟磺酰亚胺锂、氟磺酰(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2F、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2F、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3、CF3SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3中的一种或多种。
采用本发明中的第一锂盐作为主锂盐使用，获得了非常有益的效果。含氟磺酰亚胺锂盐由于本身的特殊结构特性，因而具有较高的电导率，可以提高电池的动力学性能。具体地，在含氟磺酰亚胺锂盐中，亚胺型阴离子较常用PF6-大，迁移难，提高了Li+的相对迁移能力，另外，亚胺型阴离子是个大共轭结构，电子云密度小，与Li+的相互作用力小，以上两方面共同作用，使得含有含氟磺酰亚胺锂盐的电解液具有较高的电导率。另外，亚胺型锂盐阴离子与上述网络包覆层的聚合物具有较强的相似相溶性，溶剂化的Li+与亚胺阴离子更易通过聚合物层，提高了电解液在负极极片表面的浸润性和离子传导型，有助于提高电池的动力学循环性能。但考虑到实际应用，第一锂盐的用量通常不能过高，否则会对集流体特别是铝制集流体具有一定的腐蚀性。
因此，在根据本发明的实施方式中，所述第一锂盐在所述电解液中的质量百分浓度在5％至25％的范围内，优选在10％至20％的范围内。
根据本发明的锂离子电解液还包含第二锂盐，所述第二锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟砷酸锂、双草酸硼酸锂和高氯酸锂中的一种或多种，优选地选自六氟磷酸锂和四氟硼酸锂中的一种或两种，更优选地选自六氟磷酸锂。
在本发明的一些实施方式中，所述第二锂盐在所述电解液中的质量百分浓度在0％至10％的范围内，优选在1％至10％的范围内。
发明人经过研究发现，当含氟磺酰亚胺锂盐含量较少时，电解液的电导率得不到有效提升；含量过多时，高浓度锂盐对铝箔的腐蚀将会体现出来。在本发明的锂离子电解液中，在首次充电时，第二锂盐的一部分会分解产生氟离子，氟离子与作为集流体的铝箔反应生成氟化铝钝化层，进而起到抑制腐蚀铝箔的作用。经研究发现，这些第二锂盐在电解液中质量百分含量为3质量％或更高时，可以有效抑制第一锂盐对铝箔腐蚀。但是，这种第二锂盐的用量不宜过高。第二锂盐加入量过多，一方面导致电解液的粘度过大，另一方面第二锂盐相对于作为第一锂盐的亚胺型锂盐具有明显较低的电导率，会恶化二次电池倍率性能和循环。若加入量过低，对铝箔腐蚀的抑制会降低，导致循环性能恶化。
根据本发明的锂离子电解液还包含添加剂，所述添加剂选自硫酸亚乙酯(DTD)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、马来酸酐、二氧化硫(SO2)和三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)中的一种或多种，优选选自硫酸亚乙酯(DTD)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、马来酸酐和三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)中的一种或多种。
以上添加剂在电池的充放电过程中起如下作用：在充电过程中，添加剂会还原分解，部分还原分解产物会沉积在负极界面上，特别地及时沉积在硅基材料膨胀而形成的新的界面上，参与SEI成膜，抑制了副反应的进一步发生，改善了循环性能。另外，上述添加剂在负极上形成的界面膜具有较少的阻抗，进一步提高了二次电池的倍率性能。
在一些优选的实施方式中，相对于电解液的总重量，添加剂的量为0.1重量％至5重量％，例如为0.3重量％至5重量％，为0.5重量％至5重量％，为0.1重量％至2重量％，为0.3重量％至2重量％，为0.5重量％至2重量％，为0.1重量％至1重量％，0.3重量％至1重量％，0.5重量％至1重量％，0.1重量％至0.5重量％，0.3重量％至0.5重量％。如果添加剂的含量过少，则其难以在负极界面形成稳定的界面膜，无法有效的抑制副反应的发生。如果添加剂的含量过多时，则会使电池的倍率性能恶化。优选地，添加剂的含量在上述各范围内。
根据本发明的电解液还包含一种或多种有机溶剂。所述有机溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯，碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸乙丙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯和四氢呋喃中选择一种或多种。在一些优选的实施方式中，有机溶剂在电解液中的质量百分数为65％至85％。
上述非水有机溶剂具有良好的热稳定性和电化学稳定性，为二次电池的电性能提供了稳定的电化学环境。
上述电解液具有较高的电导率，特别适于具有硅基负极极片的二次电池。在本发明的一些实施方式中，所述电解液在25℃下的电导率在6.5至11mS/cm的范围内，优选在8.0至11mS/cm的范围内。
上述电解液可以按照本领域常规的方法制备。可以是将有机溶剂和电解质锂盐及可选的添加剂混合均匀，得到电解液。其中各物料的添加顺序并没有特别的限制。例如，将电解质锂盐及可选的添加剂加入到有机溶剂中混合均匀，得到电解液。其中可以是先将电解质锂盐加入有机溶剂中，然后再将可选的添加剂分别或同时加入有机溶剂中。
正极极片可以选用本领域常用的各种常规正极极片，其构成和制备方法是本领域公知的。例如，正极极片可以包括正极集流体和设置于正极集流体上正极活性材料层，所述正极活性材料层可以包括正极活性材料、粘结剂和导电材料等。优选地，所述正极活性材料是由结构式LiaNi1-bMbO2所表示的高镍正极活性材料，其中a在0.05至1.2的范围内，优选为0.95或更大，更优选为1.0，b在0至0.5的范围内，并且M选自由铁、钴、锰、铜、锌、铝、硼、镓和镁组成的组的元素中的至少一种。优选地，0.2≤b≤0.5。
用于本发明的电池的隔膜可以选用本领域常用的各种隔膜。
这些电池的构造和制备方法本身是公知的。由于使用了上述的负极极片和电解液，所述电池可以具有改善的倍率性能和/或循环性能。在本发明的一个实施方式中，所述二次电池具有40％或更高的4C倍率和70％或更高的容量保持率。
实施例
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例进一步详细描述本发明。但是，应当理解的是，本发明的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限制本发明，且本发明的实施例并不局限于说明书中给出的实施例。实施例中未注明实验条件采用常规条件，或采用材料供应商或设备供应商推荐的条件。
1.负极活性材料的制备
将二氧化硅粉末进行粉碎处理。与此同时，在另一个容器中将表1所示聚合物(包括重均分子量为105g/mol的聚丙烯酰胺、重均分子量为105g/mol的聚丙烯腈、重均分子量为104g/mol的聚丙烯酸以及重均分子量为105g/mol的均苯四甲酸二酐-4,4’-二氨基二苯醚聚酰亚胺)以及交联剂(相对于所述聚合物质量百分比为0.05％的乙二醇)溶解到二甲基吡咯烷酮中，配制成聚合物浆料。接着，以表1所示的包覆量，将以上得到的聚合物浆料与经粉碎的二氧化硅粉末进行混合，并搅拌至均匀，从而得到负极活性材料浆料。将负极活性材料浆料在50℃至100℃下进行干燥，直到溶剂完全除去，将得到的产物过筛并升温交联得到所述负极活性材料。
2.二次电池的制备过程
(1)正极极片的制备
将正极活性材料LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按重量比为94:3:3溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌混合均匀后得到正极浆料；之后将正极浆料均匀涂覆于正极集流体铝(Al)箔上，之后经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
(2)负极极片的制备
将10wt％水性羧甲基纤维素粘结剂充分溶解到水中，加入10wt％炭黑导电剂与80wt％上述制备的负极活性材料制成分散均匀的浆料。将浆料均匀涂敷在铜箔表面，然后转移到真空干燥箱中完全干燥。将得到的极片进行辊压，然后将进行冲裁，得到负极极片。
(3)电解液的制备
在氩气气氛手套箱中(H2O<0.1ppm，O2<0.1ppm)，将有机溶剂氟代碳酸乙烯酯/碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯(FEC/EC/EMC)按1:2:7的重量比进行混合，接着将表1所示用量的充分干燥的第一锂盐和第二锂盐溶解于有机溶剂中，搅拌溶解后，接着根据需要加入表1所示的添加剂，得到相应电解液。
(4)隔离膜的制备
以聚乙烯(PE)多孔聚合薄膜作为隔离膜。
(5)二次电池的制备
将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正极极片和负极极片中间起到隔离作用，并卷绕得到电极组件。将电极组件置于外包装中，注入配好的基础电解液并封装。
2.性能测试
(1)电解液的电导率测试
量取一定量的以上配制形成的电解液，平均分成3份，然后采用北京格乐普电导率仪DDL-9601，在25℃下测定各个样品的电导率。将所得结果求平均，得到电解液的电导率。
(2)负极活性材料中聚合物包覆量的测试
测试仪器：高频红外碳硫分析仪，型号HCS-140，商购自：上海德凯仪器有限公司。
测试过程：称取适当量的负极活性材料，将其在富氧条件下在上述高频炉中进行加热燃烧，使得负极活性材料中包含的碳氧化成二氧化碳。将生成的气体经处理后引入相应的吸收池中，对相应的红外辐射进行吸收，并经由探测器转化成对应的数字信号。所得数字信号经由计算机采样，经线性校正，转换成与二氧化碳或二氧化硫浓度成正比的数值，进行累加，得到累加值。将所得累加值除以样品重量，乘以校正系数，扣除空白，即可得到样品中的碳或硫百分含量。
基于样品中的碳或硫百分含量以及所采用的聚合物的分子量，换算得到负极活性材料中聚合物网络包覆层的量。
(3)二次电池的循环性能测试：
将装配形成的锂离子电池在25℃下进行充放电。具体地，先以0.5C的电流充电至4.2V，然后再以0.5C的电流放电至2.0V，记录下第一次的放电容量。然后，使电池进行0.5C/0.5C充放电循环400次，记录第400次的电池放电容量，将第400次的放电容量除以第1次的放电容量，得到充放电循环400次后的电池容量保持率。
(4)二次电池的倍率测试：
对锂离子电池于25℃下进行大倍率放电。具体地，以1C的电流充电至4.2V，然后再以4C的电流放电至2.8V，记录下第一次的放电容量，将该放电容量除以锂离子电池在25℃下1C/1C充放电的第一次放电容量，得到电池的4C倍率性能。
Figure BDA0002175586270000151
Figure BDA0002175586270000161
由表1的电性能测试结果可以得知，与对比例1-5测试得到的25℃循环性能和4C倍率相比，实施例1-27的综合性能得到提升。以上结果表明了，将含有磺酰亚胺型锂盐的电解液与采用适当量的聚合物的网络包覆层包覆的硅基材料形成负极活性材料二者联用，可以获得具有兼顾的能量密度和循环性能的二次电池。
在对比例1中，硅基材料未进行包覆，二次电池虽然具有较高的能量密度，但循环性能极差。在对比例4中，采用经由聚合物的网络包覆层包覆的硅基材料作为负极活性材料，但是由于未使用磺酰亚胺锂盐作为锂盐，该二次电池的倍率性能显著下降。在对比例2和3中，包覆硅基材料的网络包覆层要么过大要么过小，导致二次电池的循环性能和4C倍率均不理想。
上述结果表明：将含有磺酰亚胺型锂盐的电解液与采用适当量的聚合物的网络包覆层包覆的硅基材料形成负极活性材料二者联用，可以获得具有兼顾的能量密度和循环性能的二次电池。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (11)

1.一种二次电池，包括：正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜以及电解液，所述负极片包括负极集流体以及设置于所述负极集流体至少一侧的负极活性材料层，所述电解液包括有机溶剂和锂盐，其特征在于，
所述负极活性材料包括核结构和包覆在所述核结构表面的至少一部分上的占所述负极活性材料总质量至少0.5质量％且至多10质量％的聚合物的网络包覆层，所述核结构包括SiOx(0<x<2)，所述网络包覆层衍生自具有氰基、酰胺基、酰亚胺基、磺酰基、羧基、砜基中的一种或多种官能团的聚合物；并且
所述锂盐包括下式I所表示的第一锂盐：
Figure FDA0002175586260000011
在式I中，R1、R2各自独立地单独表示氟原子、碳原子数为1-20的氟代烷基或碳原子数为1-20的氟代烷氧基，并且n为1、2或3的整数。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述聚合物选自聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述聚合物网络包覆层以相对于所述负极活性材料的总质量1质量％至5质量％的量存在。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一锂盐选自双氟磺酰亚胺锂、氟磺酰(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、甲基磺酰三氟甲基磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酰五氟乙基磺酰亚胺锂、双(五氟乙基磺酰)亚胺锂、LiN(SO2OCH2CF3)2、LiN(SO2OCH2CF2CF3)2、LiN(SO2OCH2CF2CF2H)2、LiN[(SO2OCH(CF3)2]、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2F、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2F、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3、CF3SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3中的一种或多种，优选地选自选自双氟磺酰亚胺锂、氟磺酰(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2F、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2F、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3、CF3SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3、FSO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2N-(Li+)SO2CF3中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一锂盐在所述电解液中的质量百分浓度在5％至25％的范围内，优选在10％至20％的范围内。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其特征在于，所述锂盐还包括第二锂盐，所述第二锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、六氟砷酸锂、双草酸硼酸锂和高氯酸锂中的一种或多种，优选地选自六氟磷酸锂和四氟硼酸锂中的一种或两种，更优选地选自六氟磷酸锂。
7.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述第二锂盐在所述电解液中的质量百分浓度在0.1％至10％的范围内，优选在3％至5％的范围内。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其特征在于，所述电解液还包括添加剂，所述添加剂选自硫酸亚乙酯(DTD)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、马来酸酐、二氧化硫(SO2)和三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，所述添加剂在所述电解液中的质量百分浓度在0％至5％的范围内，优选在0.1至3％的范围内，更优选在0.2％至2％的范围内。
10.根据权利要求1至4任一项所述的二次电池，其特征在于，所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯；以及碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丙烯酸甲酯、乙烯亚硫酸酯、丙烯亚硫酸酯、亚硫酸二甲酯、二乙基亚硫酸酯、1,3-丙磺酸内酯、硫酸乙烯酯、酸酐、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、环丁砜、二甲亚砜、甲硫醚、γ-丁内酯、四氢呋喃、含氟环状有机酯、含硫环状有机酯和含不饱和键环状有机酯中的一种或多种，优选地，所述有机溶剂在所述电解液中的质量百分数为65％～85％。
11.根据权利要求1至4中任意一项所述的二次电池，其特征在于，所述电池具有40％或更高的4C倍率，并且具有70％或更高的容量保持率。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023119948A1 (ja) * 2021-12-24 2023-06-29 株式会社村田製作所 二次電池
WO2023119945A1 (ja) * 2021-12-24 2023-06-29 株式会社村田製作所 二次電池用電解液および二次電池
WO2023120687A1 (ja) * 2021-12-24 2023-06-29 株式会社村田製作所 二次電池
WO2023162430A1 (ja) * 2022-02-25 2023-08-31 株式会社村田製作所 二次電池用電解液および二次電池
WO2023162429A1 (ja) * 2022-02-25 2023-08-31 株式会社村田製作所 二次電池用電解液および二次電池
WO2023162431A1 (ja) * 2022-02-25 2023-08-31 株式会社村田製作所 二次電池用電解液および二次電池
WO2023162432A1 (ja) * 2022-02-25 2023-08-31 株式会社村田製作所 二次電池
CN116830314A (zh) * 2022-04-01 2023-09-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池、电池模块、电池包和用电装置
WO2024087081A1 (zh) * 2022-10-27 2024-05-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 复合负极活性材料及其制备方法、负极极片、二次电池及用电装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105633368A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 一种锂离子电池负极材料及其制备方法
CN105702941A (zh) * 2014-12-16 2016-06-22 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于锂基电池的负极
CN108054368A (zh) * 2017-12-12 2018-05-18 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 一种硅基负极材料、其制备方法及在锂离子电池的用途
CN108110240A (zh) * 2017-12-15 2018-06-01 山东大学 一种纳米多孔硅基复合物电极材料及其制备方法
CN109103441A (zh) * 2018-09-10 2018-12-28 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 含硅基材料的改性复合材料、其制备方法及在锂离子电池的用途
CN109923699A (zh) * 2016-11-07 2019-06-21 日产自动车株式会社 锂离子电池用负极和锂离子电池

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6204647B2 (ja) * 2011-09-26 2017-09-27 株式会社日本触媒 ラミネート型アルカリ金属電池
CN103456928B (zh) * 2013-09-02 2016-10-26 东莞新能源科技有限公司 锂离子电池用复合阳极材料及其制备方法
KR101991161B1 (ko) * 2014-02-06 2019-06-19 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 비수전해질 이차 전지
JP2015170542A (ja) * 2014-03-10 2015-09-28 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
CN110036521B (zh) * 2016-12-02 2022-11-15 日本电气株式会社 锂离子二次电池
KR102473534B1 (ko) * 2017-09-26 2022-12-05 삼성전자주식회사 음극 활물질 및 이를 채용한 리튬 이차 전지, 및 상기 음극 활물질의 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105702941A (zh) * 2014-12-16 2016-06-22 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于锂基电池的负极
CN105633368A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 一种锂离子电池负极材料及其制备方法
CN109923699A (zh) * 2016-11-07 2019-06-21 日产自动车株式会社 锂离子电池用负极和锂离子电池
CN108054368A (zh) * 2017-12-12 2018-05-18 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 一种硅基负极材料、其制备方法及在锂离子电池的用途
CN108110240A (zh) * 2017-12-15 2018-06-01 山东大学 一种纳米多孔硅基复合物电极材料及其制备方法
CN109103441A (zh) * 2018-09-10 2018-12-28 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 含硅基材料的改性复合材料、其制备方法及在锂离子电池的用途

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023119948A1 (ja) * 2021-12-24 2023-06-29 株式会社村田製作所 二次電池
WO2023119945A1 (ja) * 2021-12-24 2023-06-29 株式会社村田製作所 二次電池用電解液および二次電池
WO2023120687A1 (ja) * 2021-12-24 2023-06-29 株式会社村田製作所 二次電池
WO2023162430A1 (ja) * 2022-02-25 2023-08-31 株式会社村田製作所 二次電池用電解液および二次電池
WO2023162429A1 (ja) * 2022-02-25 2023-08-31 株式会社村田製作所 二次電池用電解液および二次電池
WO2023162431A1 (ja) * 2022-02-25 2023-08-31 株式会社村田製作所 二次電池用電解液および二次電池
WO2023162432A1 (ja) * 2022-02-25 2023-08-31 株式会社村田製作所 二次電池
CN116830314A (zh) * 2022-04-01 2023-09-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池、电池模块、电池包和用电装置
WO2024087081A1 (zh) * 2022-10-27 2024-05-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 复合负极活性材料及其制备方法、负极极片、二次电池及用电装置

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