CN115882038A - 双离子电池和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种双离子电池和电子设备，双离子电池包括彼此连接的电池本体和存储部，所述电池本体包括正极、负极、介于所述正极和所述负极之间的隔膜及具有电解质盐的第一电解液；存储部能够存储并在所述双离子电池充电过程中向所述电池本体内释放所述电解质盐。本申请的双离子电池通过在电池本体外部设置存储部，利用存储部向电池本体中补充电解质盐，使得双离子电池在使用薄隔膜并搭配浓度不太高的电解液时，电池本体中的电解质盐浓度不会有太大的变化，可以避免充放电过程中电解液中的电解质盐浓度波动，从而提升双离子电池循环寿命，最终保证正极容量正常发挥。解决了双离子电池在薄隔膜体系情况下保证电解液的保有量的问题。

Description

双离子电池和电子设备

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，具体涉及一种双离子电池和电子设备。

背景技术

双离子电池是一种新型电池。在双离子电池中，电解液中的正离子移动并嵌入到负电极中，同时，电解液中的负离子移动并嵌入到正电极中。

由于在双离子电池中电解液是一种活性物质，电化学反应需要的阴阳离子都储存在电解液中，因此其电解质盐的含量需要达到设计要求，通常需要采用高浓度电解液或者提高电解液注入量。通常情况下，如果采用高浓度电解液，会导致电解液粘度升高而使得电极浸润性差同时会降低离子传导速率，对电池性能不利；如果提高电解液注入量，需要采用非常厚的高孔隙率隔膜来存储更多的电解液，这就会增大电池的体积进而增大了离子传输距离，也对电池性能也不利。

因此，怎样实现双离子电池在薄隔膜体系情况下能够保证电解液的保有量，成了亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是为了解决双离子电池在薄隔膜体系情况下电解液保有量不足的问题。有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种双离子电池和电子设备，该双离子电池能够在薄隔膜体系情况下保证电解液的保有量。

为了解决上述问题，第一方面，本申请提供一种双离子电池。本申请提供一种双离子电池，包括电池本体及连接电池本体的存储部，电池本体包括正极、负极、介于正极和负极之间的隔膜及具有电解质盐的第一电解液；存储部能够存储电解质盐并在双离子电池充电过程中向电池本体内释放电解质盐。

又一种可能的实施例中，存储部存储有包括电解质盐的第二电解液，电解质盐在第二电解液中的浓度不小于在第一电解液中的浓度。

又一种可能的实施例中，双离子电池包括安装在电池本体和存储部间的驱动装置以驱动第二电解液从存储部向电池本体中流动，双离子电池包括连接电池本体和存储部的管道，驱动装置的进口和出口通过管道连通电池本体和存储部。

又一种可能的实施例中，管道包括连接电池本体和存储部的第一管道和第二管道其中之一作为从存储部到电池本体的输入管道，其中之另一作为从电池本体到存储部的输出管道，电池本体、第一管道、存储部及第二管道构成循环流路。

又一种可能的实施例中，驱动装置包括通过第一管道连通电池本体和存储部的第一驱动，和/或，驱动装置包括通过第二管道连通电池本体和存储部的第二驱动。

又一种可能的实施例中，双离子电池包括设置在第一管道上的第一控制阀和/或设置在第二管道上的第二控制阀。

又一种可能的实施例中，电池本体上安装有连通大气的放空阀门。

又一种可能的实施例中，电池本体上安装有充气阀门，充气阀门通往惰性气体源。

又一种可能的实施例中，第二电解液的体积不小于第一电解液的体积。

又一种可能的实施例中，在电池本体中，的电解质盐的初始浓度设置为C，1mol/L≤C≤5mol/L。

又一种可能的实施例中，注液系数η≥10g/Ah。

又一种可能的实施例中，η≥30g/Ah。

又一种可能的实施例中，双离子电池设置为在充满电状态下第一电解液中的电解质盐浓度为C1，在完全放电状态下第一电解液中的电解质盐浓度为C2，0.5mol/L≤C2-C1≤4mol/L。

又一种可能的实施例中，1mol/L≤C2-C1≤2mol/L。

又一种可能的实施例中，电池本体包括包装正极、负极、隔膜及第一电解液的主壳体，主壳体包括圆柱形壳体、方形壳体、棱柱形中的任意一种。

又一种可能的实施例中，主壳体包括铝壳、钢壳、铝塑膜中的任意一种。

本申请第二方面提供一种电子设备，电子设备包括以上所述的双离子电池。

通过以上设置，本申请通过在电池本体外设置存储部为电池本体提供充足的电解质盐，使得双离子电池在使用薄的隔膜的同时搭配浓度不太高的第一电解液时，电解质盐不会发生过度消耗影响电解液离子传输，最终保证正极容量正常发挥。

在电池本体的外设置额外的存储部，提供充足的电解质盐，使得双离子电池可以使用薄隔膜，从而降低离子传输距离，从而提升双离子电池的倍率性能。给电池设置额外的电解液存储部件，提供充足的电解液，使得容纳在电池本体内的第一电解液在充放电过程中电解质盐的浓度变化范围更小，避免充放电过程中电解质盐浓度波动导致第一电解液分解，电位发生变化，从而提升电池及循环寿命。通过设置存储部，利用存储部为电池本体提供额外的电解质盐，从而可以降低隔膜厚度，进而降低成本。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种双离子电池的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的又一种双离子电池的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的又一种双离子电池的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的又一种双离子电池的结构示意图。

图5为本申请实施例提供的又一种双离子电池的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了更方便的了解本申请，下面根据具体实施例并结合附图描述本申请。

第一方面，参见图1-图2所示，本申请提供一种双离子电池，双离子电池包括电池本体1及连接电池本体1的存储部2，电池本体1包括正极、负极、介于正极和负极之间的隔膜及具有电解质盐的第一电解液；存储部2能够存储电解质盐并在双离子电池充电过程中向电池本体1内释放电解质盐。由于在双离子电池中，电解液中的正离子移动并嵌入到负电极中，同时，电解液中的负离子移动并嵌入到正电极中。电化学反应需要的阴阳离子都储存在电解液中，当双离子电池中参与反应的电解质盐需要提升时，需要提高电解液的浓度或者提高电解液注入量。这就会或者因为电解液的浓度而导致电解液粘度升高而使得电极浸润性差同时会降低离子传导速率，或者因为增大电池的体积进而增大了离子传输距离，进而降低离子传导速率。因此，本申请通过在电池本体1外设置存储部2，其中，电池本体1用于实现双离子电池的功能，存储部2用于为电池本体1补充电解质盐，当双离子电池反复充放电，使得第一电解液中的电解质盐变少时，通过存储部2向第一电解液中提供电解质盐，从而可以将第一电解液中的电解质盐含量稳定在设定的范围内。其中，电解质盐可以采用电解液的方式向电池本体1中添加，也可以采用电解质盐的方式向电池本体1中添加。电池本体1和存储部2可以设置为一体式，也可以设置为可拆卸连接式。也就是说，电池本体1和存储部2可以同时安装在双离子电池的外壳中，也可以电池本体1安装在双离子电池的外壳中，存储部2可拆卸连接在双离子电池的外壳外部。通过以上设置从而使得双离子电池可以在使用薄的隔膜的同时搭配浓度不太高的第一电解液，电池本体内的电解质盐不会发生过度消耗影响电解液离子传输，最终保证正极容量正常发挥。这样，通过采用薄的隔膜，从而降低了离子传输距离，进而提升了双离子电池的倍率性能。通过采用薄的隔膜还可以降低成本。通过存储部给电池本体提供充足的电解质盐，使得双离子电池在充放电过程中电池本体内的电解质盐的浓度变化范围更小，可避免充放电过程中电解质盐浓度波动导致电池本体内的第一电解液分解，电位发生变化，从而提升双离子电池的寿命。

又一种实施例中，电池本体1和存储部2为一体结构，存储部2内储存有电解质盐，通过电解质盐向第一电解液中扩散的方式达到提高第一电解液中电解质盐浓度的目的。

又一种实施例中，存储部2存储有包括电解质盐的第二电解液，电解质盐在第二电解液中的浓度不小于在第一电解液中的浓度。通过这样设置，可以在第一电解液中的电解质盐浓度降低时通过向第一电解液中补充第二电解液来提高第一电解液中电解质盐的浓度。在这种方式中，为了防止电池本体1中的第一电解液的体积过多，通常需要在电池本体1上设置有可以将第一电解液排出的出口，这样，一进一出，电池本体1通过流入高浓度电解质盐的第二电解液排出低浓度电解质盐的第一电解液，使得电池本体1内的电解质盐浓度保持在较低的变动幅度。从而可以防止双离子电池在充放电过程中由于电解质盐浓度波动导致电池本体内的第一电解液分解，电位发生变化，因而提升双离子电池的寿命。

又一种实施例中，参考图2-图5所示，双离子电池包括安装在电池本体1和存储部2间的驱动装置，驱动装置能够驱动第二电解液从存储部2向电池本体1中流动。通过设置驱动装置可以强制第一电解液和/或第二电解液运行。有利于向电池本体1中添加电解质盐，使得电池本体1中电解质盐的含量处于设定的范围内。其中，驱动装置的启动和停止可根据需要设置为自动或手动操作。在该实施例中，双离子电池包括连接电池本体1和存储部2的管道3，驱动装置的进口和出口通过管道3连通电池本体1和存储部2。这种结构主要适用于存储部2存储的物质为流体，该流体通过管道3向电池本体1中添加。

又一种实施例中，参考图2所示，管道3包括连接电池本体1和存储部2的第一管道31和第二管道32，电池本体1、第一管道31、存储部2及第二管道32构成循环流路，第一管道31和第二管道32中其一者作为从存储部2向电池本体1输入第二电解液的输入管道，其另一者作为从电池本体1向存储部2输出第一电解液的输出管道。

又一种实施例中，参考图2-图5所示，驱动装置包括安装在第一管道31上的第一驱动41，和/或，安装在第二管道32上的第二驱动42。其中，驱动装置可以安装在管道3上任意位置，可以安装在管道3和电池本体1的连接处，也可以安装在管道3和存储部2的连接处，也可以安装在管道3的中间部位任意位置，只要能够驱动存储部2中的第二电解液向电池本体1中流动，和/或，驱动第一电解液从电池本体1向存储部2流动均可。

又一种实施例中，双离子电池包括控制驱动装置开启/停止的控制单元及检测电池本体1中第二电解液浓度的检测器，控制单元根据检测器检测到的检测数据控制驱动装置开启或停止。

又一种实施例中，参考图4-图5所示，双离子电池包括设置在第一管道31上的第一控制阀51和/或设置在第二管道32上的以控制循环流路开启与关闭。其中，第一控制阀5 1及第二控制阀52可以设置为手动也可以设置为自动。

又一种实施例中，参考图4-图5所示，电池本体1上安装有连通大气的放空阀门6。通过放空阀门6可以排出双离子电池中产生的气体，可以防止双离子电池因为内部气体压力太高而爆炸。

又一种实施例中，参考图5所示，电池本体1上安装有充气阀门7，充气阀门7通往惰性气体源。通过设置充气阀门7，并将充气阀门7外接惰性气体，可以通过对双离子电池中充入惰性气体排空双离子电池中的电解液(第一电解液，或者，第一电解液和第二电解液)，用于后续回收电解液。

又一种实施例中，第二电解液的体积不小于第一电解液的体积以保证电池本体1中的第一电解液的质量能够维持在设定范围。

又一种实施例中，注液系数η≥10g/Ah。其中，当存储部2中存储的是纯电解质盐时，η为双离子电池位于电池本体1中的第一电解液的质量/双离子电池容量；当存储部2中存储的是具有电解质盐的第二电解液时，η为双离子电池位于第一电解液和第二电解液的总质量/双离子电池容量。

又一种实施例中，η≥30g/Ah。当注液系数η位于上述范围内时，本申请的双离子电池可以保证电池本体1中的正极和负极均能得到浸润，充足的电解液有助于维持双离子电池的稳定并维持通路状态。本申请由于存储部2的存在，可以持续向电池本体1中补充电解质盐，即使电池本体1中的第一电解液过多也不会造成电池能量密度下降，因此，电池本体1中可以采用较大的注液系数η。

又一种实施例中，在电池本体1中，电解质盐的初始浓度设置为C，1mol/L≤C≤5mol/L。由此可见，本申请的双离子电池中的第一电解液电解质盐的浓度可以高于电池。

又一种实施例中，双离子电池设置为在充满电状态下第一电解液中的电解质盐浓度为C1，在完全放电状态下第一电解液中的电解质盐浓度为C2，0.5mol/L≤C2-C1≤4mol/L。

又一种实施例中，1mol/L≤C2-C1≤2mol/L。

又一种实施例中，电池本体1包括包装正极、负极、隔膜及第一电解液的主壳体11，主壳体11包括圆柱形壳体、方形壳体、棱柱形壳体中的任意一种。

又一种实施例中，主壳体11包括铝壳、钢壳、铝塑膜中的任意一种。

为了进一步说明本申请，下面对本申请的一些具体实施例的双离子电池的制备进行详细描述：在双离子电池中，正极包括正极极片及连接正极极片的正极极耳；负极包括负极极片及连接负极极片的负极极耳。在一下实施例中，存储部2和电池本体1采用各自独立的模式，电池本体1具有主壳体11，主壳体11中存储的电解液为第二电解液，存储部2具有存储壳体21，存储壳体21中容纳的电解液为第二电解液。以下实施例中，第一电解液和第二电解液彩用浓度相同的电解液。

双离子电池的制备实施例1：制备锂基双离子电池。

S1：制备双离子电池正极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂聚丙烯酸(PAA)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到正极极片。

S2：制备双离子电池负极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂丁苯橡胶(SBR)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铜箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到负极极片。

S3：组装双离子电池。将正极极片、负极极片、带有氧化铝涂层的湿法聚乙烯(PE)塑料隔膜(基材厚度9μm，氧化铝陶瓷涂层2μm)经过叠片得到电芯，将电芯置于特定的带有外接管道接口的主壳体11中并焊接好正负极耳形成电池本体1；其中，主壳体11为方形铝壳；然后将存储部2通过外接的管道3连接在方形铝壳上；通过注液孔向主壳体11和存储部2注入同样的电解液；陈化48h；化成；封口，即可得到双离子电池。

注：

电解液配方：溶剂DMC，3mol/L LiPF6，添加剂1wt％LiDFOB，

DMC为碳酸二甲酯，LiPF6为六氟磷酸锂，LiDFOB为二氟草酸硼酸锂。

注液系数：50g/Ah。

双离子电池的制备实施例2：制备锂基双离子电池。

S1：制备双离子电池正极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂聚丙烯酸(PAA)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到正极极片。

S2：制备双离子电池负极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂丁苯橡胶(SBR)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铜箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到负极极片。

S3：组装双离子电池。将正极极片、负极极片、带有氧化铝涂层的湿法聚乙烯(PE)塑料隔膜(基材厚度9μm，氧化铝陶瓷涂层2μm)经过叠片得到电芯，将电芯置于特定的带有外接管道接口的主壳体11中并焊接好正负极耳形成电池本体1，其中，主壳体11为方形铝壳；然后将存储部2通过外接管道3连接在方形铝壳上，外接管道3中安装作为驱动装置的泵；通过注液孔型电池本体1和存储部2注入同样的电解液；陈化48h；化成；封口，即可得到双离子电池。

注：

电解液配方：溶剂DMC，3mol/L LiPF6，添加剂1wt％LiDFOB，

DMC为碳酸二甲酯，LiPF6为六氟磷酸锂，LiDFOB为二氟草酸硼酸锂。

注液系数：50g/Ah。

双离子电池的制备实施例3：制备锂基双离子电池。

S1：制备双离子电池正极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂聚丙烯酸(PAA)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到正极极片。

S2：制备双离子电池正极极片负极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂丁苯橡胶(SBR)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铜箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到负极极片。

S3：组装双离子电池。将正极极片、负极极片、带有氧化铝涂层的湿法聚乙烯(PE)塑料隔膜(基材厚度9μm，氧化铝陶瓷涂层2μm)经过叠片得到电芯，将电芯置于特定的带有外接管道接口的主壳体11中并焊接好正负极耳形成电池本体1，其中，主壳体11为方形铝壳；然后将存储部2通过外接管道3连接在为方形铝壳的主壳体11上，外接管道3中安装位驱动装置的泵，同时安装控制阀；通过注液孔注入向电池本体1和存储部2中注入同样的电解液；陈化48h；化成；封口，即可得到双离子电池。

注：

电解液配方：溶剂DMC，3mol/L LiPF6，添加剂1wt％LiDFOB，

DMC为碳酸二甲酯，LiPF6为六氟磷酸锂，LiDFOB为二氟草酸硼酸锂。

注液系数：50g/Ah。

双离子电池的制备实施例4：制备锂基双离子电池。

S1：制备双离子电池正极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂聚丙烯酸(PAA)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到正极极片。

S2：制备双离子电池负极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂丁苯橡胶(SBR)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铜箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到负极极片。

S3：组装双离子电池。将正极极片、负极极片、带有氧化铝涂层的湿法聚乙烯(PE)塑料隔膜(基材厚度9μm，氧化铝陶瓷涂层2μm)经过叠片得到电芯，将电芯置于特定的带有外接管道接口以及放空阀门6的为方形铝壳的主壳体11中并焊接好正负极耳形成电池本体1；然后将存储部2通过外接管道3连接在方形铝壳上，外接管道3中安装作为驱动装置泵，同时安装控制阀；通过注液孔注入电解液，电池本体1中的第一电解液和存储部2中的第二电解液采用相同的电解液；陈化48h；化成；封口，即可得到双离子电池。

注：

电解液配方：溶剂DMC，3mol/L LiPF6，添加剂1wt％LiDFOB，

DMC为碳酸二甲酯，LiPF6为六氟磷酸锂，LiDFOB为二氟草酸硼酸锂。

注液系数：50g/Ah。

双离子电池的制备实施例5：制备锂基双离子电池。

S1：制备双离子电池正极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂聚丙烯酸(PAA)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到正极极片。

S2：制备双离子电池负极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂丁苯橡胶(SBR)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铜箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到负极极片。

S3：组装双离子电池。将正极极片、负极极片、带有氧化铝涂层的湿法聚乙烯(PE)塑料隔膜(基材厚度9μm，氧化铝陶瓷涂层2μm)经过叠片得到电芯，将电芯置于特定的带有外接管道接口以及放空阀门6以及充气阀门7的位方形铝壳的主壳体11中并焊接好正负极耳；然后将存储部2通过外接管道3连接在方形铝壳上，外接管道3中安装作为驱动装置的泵，同时在管道3上安装控制阀；通过注液孔向电池本体1和存储部2注入同样的电解液；陈化48h；化成；封口，即可得到双离子电池。

注：

电解液配方：溶剂DMC，3mol/L LiPF6，添加剂1wt％LiDFOB，

DMC为碳酸二甲酯，LiPF6为六氟磷酸锂，LiDFOB为二氟草酸硼酸锂。

注液系数：50g/Ah。

双离子电池的制备实施例6：制备锂基双离子电池。

S1：制备双离子电池正极极片。分别称取活性材料石墨940克、炭黑导电剂20克、碳纳米管导电剂10克、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)30克(以固形物重量计)，分散于1200克的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到正极极片。

S2：制备双离子电池负极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂丁苯橡胶(SBR)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铜箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到负极极片。

S3：组装双离子电池。将正极极片、负极极片、带有氧化铝涂层的湿法聚乙烯(PE)塑料隔膜(基材厚度9μm，氧化铝陶瓷涂层2μm)经过叠片得到电芯，将电芯置于特定的带有外接管道接口以及放空阀门6以及充气阀的方形铝壳中并焊接好正负极耳；然后将存储部2通过外接管道3连接在方形铝壳上，外接管道3中安装泵，同时安装控制阀；通过注液孔注入电解液，其中，电池本体1中的第一电解液和存储部2中的第二电解液采用相同的电解液；陈化48h；化成；封口，即可得到双离子电池。

注：

电解液配方：溶剂DMC，3mol/L LiPF6，添加剂1wt％LiDFOB，

DMC为碳酸二甲酯，LiPF6为六氟磷酸锂，LiDFOB为二氟草酸硼酸锂。

注液系数：50g/Ah。

双离子电池的制备实施例7：制备钠基双离子电池。

S1：制备双离子电池正极极片。分别称取活性材料石墨940克、炭黑导电剂20克、碳纳米管导电剂10克、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)30克(以固形物重量计)，分散于1200克的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到正极极片。

S2：制备双离子电池负极极片。分别称取活性材料硬炭930克、炭黑导电剂20克、碳纳米管导电剂10克、粘结剂丁苯橡胶(SBR)20克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到负极极片。

S3：组装双离子电池。将正极极片、负极极片、带有干法PP隔膜(厚度12μm，无陶瓷涂层)经过叠片得到电芯，将电芯置于特定的带有外接管道接口以及放空阀门6以及充气阀的为方形铝壳的主壳体11中并焊接好正负极耳；然后将存储部2通过外接管道3连接在方形铝壳上，外接管道3中安装泵，同时安装控制阀；通过注液孔注入电解液，电池本体1中的第一电解液和存储部2中的第二电解液采用相同的电解液；陈化48h；化成；封口，即可得到双离子电池。

注：

电解液配方：溶剂DMC，3mol/L NaPF6，添加剂1wt％NaDFOB，

DMC为碳酸二甲酯，LiPF6为六氟磷酸钠，LiDFOB为二氟草酸硼酸钠。

注液系数：50g/Ah。

双离子电池的制备对比例1：制备锂基双离子电池。

S1：制备双离子电池正极极片。分别称取活性材料石墨940克、炭黑导电剂20克、碳纳米管导电剂10克、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)30克(以固形物重量计)，分散于1200克的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到正极极片。

S2：制备双离子电池正极极片负极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂丁苯橡胶(SBR)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铜箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到负极极片。

S3：组装双离子电池。将正极极片、负极极片、带有氧化铝涂层的湿法聚乙烯(PE)塑料隔膜(基材厚度9μm，氧化铝陶瓷涂层2μm)经过叠片得到电芯，将电芯置于为方形铝壳的主壳体11中，焊接极耳，通过注液孔向电池本体1中注入电解液；陈化48h；化成；封口，即可得到双离子电池。

注：

电解液配方：溶剂DMC，3mol/L LiPF6，添加剂1wt％LiDFOB，

DMC为碳酸二甲酯，LiPF6为六氟磷酸锂，LiDFOB为二氟草酸硼酸锂。

注液系数：9g/Ah

双离子电池的制备对比例2：制备钠基双离子电池。

S1：制备双离子电池正极极片。分别称取活性材料石墨940克、炭黑导电剂20克、碳纳米管导电剂10克、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)30克(以固形物重量计)，分散于1200克的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到正极极片。

S2：制备双离子电池负极极片。分别称取活性材料硬炭930克、炭黑导电剂20克、碳纳米管导电剂10克、粘结剂丁苯橡胶(SBR)20克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到负极极片。

S3：组装双离子电池。将正极极片、负极极片、带有干法PP隔膜(厚度12μm，无陶瓷涂层)经过叠片得到电芯，将电芯置于为方形铝壳的主壳体11中，焊接极耳，通过注液孔向电池本体1中注入电解液；陈化48h；化成；封口，即可得到双离子电池。

注：

电解液配方：溶剂DMC，3mol/L NaPF6，添加剂1wt％NaDFOB，

DMC为碳酸二甲酯，LiPF6为六氟磷酸钠，LiDFOB为二氟草酸硼酸钠。

注液系数：9g/Ah

双离子电池的制备对比例3：制备锂基双离子电池。

S1：制备双离子电池正极极片。分别称取活性材料石墨940克、炭黑导电剂20克、碳纳米管导电剂10克、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)30克(以固形物重量计)，分散于1200克的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铝箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到正极极片。

S2：制备双离子电池负极极片。分别称取活性材料石墨970克、炭黑导电剂10克、粘结剂丁苯橡胶(SBR)10克(以固形物重量计)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)10克(以固形物重量计)，分散于1100克的去离子水中，充分搅拌形成均匀的浆料，将浆料涂覆在铜箔集流体上，然后经烘干，辊压，裁切，得到负极极片。

S3：组装双离子电池。将正极极片、负极极片、带有氧化铝涂层的湿法聚乙烯(PE)塑料隔膜(基材厚度80μm，氧化铝陶瓷涂层2μm)经过叠片得到电芯，将电芯置于为方形铝壳的主壳体11中，焊接极耳形成电池本体1，通过注液孔向电池本体1注入电解液；陈化48h；化成；封口，即可得到双离子电池。

注：

电解液配方：溶剂DMC，3mol/L LiPF6，添加剂1wt％LiDFOB，

DMC为碳酸二甲酯，LiPF6为六氟磷酸锂，LiDFOB为二氟草酸硼酸锂。

注液系数：50g/Ah。

测试结果：

1、正极容量发挥测试：

将双离子电池置于25℃下，以0.2C恒电流充电至上限电压(5.2V)，然后以5.2V恒压充电至电流为0.05C，静置5分钟；接着以0.2C恒电流放电至电压为3.0V，记录放电容量Q，双离子电池中正极活性物质的质量为m，则正极容量发挥为Q/m。

2、循环寿命测试：

将双离子电池置于25℃下，以0.2C恒电流充电至上限电压(5.2V)，然后以5.2V恒压充电至电流为0.05C，静置5分钟；接着以0.2C恒电流放电至电压为3.0V，静置5分钟，此为一个充放电循环。如此充电/放电，直至某一次循环时放电容量与首次放电容量的比值≤80％时，经历的循环次数即为循环寿命。

3、倍率放电测试：

将双离子电池置于25℃下，以0.2C恒电流充电至上限电压(5.2V)，然后以5.2V恒压充电至电流为0.05C，静置5分钟；接着以0.2C恒电流放电至电压为3.0V，记录放电容量Q1。然后再以0.2C恒电流充电至上限电压(5.2V)，然后以5.2V恒压充电至电流为0.05C，静置5分钟；接着以3C恒电流放电至电压为3.0V，记录放电容量Q2。倍率放电容量保持率为Q2/Q1×100％。

本申请第二方面提供一种电子设备，电子设备包括以上所述的双离子电池。

该电子设备所具有的技术优势同上述双离子电池所具有的技术优势，在此不再赘述。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系，但也可能表示的是一种“和/或”的关系，具体可参考前后文进行理解。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种双离子电池，其特征在于，包括：

电池本体(1)，所述电池本体(1)包括正极、负极、介于所述正极和所述负极之间的隔膜及具有电解质盐的第一电解液；

存储部(2)，连接所述电池本体(1)，所述存储部(2)能够存储所述电解质盐并在所述双离子电池充电过程中向所述电池本体(1)内释放所述电解质盐。

2.根据权利要求1所述的双离子电池，其特征在于，所述存储部(2)存储有包括所述电解质盐的第二电解液，所述电解质盐在所述第二电解液中的浓度不小于在所述第一电解液中的浓度。

3.根据权利要求2所述的双离子电池，其特征在于，所述双离子电池包括安装在所述电池本体(1)和所述存储部(2)间的驱动装置以驱动所述第二电解液从存储部(2)向所述电池本体(1)中流动，所述双离子电池包括连接所述电池本体(1)和所述存储部(2)的管道(3)，所述驱动装置的进口和出口通过所述管道(3)连通所述电池本体(1)和所述存储部(2)。

4.根据权利要求3所述的双离子电池，其特征在于，所述管道(3)包括连接所述电池本体(1)和所述存储部(2)的第一管道(31)及第二管道(32)，所述电池本体(1)、所述第一管道(31)、所述存储部(2)及所述第二管道(32)构成循环流路，所述第一管道(31)和所述第二管道(32)其中之一作为从所述存储部(2)到所述电池本体(1)的输入管道，其中之另一作为从所述电池本体(1)到所述存储部(2)的输出管道。

5.根据权利要求4所述的双离子电池，其特征在于，所述驱动装置包括通安装在所述第一管道(31)上的第一驱动(41)，和/或，安装在所述第二管道(32)上的第二驱动(42)。

6.根据权利要求5所述的双离子电池，其特征在于，所述双离子电池包括设置在所述第一管道(31)上的第一控制阀(51)和/或设置在所述第二管道(32)上的第二控制阀(52)。

7.根据权利要求1所述的一种双离子电池，其特征在于，所述电池本体(1)上安装有连通大气的放空阀门(6)。

8.根据权利要求1所述的一种双离子电池，其特征在于，所述电池本体(1)上安装有充气阀门(7)，所述充气阀门(7)通往惰性气体源。

9.根据权利要求3所述的一种双离子电池，其特征在于，所述第二电解液的体积不小于所述第一电解液的体积。

10.根据权利要求1所述的双离子电池，其特征在于，在所述电池本体(1)中，所述的电解质盐的初始浓度设置为C，1mol/L≤C≤5mol/L。

11.根据权利要求1所述的双离子电池，其特征在于，注液系数η≥10g/Ah。

12.根据权利要求11所述的双离子电池，其特征在于，η≥30g/Ah。

13.根据权利要求7所述的双离子电池，其特征在于，所述双离子电池设置为在充满电状态下所述第一电解液中的所述电解质盐浓度为C1，在完全放电状态下所述第一电解液中的所述电解质盐浓度为C2，0.5mol/L≤C2-C1≤4mol/L。

14.根据权利要求13所述的双离子电池，其特征在于,1mol/L≤C2-C1≤2mol/L。

15.根据权利要求7所述的双离子电池，其特征在于，所述电池本体(1)包括包装所述正极、所述负极、所述隔膜及所述第一电解液的主壳体(11)，所述主壳体(11)设置为圆柱形壳体、方形壳体、棱柱形壳体中的任意一种。

16.根据权利要求15所述的双离子电池，其特征在于，所述主壳体(11)包括铝壳、钢壳、铝塑膜中的任意一种。

17.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至16中任意一项所述的双离子电池。

Images