CN116053407A - 二次电池及电子装置 - Google Patents

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CN116053407A CN202310332181.7A CN202310332181A CN116053407A CN 116053407 A CN116053407 A CN 116053407A CN 202310332181 A CN202310332181 A CN 202310332181A CN 116053407 A CN116053407 A CN 116053407A
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Abstract

本申请提供了一种二次电池及电子装置，二次电池包括正极极片，正极极片的电阻为RΩ，R为0.5~2，正极极片包括正极集流体和正极活性材料层，正极活性材料层设置在正极集流体的至少一侧；正极活性材料层包括含正极活性材料颗粒以及螯合颗粒，螯合颗粒包括含有氰基基团的有机化合物；在正极活性材料层的至少一个5μm*5μm范围内，螯合颗粒的数量与正极活性材料颗粒的数量的之间比值范围为0.01~0.5。本申请提供的二次电池可兼顾热安全性能和倍率性能。

Description

二次电池及电子装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种二次电池及电子装置。
背景技术
电池已成为可移动设备中不可或缺的一部分，例如，在移动手机、笔记本电脑、平板电脑、电动车等可移动设备中，电池通常可作为电源使用。作为电源的电池，兼顾热安全性能和倍率性能可有助于提高用户对上述设备的使用体验感，因此，亟需解决电池兼顾热安全性能和倍率性能的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种二次电池及电子装置，能够兼顾热安全性能和倍率性能。
第一方面，本申请提供了一种二次电池，包括正极极片，正极极片的电阻为R Ω，R为0.5~2，正极极片包括正极集流体和正极活性材料层，正极活性材料层设置在正极集流体的至少一侧；正极活性材料层包括含正极活性材料颗粒以及螯合颗粒，螯合颗粒包括含有氰基基团的有机化合物；在正极活性材料层的至少一个5μm*5μm范围内，螯合颗粒的数量与正极活性材料颗粒的数量的之间比值范围为0.01~0.5。
在本申请提供的二次电池中，正极极片的电阻为R Ω，R为0.5~2，而且正极活性材料层中的螯合颗粒包括含有氰基基团的有机化合物，该含有氰基基团的有机化合物能够与正极活性材料颗粒中裸露的活性位点结合，这样可提高正极活性材料颗粒的结构稳定性来有助于提升二次电池的倍率性能，同时还可减少这些裸露的活性位点与电解液接触的机率，进而减少电解液氧化分解所产生的热量，以降低二次电池热失控的发生，从而提高二次电池的热安全性能。而且在正极活性材料层的至少一个5μm*5μm范围内，螯合颗粒的数量与正极活性材料颗粒的数量的之间比值范围在上述范围时，可使二次电池具有较好的倍率性能。因此，本申请提供的二次电池可兼顾热安全性能和倍率性能。
根据本申请第一方面的前述任一实施方式，在正极活性材料层的至少一个5μm*5μm范围内，螯合颗粒的数量与正极活性材料颗粒的数量的之间比值范围为0.1~0.3，R为0.8~1.5时，正极极片电阻为0.8Ω~1.5Ω。螯合颗粒的数量与正极活性材料颗粒的数量的之间比值范围及极片电阻在上述范围时，能够进一步有助于使二次电池兼顾热安全性能和倍率性能。
根据本申请第一方面的前述任一实施方式，螯合颗粒的体积粒径分布Dv50μm，Dv50≤4。螯合颗粒的体积粒径分布Dv50μm在上述范围时，可使较多的螯合颗粒分布在正极活性材料颗粒的表面，并增加螯合颗粒与正极活性材料颗粒所暴露的活性位点结合的机率。
根据本申请第一方面的前述任一实施方式，螯合颗粒在正极活性材料层中的质量占比A%，正极活性材料层的厚度为H μm，A和H满足：A*H≥10。A和H满足上述关系时，能够进一步有助于使二次电池兼顾热安全性能和能量密度。
根据本申请第一方面的前述任一实施方式，螯合颗粒在正极活性材料层中的质量占比A%为0.05%~0.5%。
根据本申请第一方面的前述任一实施方式，螯合颗粒的体积粒径分布Dv50 μm与正极极片的电阻为R Ω，Dv50与R满足：Dv50/R≤2.5。Dv50与正R满足上述关系时，能够有助于进一步提高二次电池的热安全性能。
根据本申请第一方面的前述任一实施方式，正极活性材料层的厚度为H μm，H为50~200。H设置在上述范围时，可有助于提高二次电池的热安全性能的同时，还可提高二次电池的能量密度。
根据本申请第一方面的前述任一实施方式，螯合颗粒包括聚丙烯腈及改性的聚丙烯腈、四(氰基乙氧基甲基)甲烷、四(4-腈基苯基)乙烯、2-氰基-5-甲基吡啶中的一种或多种。螯合颗粒包括的上述有机化合物能够与正极活性材料颗粒表面裸露的活性位点配位螯合，这样可增强正极活性材料表面结构的稳定性，减少了这些裸露的活性位点与电解液接触的发生，进而电解液氧化分解所产生的热量和气体也会相应减少，从而降低二次电池热失控的发生，使二次电池的热安全性能得到提升。
根据本申请第一方面的前述任一实施方式，螯合颗粒还包括聚丙烯酸及改性的聚丙烯酸。
第二方面，本申请提供了一种电子装置，包括本申请第一方面的二次电池。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
图1是本申请实施例1正极极片中正极活性材料层表面的SEM图。
图2是本申请实施例5正极极片中正极活性材料层表面的SEM图。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的的描述中，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”、“一个或多个”中“多种”、“多个”的含义是两种(个)以上。
本文公开的替换性要素或实施方式的分组不应被理解为限制。每个组成员可被单独采用和被单独要求保护，或者与该组其它成员或在本文中找到的其它要素以任何组合被采用和要求保护。可以预见到，为了方便和/或可专利性的理由，组中的一个或多个成员可被包含进组中或从中删除。当任何此类包含或删除发生时，说明书在此被看作为含有经过改动的组，因此满足对权利要求书中所用的全部马库什组的书面描述。
在不脱离本申请的保护范围的情况下，在本申请中能进行各种修改和变化，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而，本申请意在覆盖落入所对应权利要求（要求保护的范围）及其等同范围内的本申请的修改和变化。需要说明的是，本申请实施例所提供的实施方式，在不矛盾的情况下可以相互组合。
在阐述本申请实施例所提供的保护范围之前，为了便于对本申请实施例理解，本申请首先对相关技术中存在的问题进行具体说明。
二次电池在高温环境中时，正极极片表面的CEI膜会发生分解和不可逆相变，导致二次电池的倍率性能恶化。此外，正极极片表面变化会使正极极片的表面暴露一些活性位点（金属离子等），还会释放出氧气和热量，这些活性位点和氧气一旦与电解液接触，可致使电解液氧化分解产生热量和气体，当这些热量累计到一定范围时，可能引发二次电池的热失控，使其热安全性能下降。
鉴于此，本申请实施例提供了一种二次电池及电子装置，能够兼顾热安全性能和倍率性能。
在本申请中，二次电池可以包括锂二次电池。示例性的，该锂二次电池可以但不限于包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池。
二次电池
第一方面，本申请提供了一种二次电池，包括正极极片，正极极片的电阻为R Ω，R为0.5~2，正极极片包括正极集流体和正极活性材料层，正极活性材料层设置在正极集流体的至少一侧；正极活性材料层包括含正极活性材料颗粒以及螯合颗粒，螯合颗粒包括含有氰基基团的有机化合物；在正极活性材料层的至少一个5μm*5μm范围内，螯合颗粒的数量与正极活性材料颗粒的数量的之间比值范围为0.01~0.5。
在本申请中，可通过SEM电镜观察到螯合颗粒与活性材料颗粒。由于螯合颗粒不导电，因此在SEM电镜下显示泛白色，与活性材料颗粒颜色(黑色)有明显差异。如图1所示，在1000倍视野下的正极活性层表面的SEM图，可以截取5μm*5μm区域，通过统计白色颗粒与黑色颗粒的数量，即可得出螯合颗粒数量与正极活性材料颗粒数量之间的比值范围。
可以理解的是，在SEM电镜下，任意选取一个或多个长和宽分布为5μm*5μm的区域，观察在该区域，并统计螯合颗粒的数量和正极活性材料颗粒的数量，将二者数量相比即可得到上述比值范围的范围。
在本申请提供的二次电池中，正极极片的电阻为RΩ，R为0.5 ~2，而且正极活性材料层中的螯合颗粒包括含有氰基基团的有机化合物，该含有氰基基团的有机化合物能够与正极活性材料颗粒中裸露的活性位点结合，这样可提高正极活性材料颗粒的结构稳定性来有助于提升二次电池的倍率性能，同时还可减少这些裸露的活性位点与电解液接触的机率，进而减少电解液氧化分解所产生的热量，以降低二次电池热失控的发生，从而提高二次电池的热安全性能。而且在正极活性材料层的至少一个5μm*5μm范围内，螯合颗粒的数量与正极活性材料颗粒的数量的之间比值范围在上述范围时，可使二次电池具有较好的倍率性能。因此，本申请提供的二次电池可兼顾热安全性能和倍率性能。
在本申请的一些实施例中，在正极活性材料层的至少一个5μm*5μm范围内，螯合颗粒的数量与正极活性材料颗粒的数量的之间比值范围为0.1~0.3。螯合颗粒的数量与正极活性材料颗粒的数量的之间比值范围在上述范围时，能够进一步有助于使二次电池兼顾热安全性能和倍率性能。
在本申请的实施例中，螯合颗粒的尺寸在合适范围内，能够有助于提升二次电池的热安全性能。
请参阅图2所示，在本申请的一些实施例中，螯合颗粒的体积粒径分布Dv50 μm，Dv50≤4。Dv50在上述范围时，可使较多的螯合颗粒分布在正极活性材料颗粒的表面，并增加螯合颗粒与正极活性材料颗粒所暴露的活性位点结合的机率。
在本申请中，Dv50 μm是指螯合颗粒累计体积分布百分数达到50%时所对应的粒径，其可以采用本领域熟知的方法或仪器进行测试。例如，例如可以参照GB/T 19077-2016粒度分布激光衍射法，采用激光粒度分析仪（例如Master Size 3000）进行测试。
此外，二次电池还包括有负极极片和隔膜，其中，隔膜设置在正极极片和负极极片之间，以起到隔离正负极极片的作用。当二次电池的电阻在异常情况下变小时，可能会使二次电池的温度升高并达到一定数值后，隔膜会发生收缩，进而正负极极片会接触造成短路，引发热失控。因此，在本申请的一些实施例中，螯合颗粒的体积粒径分布Dv50 μm与正极极片的电阻为R Ω，Dv50与R满足：Dv50/R≤2.5。当正极极片的电阻出现下降并降至一定程度而导致二次电池的安全性能出现问题时， Dv50与正极R满足上述关系，能够改善二次电池的热安全性能的同时，还可使二次电池具有较好的倍率性能。在本申请的一些实施例中，R为0.8~1.5。正极极片的电阻R在上述范围时，能够进一步提升二次电池的热安全性能。
在本申请提供的二次电池中，正极活性材料层的厚度对其热安全性能会产生一定的影响，当正极活性材料层厚度较薄时，其内部的正极活性材料颗粒容易裸露出活性位点，进而易于电解液接触，从而使其电解液氧化分解释放出热量，导致二次电池发生热失控的概率增加。因此，在本申请的一些实施例中，螯合颗粒在正极活性材料层中的质量占比A%,正极活性材料层的厚度为H μm，A和H满足：A*H≥10。A和H满足上述关系时，能够进一步有助于使二次电池兼顾热安全性能和倍率性能。
在本申请的一些实施例中，螯合颗粒在正极活性材料层中的质量占比A%为0.05%~0.5%。螯合颗粒在正极活性材料层中的质量占比A在上述范围时，能够有助于提高二次电池的热安全性能的同时，还能够有助于使二次电池具有较好的倍率性能。
在本申请的一些实施例中，正极活性材料层的厚度为50μm~200μm。正极活性材料层的厚度设置在上述范围时，可有助于提高二次电池的热安全性能的同时，还可提高二次电池的能量密度。
在本申请中，正极活性材料层的厚度是指双面的厚度，即H等于正极极片的厚度减去集流体的厚度，可以采用本领域熟知的方法或仪器进行测试。
在本申请的实施例中，合适的螯合颗粒能够进一步有助于提升二次电池的热安全性能。在本申请的一些实施例中，螯合颗粒包括聚丙烯腈及改性的聚丙烯腈、四(氰基乙氧基甲基)甲烷、四(4-腈基苯基)乙烯、2-氰基-5-甲基吡啶中的一种或多种。螯合颗粒包括的上述有机化合物能够与正极活性材料颗粒表面裸露的活性位点配位螯合，这样可增强正极活性材料表面结构的稳定性，减少了这些裸露的活性位点与电解液接触的发生，进而电解液氧化分解所产生的热量和气体也会相应减少，从而降低二次电池热失控的发生，使二次电池的热安全性能得到提升。
在本申请的另一些实施例中，螯合颗粒还包括聚丙烯酸及改性的聚丙烯酸。
在本申请的一些实施方式中，正极活性材料层还包括粘合剂，该粘合剂提高正极活性材料颗粒彼此间的结合，并且还提高正极活性材料颗粒与正极集流体的结合。
示例性的，粘合剂可以包括聚乙烯醇、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1，1-二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸（酯）化的丁苯橡胶、环氧树脂或尼龙中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中，正极活性材料层还包括导电剂，该导电剂包括基于碳的材料、基于金属的材料、导电聚合物和它们的混合物中的一种或多种。
示例性的，基于碳的材料包括碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维或碳纳米管中的一种或多种。基于金属的材料包括金属粉、金属纤维、铜、镍、铝或银中的一种或多种。导电聚合物包括聚亚苯基衍生物。
本申请中的正极极片可以按照本领域常规方法制备。例如，将正极活性材料颗粒、有机颗粒、导电剂和粘合剂分散于N-甲基吡咯烷酮（NMP）中混合，形成均匀的正极浆料，将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压、裁片、分切和再干燥后，得到正极极片。
根据本领域已知的二次电池，通常还包括负极极片和隔膜，负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体的至少一侧的负极活性材料层，隔膜设置在负极极片和正极极片之间。
可以理解的是，负极极片可以在负极集流体的一个表面设置负极活性材料层，也可以在负极集流体的两个表面设置负极活性材料层，本申请实施方式对此不做特别限定。
在本申请的一些实施方式中，负极集流体可以为金属箔材或多孔金属板，例如铜、镍、钛、铁等金属或它们的合金的箔材或多孔板。在本申请的一些具体实施方式中，负极集流体为铜箔。
在本申请的一些实施方式中，负极活性材料层包括负极活性材料颗粒，该负极活性材料颗粒可以包括硅、硅氧化合物（SiOx，0＜x≤2）、硅合金、硅-碳复合物、石墨、中间相微碳球（MCMB）、硬碳、软碳、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO2、尖晶石结构的钛酸锂Li4Ti5O12、Li-Al合金或金属锂中的一种或多种。通过选择上述范围内的材料，有利于提高二次电池的能量密度。
在本申请的一些实施方式中，负极活性材料层还包括粘合剂，该粘合剂可以包括丁苯橡胶（SBR）、聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酸钠（PAAS）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、聚甲基丙烯酸（PMAA）及羧甲基壳聚糖（CMCS）中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中，负极活性材料层还包括导电剂，该导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中，负极活性材料层还可以包括其他助剂，例如增稠剂（如羧甲基纤维素钠（CMC-Na））等。
此外，负极极片中的材料并不限定于上述材料，还可以使用可被用作负极活性材料、导电剂、粘合剂和增稠剂的其它公知材料。
本申请中的负极极片可以按照本领域常规方法制备。例如，将负极活性材料颗粒、导电剂、粘接剂和增稠剂分散于溶剂中，溶剂可以是N-甲基吡咯烷酮（NMP）或去离子水，形成均匀的负极浆料，将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压后，得到负极极片。
在本申请的一些实施方式中，隔膜可以为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯或它们的多层复合膜。
在本申请的一些实施方式中，隔膜为单层隔膜或多层隔膜。
本申请实施方式对隔膜的形态和厚度没有特别限制。隔膜的制备方法是本领域技术公知的可被用于二次电池的隔膜的制备方法。
此外，二次电池通常还包括电解液，该电解液是离子传输的载体，能够在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用，是二次电池获得良好倍率性能等优点的保证。
在本申请中，对电解液也不做具体的限制，可以为本领域已知的电解液。示例性的，电解液包括有机溶剂和电解质盐，其中，有机溶剂可以包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸丁烯酯(BC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、甲酸甲酯(MF)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯(EB)、1,4-丁内酯(GBL)、环丁砜(SF)、二甲砜(MSM)、甲乙砜(EMS)、二乙砜(ESE)中的一种或多种。
电解质盐可以包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、三氟甲磺酸锂(LiTFS)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟二草酸磷酸锂(LiDFOP)及四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)中的一种或多种。
电解液可以按照本领域常规方法制备。例如，可以将有机溶剂、电解质盐、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。
正极极片、隔膜和负极极片按顺序叠好，使隔膜处于正极极片和负极极片之间，然后经绕卷可得到电极组件，将电极组件置于壳体内，再注入电解液，经过真空封装、静置、化成，抽气成型等工序后可以得到二次电池。
在本申请的一些实施方式中，壳体可以包括硬壳壳体或柔性壳体。示例性的，硬壳壳体的材质可以包括金属。柔性壳体的材质可以包括金属塑膜，例如铝塑膜、钢塑膜等。
电子装置
本申请第二方面提供了一种电子装置，其包括本申请第一方面提供的二次电池。本申请提供的二次电池具有良好的倍率性能和热安全性能，从而本申请提供的电子装置具有良好的倍率性能和热安全性能。
本申请实施例对电子装置没有特别限制，其可以是用于现有技术中已知的任何电子装置。在本申请的一些实施例中，电子装置可以包括但不限于笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池或锂离子电容器等。
下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值范围都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
以下实施例为了方便说明，以二次电池为锂离子二次电池为例，对二次电池及其制造方法进行详细说明。
实施例1
正极极片制备
将钴酸锂、四(氰基乙氧基甲基)甲烷、导电碳和PVDF按照96.2：0.3：1.5：2的质量比分散于N-甲基吡咯烷酮（NMP）中混合，形成均匀的正极浆料；
将正极浆料涂覆在铝箔上，经烘干、冷压、裁片、分切后，得到正极极片，其中，正极活性材料层的厚度为100μm。
负极极片制备
将石墨、导电剂炭黑、SBR和增稠剂CMC按照97：1：1.5：0.5的质量比分散于去离子水中，形成均匀的负极浆料；
将负极浆料涂覆在铜箔上，经烘干、冷压后，得到负极极片。
隔膜制备
隔膜采用聚乙烯隔离膜。
电解液制备
在干燥氩气环境下，将DMC、EMC按质量比为7：3进行混合，加入浓度为1.3mol/L的LiPF6混合均匀，得到电解液。
锂离子二次电池的制备
将正极极片、隔膜、负极极片按顺序叠好，使隔膜处于正极极片和负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕形成电极组件，将电极组件置于壳体中，再将上述制备好的电解液注入壳体中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，即完成锂离子二次电池的制备。
实施例2-11
制备方法与实施例1的制备方法相似，不同的是：正极极片的螯合颗粒以及螯合颗粒和正极活性材料颗粒在5μm*5μm范围内的数量比值a/b，和/或通过控制导电剂含量控制正极极片电阻。其中，螯合颗粒在5μm*5μm范围内的数量为a，正极活性材料颗粒在5μm*5μm范围内的数量为b。
对比例1
制备方法与实施例1的制备方法相似，不同的是：不添加螯合颗粒。
对比例2-4
制备方法与实施例1的制备方法相似，不同的是：正极极片的螯合颗粒以及螯合颗粒和正极活性材料颗粒在5μm*5μm范围内的数量比值a/b，和/或通过控制导电剂含量控制正极极片电阻。
实施例12-20
制备方法与实施例1的制备方法相似，不同的是：正极极片的螯合颗粒和正极活性材料颗粒在5μm*5μm范围内的数量比值a/b以及螯合颗粒在正极活性材料层中的质量占比A%以及活性材料层的厚度为Hμm。并通过调整导电剂的含量、螯合颗粒与极片厚度，控制正极极片的电阻相同。
实施例21-26
制备方法与实施例9的制备方法相似，不同的是：正极极片的螯合颗粒和正极活性材料颗粒在5μm*5μm范围内的数量比值a/b以及螯合颗粒的体积粒径分布Dv50μm以及正极极片的电阻为R。
测试部分
（1）热滥用通过时间测试
将待测的锂离子二次电池以0.5C的倍率恒流充电至满充电压，随后以满充电压充电至电流为0.025C（截止电流），使锂离子二次电池达到满充状态，记录测试前锂离子二次电池外观。将电池置于25℃烤箱中，以5℃/min升温速率将烤箱加热至160℃，恒温60min。然后温度降到50℃以后停止测试，以10个锂离子二次电池为一组，观察测试过程中锂离子二次电池状态，记录锂离子二次电池燃烧和爆炸的时间。
（2）容量保持率测试
在（25±3）℃的环境下，电池用0.5C电流进行充电，至电压为4.5V，之后采用4.5V恒压充电至电流为0.025C，然后分别用0.2C和2C电流进行满放电，分别得到0.2C和2C的放电容量，将2C放电容量/0.2C放电容量，即可得到2C/0.2C的放电容量保持率。
（3）螯合颗粒的体积粒径分布测试
可以参照GB/T 19077-2016粒度分布激光衍射法，采用激光粒度分析仪（例如Master Size 3000）进行测试，得到螯合颗粒的体积粒径分布，从小粒径侧起、达到体积累积50%的粒径为Dv50 μm。
（4）正极极片的电阻R测试
1）二次电池在0.5C的倍率下恒流充电至满充电压，然后以满充电压恒压充电至电流为0.025C（截止电流），使二次电池达到满充状态；
2）对上述二次电池进行拆解，得到正极极片；
3）将上述正极极片置于湿度为5%~15%的环境中静置30min后，密封转移进行测试；
4）使用BER1200型号电阻测试仪测试上述正极极片在25℃下的电阻，相邻测试点间隔2mm至3mm，至少测试15个不同点，记录所有测试点的电阻，计算得到这些测试点的平均值，该平均值作为正极极片的电阻R，其中测试参数为：压头面积153.94mm2，压力3.5t，保持时间50s。
（5）螯合颗粒在正极活性材料层中的质量占比的测试
在25℃左右，湿度小于2%的干燥环境下将二次电池中的正极极片从中拆出，将正极极片在NMP溶剂中浸泡脱膜，并把膜层在NMP溶剂中使用分散器分散均匀得到固含量为30%的浆料，然后把浆料置于离心机中离心分离得到膜层中的有机颗粒，最后将有机颗粒于85℃烘干，称重计算得出质量占比A%。
（6）正极活性材料层的厚度H的测试
在25℃左右的环境下，将二次电池中的正极极片从中拆出，并用无尘纸拭去正极极片表面残留的电解液；然后将正极极片置于等离子体下切割，得到其横截面；在SEM下观察正极极片的横截面，并测试极片总厚度为H1μm与集流体厚度为H2μm，相邻测试点间隔2mm至3mm，至少测试15个不同点，记录所有测试点的厚度，计算得到这些测试点H1-H2的平均值，该平均值作为正极活性材料层的厚度为H μm。
表1分别列出了实施例1-11和对比例1-4中正极极片的螯合颗粒以及螯合颗粒和正极活性材料颗粒在5μm*5μm范围内的数量比值a/b以及测试结果等。
表1
根据表1，将实施例1-11和对比例1-4的测试结果进行比较可知，正极极片的电阻为R Ω，R为0.5~2范围内，而且正极活性材料层中的螯合颗粒包括含有氰基基团的有机化合物，该含有氰基基团的有机化合物能够与正极活性材料颗粒中裸露的活性位点结合，这样可提高正极活性材料颗粒的结构稳定性来有助于提升二次电池的倍率性能，同时还可减少这些裸露的活性位点与电解液接触的机率，进而减少电解液氧化分解所产生的热量，以降低二次电池热失控的发生，从而提高二次电池的热安全性能。而且在正极活性材料层的至少一个5μm*5μm范围内，螯合颗粒的数量与正极活性材料颗粒的数量的之间比值a/b在上述范围时，可使二次电池具有较好的倍率性能。因此，本申请提供的二次电池可兼顾热安全性能和倍率性能。
表2分别列出了实施例12-19中的螯合颗粒和正极活性材料颗粒在5μm*5μm范围内的数量、螯合颗粒在正极活性材料层中的质量占比A%、活性材料层的厚度为Hμm以及测试结果。
表2
根据表2，将实施例12-20的测试结果进行比较可知，在正极极片的电阻相同的情况下，倍率性能较好，螯合颗粒在正极活性材料层中的质量占比A%和正极活性材料层的厚度Hμm满足A*H≥10，能够进一步有助于使二次电池具有较高的容量保持率的同时，还能够使二次电池具有较好的热安全性能。
表3分别列出了实施例21-26中的螯合颗粒和正极活性材料颗粒在5μm*5μm范围内的数量、螯合颗粒的体积粒径分布Dv50μm、正极极片的电阻R以及测试结果。
表3
根据表3，将实施例21-26的测试结果进行比较可知，当螯合颗粒的体积粒径分布Dv50μm、正极极片的电阻为RΩ，Dv50和R满足Dv50/R≤2.5关系时，可使二次电池具有较高的容量保持率的同时，还可进一步改善低二次电池的热安全性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括正极极片，所述正极极片的电阻为R Ω，R为0.5~2，所述正极极片包括正极集流体和正极活性材料层，所述正极活性材料层设置在所述正极集流体的至少一侧；
所述正极活性材料层包括正极活性材料颗粒以及螯合颗粒，所述螯合颗粒包括含有氰基基团的有机化合物；
在所述正极活性材料层的至少一个5μm*5μm范围内，所述螯合颗粒的数量与所述正极活性材料颗粒的数量比值范围为0.01~0.5。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，在所述正极活性材料层的至少一个5μm*5μm范围内，所述螯合颗粒的数量与所述正极活性材料颗粒的数量比值范围为0.1~0.3，R为0.8~1.5。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述螯合颗粒在所述正极活性材料层中的质量占比A%，所述正极活性材料层的厚度为H μm，且A和H满足：A*H≥10。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述螯合颗粒在所述正极活性材料层中的质量占比A%为0.05%~0.5%。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述螯合颗粒的体积粒径分布Dv50 μm，Dv50≤4。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，Dv50与R满足：Dv50/R≤2.5。
7.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性材料层的厚度为H μm，H为50 ~200。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述螯合颗粒包括聚丙烯腈及改性的聚丙烯腈、四(氰基乙氧基甲基)甲烷、四(4-腈基苯基)乙烯、2-氰基-5-甲基吡啶中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述螯合颗粒还包括聚丙烯酸及改性的聚丙烯酸。
10.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的二次电池。
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