CN117038974A - 二次电池和电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种二次电池和电子装置。本申请的负极极片包括负极活性材料,所述负极活性材料包含石墨,负极活性材料的Id/Ig的值为a,a为0.11至0.51,电解液包括氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂,基于电解液的重量,氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂的含量为b重量%,满足:0.01≤a/b≤5。本申请的负极活性材料和电解液,可改善二次电池的高温性能。
Description
技术领域
本申请涉及二次电池。具体地,涉及具有根据本申请的电解液和负极活性材料的二次电池及电子装置。
背景技术
近年来,随着化石能源的使用增加,二次电池得到了快速发展,广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、航空航天等多个领域。
二次电池中的电解液与负极活性材料的相互作用对二次电池的性能具有较大的影响。目前,二次电池广泛使用石墨作为负极活性材料,然而,由于石墨在表面具有缺陷结构,并且这些缺陷结构具有较高的反应活性,因此,在电池循环过程中,该缺陷结构尤其在高温下可与电解液中存在的副产物发生反应,从而阻碍离子的传输效率并因此二次电池在高温下出现产气、阻抗增加等不期望的现象。
随着消费类电子产品和电动汽车的普遍应用,消费者对其性能要求越来越高,如电池容量或高低温性能等。为满足消费者对二次电池的高性能需求,有必要开发一种综合性能较好的二次电池。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题,本申请提供一种二次电池,该二次电池具有根据本申请的电解液和负极活性材料,因而在高温下具有优异的电化学性能。
本申请的第一方面提供了一种二次电池,其包括正极极片,负极极片和电解液,所述负极极片包括负极活性材料,所述负极活性材料包含石墨,所述负极活性材料的Id/Ig的值为a,a为0.11至0.51,所述电解液包括氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂(LiSO3F),基于所述电解液的重量,所述氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂的含量为b重量%,其中,满足:0.01≤a/b≤5。
根据本申请的二次电池在电解液中设置有氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂,由此,氟磺酰胺锂或氟磺酸锂均可与负极活性材料表面的副产物发生反应,并在负极活性材料表面的缺陷结构上形成高导离子、低阻抗的保护膜。由此,根据本申请的二次电池在高温下具有改进的动力学性能。特别地,本申请的发明人发现,当负极活性材料的Id/Ig的值为a,a为0.11至0.51,基于电解液的重量,氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂的含量为b重量%,且0.01≤a/b≤5时,根据本申请的二次电池不仅具有改善的高温性能,还具有优异的循环容量保持率和存储性能。当a/b小于0.01时,电解液中添加了过高含量的氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂,过高含量的氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂易加速负极极片的腐蚀。当a/b超过5时,负极活性材料过大的缺陷结构即使在氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂存在的情况下仍可能与电解液接触发生较多副反应,进而负面地影响离子的传输效率。
在一些实施方式中,0.1≤b≤3.5,当氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂的含量在0.1重量%至3.5重量%的范围内时,可降低电解液副产物与负极活性材料间的副反应,提升动力学性能,改善二次电池的高温性能。
在一些实施方式中,0.08≤a≤0.25,由此可以控制负极活性材料的缺陷度,进一步减少负极活性材料表面的缺陷结构与电解液副产物间的副反应,并改善活性离子的嵌入/脱出,提升二次电池内部动力学性能,改善二次电池的高温性能。
在一些实施方式中,所述氟磺酰胺锂选自双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiN(CF3SO2)2(LiTFSI)或双(氟磺酰)亚胺锂Li(N(SO2F)2)(LiFSI)中的至少一种,可进一步提高负极极片的稳定性,改善离子传输,进一步提升二次电池的高温性能。
在一些实施方式中,所述电解液进一步包含二氟磷酸锂,基于所述电解液的重量,所述二氟磷酸锂的含量为0.1重量%至3.5重量%。电解液中的二氟磷酸锂可与氟磺酰胺锂或氟磺酸锂产生协同作用,共同在负极表面形成低阻抗的保护膜,进一步提升二次电池的高温性能。
在一些实施方式中,0.2≤b≤2。当氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂含量在这一范围内时,可在降低电解液副产物与负极活性材料的缺陷结构间的副反应的同时保证电解液的黏度,使电池内部具有更优的动力学性能。
在一些实施方式中,所述负极活性材料的C004/C110的值与a的比为10至40。在一些实施方式中,负极活性材料的C004/C110的值与a的比为10至30。在XRD测试下,负极活性材料的004峰的峰面积与110峰的峰面积的比值为C004/C110,C004/C110的值与a的比影响活性离子的传输路径,当控制负极活性材料的C004/C110的值和a的比满足上述范围时,可缩短活性离子的传输路径,提升二次电池内部动力学性能,改善二次电池的高温性能。
在一些实施方式中,所述负极活性材料的C004/C110的值为3至15,尤其3至10。当负极活性材料的C004/C110的值满足这一范围时,可进一步缩短活性离子的传输路径,进一步改善二次电池的高温性能。
在一些实施方式中,所述负极活性材料的石墨化度为90%至98%,在一些实施方式中,所述负极活性材料的石墨化度为90%至96%。控制石墨化度在此范围内时,可以更好地发挥氟磺酰胺锂或氟磺酸锂在负极活性材料表面的成膜作用,并且可进一步提高活性离子的嵌入/脱出速率,提升二次电池的高温性能。
在一些实施方式中,所述负极活性材料表面含有无定形碳。由此可以提高负极活性材料的导电率和颗粒之间的电接触,改善二次电池的高温性能。
在一些实施方式中,所述负极活性材料的振实密度为0.92g/cm3至1.2g/cm3。当振实密度在上述范围内时,有助于控制石墨颗粒之间在极片制备过程的冷压后保持颗粒的完整性和良好的电接触,进一步提升二次电池的高温性能。
在一些实施方式中,本申请的第二方面提供了一种电子装置,其包括第一方面的二次电池。
本申请通过控制负极活性材料的缺陷度和电解液中氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂的含量满足一定的比例范围,减少负极活性材料表面与电解液中副产物之间的副反应,降低二次电池在高温下内部的产气和阻抗,提高活性离子的传输,进而提升高温下二次电池内部动力学,改善二次电池的高温循环和存储性能。
具体实施方式
为了简明,本申请仅具体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,每个单独公开的点或单个数值自身可以作为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。
在本申请的描述中,除非另有说明,“以上”、“以下”包含本数。
除非另有说明,本申请中使用的术语具有本领域技术人员通常所理解的公知含义。除非另有说明,本申请中提到的各参数的数值可以用本领域常用的各种测量方法进行测量(例如,可以按照在本申请的实施例中给出的方法进行测试)。
术语“中的至少一者”、“中的至少一个”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如,如果列出项目A及B,那么短语“A及B中的至少一者”意味着仅A;仅B;或A及B。在另一实例中,如果列出项目A、B及C,那么短语“A、B及C中的至少一者”意味着仅A;或仅B;仅C;A及B(排除C);A及C(排除B);B及C(排除A);或A、B及C的全部。项目A可包含单个组分或多个组分。项目B可包含单个组分或多个组分。项目C可包含单个组分或多个组分。
下面结合具体实施方式,进一步阐述本申请。应理解,这些具体实施方式仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
二次电池
在本申请的第一方面,提供的二次电池包括正极极片,负极极片和电解液所述负极极片包括负极活性材料,所述负极活性材料包含石墨。
在一些实施方式中,石墨包括天然石墨和人造石墨中的至少一种。本申请中,这些石墨可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。天然石墨是指作为矿石而天然产出的石墨。在本申请中使用的天然石墨的产地、性状、种类没有特别限定。人造石墨是指通过人工方法制作的石墨和近似石墨完整晶体的石墨。这种人造石墨通过以例如由煤干馏、原油蒸馏带来的残渣等得到的焦油、焦炭作为原料,并经由烧成工序、石墨化工序来获得。人造石墨可包括市售的中间相碳微珠(MCMB)、中间相沥青类碳纤维(MPCF)、块状石墨化人造石墨、粉末状石墨化人造石墨中的至少一种。
在一些实施方式中,负极活性材料表面的无定形碳可通过有机化合物与人造石墨和/或天然石墨混合后,再对上述有机化合物进行烧成碳化来制作,所述有机化合物通过烧成工序而碳化,形成无定型碳。有机化合物可列举出例如石油系焦油、煤系焦油等焦油;石油系沥青、煤系沥青等沥青;聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈等热塑性树脂;酚醛树脂、糠醇树脂等热固化性树脂;纤维素等天然树脂;萘、烷基萘、蒽等芳香族烃等。
在一些实施方式中,所述负极活性材料的Id/Ig的值为a,a为0.11至0.51,例如0.11、0.2、0.3、0.4、0.5、0.51或它们组成的任意区间。
在一些实施方式中,负极活性材料的C004/C110的值与a的比为10至30,例如10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30或它们组成的任意区间。
在一些实施方式中,负极活性材料的C004/C110的值为3至15,例如3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或它们组成的任意区间。
在一些实施方式中,所述负极活性材料的石墨化度为90%至98%,例如90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或它们组成的任意区间。
在一些实施方式中,所述负极活性材料的振实密度为0.92g/cm3至1.2g/cm3,例如0.92g/cm3、0.96g/cm3、1.0g/cm3、1.04g/cm3、1.08g/cm3、1.12g/cm3、1.16g/cm3、1.2g/cm3或它们组成的任意区间。
在一些实施方式中,负极还包括负极集流体,负极集流体包括:铜箔、铝箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜、覆有导电金属的聚合物基底或其任意组合。
在一些实施方式中,负极活性材料层还包括粘结剂和导电剂。在一些实施方式中,粘结剂包括,但不限于: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、环氧树脂或尼龙等。
在一些实施方式中,导电剂包括,但不限于: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。在一些实施例中,基于碳的材料选自天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维或其任意组合。在一些实施例中,基于金属的材料选自金属粉、金属纤维、铜、镍、铝或银。在一些实施例中,导电聚合物为聚亚苯基衍生物。
本申请的二次电池还包括正极极片,正极极片包括正极集流体和正极活性材料层,正极活性材料层包括正极活性材料、粘结剂和导电剂。
根据本申请的一些实施方式,正极集流体可以采用金属箔片或复合集流体。例如,可以使用铝箔。复合集流体可以通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子基材上而形成。
根据本申请的一些实施方式,正极活性材料包括钴酸锂、镍锰钴酸锂、镍锰铝酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸钴锂、磷酸锰锂、磷酸锰铁锂、硅酸铁锂、硅酸钒锂、硅酸钴锂、硅酸锰锂、尖晶石型锰酸锂、尖晶石型镍锰酸锂和钛酸锂中的至少一种。在一些实施例中,粘结剂包括粘合剂聚合物,例如聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚烯烃类、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、改性聚偏氟乙烯、改性SBR橡胶或聚氨酯中的至少一种。在一些实施例中,聚烯烃类粘结剂包括聚乙烯、聚丙烯、聚烯酯、聚烯醇或聚丙烯酸中的至少一种。在一些实施例中,导电剂包括碳基材料,例如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑或碳纤维;金属基材料,例如铜、镍、铝、银等的金属粉或金属纤维;导电聚合物,例如聚亚苯基衍生物;或它们的混合物。
本申请的二次电池还包括隔离膜,本申请的二次电池中使用的隔离膜的材料和形状没有特别限制,其可为任何现有技术中公开的技术。在一些实施例中,隔离膜包括由对本申请的电解液稳定的材料形成的聚合物或无机物等。
例如隔离膜可包括基材层和表面处理层。基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜,基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的至少一种。具体的,可选用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯多孔复合膜。
基材层的至少一个表面上设置有表面处理层,表面处理层可以是聚合物层或无机物层,也可以是混合聚合物与无机物所形成的层。无机物层包括无机颗粒和粘结剂,无机颗粒选自氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钡中的至少一种。粘结剂选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯烷氧、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的至少一种。聚合物层中包含聚合物,聚合物的材料选自聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯烷氧、聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种。
本申请二次电池的电解液包括氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂,基于所述电解液的重量,所述氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂的含量为b重量%,其中,满足:0.01≤a/b≤5。
在一些实施例中,a/b为0.01、0.30、0.50、0.70、1.0、1.30、1.50、1.70、2.0、2.30、2.50、2.70、3.0、3.30、3.50、3.70、4.0、4.30、4.50、4.70、5.0或它们组成的任意区间。
在一些实施例中,0.08≤a≤0.25,a为0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25或它们组成的任意区间。
在一些实施例中,0.1≤b≤3.5,b例如是0.3、0.5、0.7、1.0、1.3、1.5、1.7、2.0、2.3、2.5、2.7、3.0、3.3、3.5或它们组成的任意区间。
在一些实施例中,电解液进一步包含二氟磷酸锂,基于所述电解液的重量,所述二氟磷酸锂的含量为0.1重量%至3.5重量%,二氟磷酸锂的含量例如是0.3重量%、0.5重量%、0.7重量%、1.0重量%、1.3重量%、1.5重量%、1.7重量%、2.0重量%、2.3重量%、2.5重量%、2.7重量%、3.0重量%、3.3重量%、3.5重量%或它们组成的任意区间。
在一些实施例中,电解液包括有机溶剂和可选的添加剂。本申请的电解液中的有机溶剂可为现有技术中已知的任何可作为电解液的溶剂的有机溶剂。根据本申请的电解液中使用的电解质没有限制,其可为现有技术中已知的任何电解质。根据本申请的电解液的添加剂可为现有技术中已知的任何可作为电解液添加剂的添加剂。在一些实施例中,有机溶剂包括,但不限于:碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸亚丙酯丙酸甲酯、丙酸丙酯或丙酸乙酯。在一些实施例中,有机溶剂包括醚类溶剂,例如包括1,3-二氧五环(DOL)和乙二醇二甲醚(DME)中的至少一种。在一些实施例中,锂盐包括有机锂盐或无机锂盐中的至少一种。在一些实施例中,电解液还包括其他锂盐,其他锂盐包括,但不限于:四氟硼酸锂(LiBF4)、双草酸硼酸锂LiB(C2O4)2(LiBOB)或二氟草酸硼酸锂LiBF2(C2O4)(LiDFOB)。
在一些实施例中,添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二腈或碳酸亚乙烯酯中的至少一种。
根据本申请的一些实施方式,本申请的二次电池包括,但不限于:锂离子电池或钠离子电池。在一些实施例中,二次电池包括锂离子电池。
二、电子装置
本申请进一步提供了一种电子装置,其包括本申请第一方面的二次电池。
本申请的电子设备或装置没有特别限定。在一些实施例中,本申请的电子设备包括但不限于,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、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等。
在下述实施例及对比例中,所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明,均可商购获得。
实施例1
负极活性材料的制备:将天然石墨、人造石墨中间相碳微球与煤焦炭按照质量比为12:85:5以固相形式进行混合,将所得混合材料通过气流分级工序得到粒径Dv50为11.5μm的混合颗粒,将混合颗粒投入至石墨坩埚中,在氮气气流下以2600℃热处理18小时,得到负极活性材料。
负极极片的制备:将上述制备的负极活性材料、丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素钠(CMC)按照重量比97.7:1.2:1.1分散于去离子水中,充分搅拌混合均匀,得到负极浆料。将乙炔黑涂覆于铜箔上,得到负极集流体。将负极浆料涂覆在负极集流体上,烘干,冷压,得到负极。
正极极片的制备:将钴酸锂(LiCoO2)、乙炔黑、聚偏二氟乙烯(PVDF)按重量比96:2:2在适量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中充分搅拌混合均匀后,涂覆于正极集流体铝箔上,烘干,冷压,得到正极。
电解液的制备:在干燥氩气环境下,将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二乙酯(DEC)以1:1:1的重量比混合,加入LiPF6混合均匀,得到基础电解液;向基础电解液中加入氟磺酸锂(LiSO3F),混合均匀后得到电解液,其中LiPF6的质量百分含量为12.5%,氟磺酸锂的含量b重量%示出在表1中。
隔离膜的制备:采用厚度为12微米的多孔聚乙烯薄膜制备隔离膜,孔隙率为35%。
锂离子电池的组装:将正极、隔离膜、负极按顺序叠好,使隔离膜处于正极和负极之间起到隔离作用,然后卷绕得到裸电芯;焊接极耳后将裸电芯置于外包装箔铝塑膜中,将上述制备好的电解液注入到干燥后的裸电芯中,经过真空封装、静置、化成、整形、容量测试等工序,获得锂离子电池。
实施例1-2至实施例1-17
除混合颗粒的粒径的变化和热处理温度、时间变化以外,以及电解液中加入的氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂不同,其余与实施例1相同。
对比例1-1至对比例1-2
对比例1-1除未添加氟磺酰胺锂、氟磺酸锂以外,其余与实施例1相同。
对比例1-2除混合颗粒的粒径的变化和热处理温度、时间变化、电解液中氟磺酸锂的含量以外,其余与实施例1相同。
实施例2-1至实施例2-5
除混合颗粒的粒径的变化和热处理温度、时间变化以外,其余与实施例1-3相同。
测试方法
1、负极活性材料测试
取完全放电的锂离子电池,拆解后取出负极用DMC(乙烯碳酸酯)浸泡20min后,再依次用DMC、丙酮各淋洗一遍,之后将其置于烘箱内,80℃烘烤12h,获得处理后的负极极片。用刮刀刮下负极极片上的粉末,并将刮下的粉末在氩气保护的条件下于管式炉中在400℃下热处理4h,获得负极活性材料。对所获得的负极活性材料进行如下测试:
1.1、Id/Ig
利用激光显微共聚焦拉曼光谱仪(Raman,HR Evolution,HORIBA科学仪器事业部)扫描负极活性材料样品进行测试,拉曼光谱仪的激光波长可处于532nm至785nm的范围内,测试样品的100个点的D峰和G峰,采用LabSpec软件对数据进行处理得到每一个测试位点的D峰和G峰的峰强,分别为Id和Ig,D峰出现在1350±50cm-1附近,G峰出现在1580±50cmcm-1附近;计算这100个点的Id和Ig比值的平均值得到负极活性材料的Id/Ig。
1.2、C004/C110
按照中华人民共和国机械行业标准JB/T 4220-2011《人造石墨的点阵参数测定方法》测试负。试验条件如下:X射线采用CuKα辐射,CuKα辐射由滤波片或单色器除去。X射线管的工作电压为(30-35)kV,工作电流为(15-20)mA。计数器的扫描速度为1/4(°)/min。在记录004衍射线图形时,衍射角2θ的扫描范围为53°-57°。在记录110衍射线图形时,衍射角2θ的扫描范围为75°-79°。由(004)面衍射线图形得到的峰面积记为C004。由(110)面衍射线图形得到的峰面积记为C110,计算得到负极活性材料的C004/C110的值。
1.3、石墨化度
采用高纯硅粉作为标样,负极活性材料样品与硅标样按照5:1的重量比混合,测试得到负极活性材料的002峰和硅的111峰,对测试所得负极活性材料002峰进行校准,通过校准后的002晶面间距d002间接计算得到石墨化度,计算公式g=(0.344-d002)/((0.344-0.3354)),0.3440代表完全未石墨化碳的层间距,0.3354代表理想石墨的层间距,单位均为nm。
1.4、振实密度
取2g负极活性材料样品,通过使用由洛根公司(LOGAN)制造的振实密度计TAP-2S进行2000次振动来测量振实密度。
2、锂离子电池相关性能测试
2.1浮充容量保持率
将电池放至60℃恒温箱中,以恒定电流1.5C充电至4.45V,测试此时的电池容量C0,4.45V下恒压充电至0.05C,再以0.05C小电流恒流充电1000小时,测试浮充结束后的电池容量C1,浮充容量保持率=C1/C0×100%。
2.2高温循环容量保持率
在45℃下,用万分尺测试锂离子电池在初始半充电状态下的厚度,记为H0。将锂离子电池以2C倍率充放电循环500圈,期间每循环50圈后,测量锂离子电池在满充状态下的厚度,记为Hn。通过下式计算锂离子电池的高温循环厚度膨胀率:高温循环厚度膨胀率=(Hn-H0)/H0×100%。
测试结果
表1示出了实施例及对比例的负极活性材料参数和电解液参数。
表1
表2表2
通过实施例1-1至实施例1-17与对比例1-1和对比例1-2的数据可以看出,当负极活性材料的Id/Ig与氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂的含量比满足0.01至5时,可提升二次电池的高温性能。
通过实施例1-3、实施例2-1至实施例2-5的数据可以看出,当负极活性材料的C004/C110、石墨化度和振实密度满足限定范围时,可进一步提升二次电池的高温存储性能。
虽然已经说明和描述了本申请的一些示例性实施方式,然而本申请不限于所公开的实施方式。相反,本领域普通技术人员将认识到,在不脱离如所附权利要求中描述的本申请的精神和范围的情况下,可对所描述的实施方式进行一些修饰和改变,这些修饰和改变,也落入本申请保护的范围。
Claims (11)
1.一种二次电池,包括正极极片,负极极片和电解液,其特征在于,所述负极极片包括负极活性材料,所述负极活性材料包含石墨,所述负极活性材料的Id/Ig的值为a,a为0.11至0.51,所述电解液包括氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂,基于所述电解液的重量,所述氟磺酰胺锂和/或氟磺酸锂的含量为b重量%,其中,满足:
0.01≤a/b≤5。
2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,0.1≤b≤3.5和/或0.08≤a≤0.25。
3.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述氟磺酰胺锂选自双三氟甲烷磺酰亚胺锂和/或双(氟磺酰)亚胺锂。
4.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述电解液进一步包含二氟磷酸锂,基于所述电解液的重量,所述二氟磷酸锂的含量为0.1重量%至3.5重量%。
5.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,0.2≤b≤2。
6.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述负极活性材料的C004/C110的值与a的比为10至30。
7.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述负极活性材料的C004/C110的值为3至10。
8.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述负极活性材料的石墨化度为90%至96%。
9.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述负极活性材料表面上设置有无定形碳。
10.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述负极活性材料的振实密度为0.92g/cm3至1.2g/cm3。
11.一种电子装置,其特征在于,该电子装置包括根据权利要求1至10中任一项所述的二次电池。
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