CN117334917A - 二次电池和用电装置 - Google Patents

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CN117334917A CN202311633137.6A CN202311633137A CN117334917A CN 117334917 A CN117334917 A CN 117334917A CN 202311633137 A CN202311633137 A CN 202311633137A CN 117334917 A CN117334917 A CN 117334917A
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刘江
姚斌
牛从酥
冯念云
裴振兴
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Abstract

本申请涉及一种二次电池和用电装置，属于电池技术领域。本申请的二次电池包括电解液和电极极片，电极极片包括电极活性材料层，电极活性材料层包括含碱金属离子的粘结剂，该粘结剂中的碱金属离子的物质的量为A mol，电解液中的碱金属离子的物质的量为D mol，A与D的比值为0.01‑1.5，从而有效降低了二次电池的成本，同时使得二次电池仍具有优异的循环性能。

Description

二次电池和用电装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种二次电池和用电装置。
背景技术
这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然构成现有技术。
二次电池具有高工作电压、可重复使用、无记忆效应等优势，得到了越来越广泛的应用。例如，二次电池已经成为电动汽车、手机、笔记本电脑、照相机、便携式移动电源的主要电源。然而，二次电池的成本较高，如何降低二次电池的成本是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
基于此，本申请提供一种二次电池和用电装置，旨在降低二次电池的成本的同时使二次电池仍具有优异的循环性能。
本申请的第一方面，提供一种二次电池，包括电解液和电极极片，所述电极极片包括电极活性材料层，所述电极活性材料层包括含碱金属离子的粘结剂，该粘结剂中的碱金属离子的物质的量为A mol，所述电解液中的碱金属离子的物质的量为D mol，所述A与所述D的比值为0.01-1.5。
上述实施方式中，含碱金属离子的粘结剂不仅可以起到粘结作用，而且含碱金属离子的粘结剂可以作为碱金属离子源，其中的碱金属离子可解离在电解液中，为二次电池提供活性离子，因此，含碱金属离子的粘结剂可以代替部分碱金属盐使用，并且控制A与D的比值在0.01-1.5的范围内，有效减少了电解液中碱金属盐的使用量，从而有效降低了二次电池的成本，同时使得二次电池仍具有优异的循环性能。
在其中一些实施例中，所述A与所述D的比值为0.1-1。
在其中一些实施例中，所述电解液中的碱金属盐的浓度为0.4mol/L-1.2mol/L。
在其中一些实施例中，基于所述电极活性材料层的质量计，所述含碱金属离子的粘结剂的质量百分比为0.1%-5%。
在其中一些实施例中，基于所述电极活性材料层的质量计，所述含碱金属离子的粘结剂的质量百分比为0.5%-2%。
在其中一些实施例中，基于所述含碱金属离子的粘结剂的质量计，所述含碱金属离子的粘结剂中的碱金属元素的质量百分数为3%-8.9%。
在其中一些实施例中，所述含碱金属离子的粘结剂的数均分子量为3000-300万。
在其中一些实施例中，所述含碱金属离子的粘结剂的数均分子量为10万-200万。
在其中一些实施例中，所述含碱金属离子的粘结剂包括含锂离子的粘结剂、含钠离子的粘结剂和含钾离子的粘结剂中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述含锂离子的粘结剂包括聚丙烯酸锂、海藻酸锂和羧甲基纤维素锂中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述含钠离子的粘结剂包括聚丙烯酸钠、海藻酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述含钾离子的粘结剂包括聚丙烯酸钾、海藻酸钾和羧甲基纤维素钾中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述电解液包括成膜添加剂，基于所述电解液的质量计，所述成膜添加剂的质量百分含量为0.005%-5%。
在其中一些实施例中，所述成膜添加剂包括不饱和酯类添加剂、含硫有机添加剂和无机化合物类添加剂中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述不饱和酯类添加剂包括碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述含硫有机添加剂包括亚硫酸乙烯酯和亚硫酸丙烯酯中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述无机化合物类添加剂包括SO2、CO2、Na2CO3、Na2SO3、K2CO3和Li2CO3中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述碱金属盐包括锂盐、钠盐和钾盐中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述钠盐包括六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、高氯酸钠、六氟砷酸钠、双氟磺酰亚胺钠、双三氟甲磺酰亚胺钠、三氟甲磺酸钠、二氟磷酸钠、二氟草酸硼酸钠、二草酸硼酸钠、二氟二草酸磷酸钠和四氟草酸磷酸钠中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述钾盐包括六氟磷酸钾、四氟硼酸钾、高氯酸钾、六氟砷酸钾、双氟磺酰亚胺钾、双三氟甲磺酰亚胺钾、三氟甲磺酸钾、二氟磷酸钾、二氟草酸硼酸钾、二草酸硼酸钾、二氟二草酸磷酸钾和四氟草酸磷酸钾中的一种或多种。
在其中一些实施例中，所述电极活性材料层还包括电极活性材料和导电剂，所述电极活性材料包括正极活性材料或负极活性材料。
本申请的第二方面，提供一种用电装置，包括本申请第一方面所述的二次电池。
本申请的用电装置包括本申请提供的二次电池，因而至少具有与所述二次电池相同的优势。
本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
为了更好地描述和说明本申请提供的实施例或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的申请、目前描述的实施例或示例以及目前理解的这些申请的最佳模式中的任何一者的范围的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请一实施方式的电池单体的示意图。
图2为图1所示的本申请一实施方式的电池单体的分解图。
图3为本申请一实施方式的电池模块的示意图。
图4为本申请一实施方式的电池包的示意图。
图5为图4所示的本申请一实施方式的电池包的分解图。
图6为本申请一实施方式的二次电池用作电源的用电装置的示意图。
附图标记说明：
1电池包；2上箱体；3下箱体；4电池模块；5电池单体；51壳体；52电极组件；53盖板；6用电装置。
具体实施方式
以下，适当地参照附图详细描述了本申请的二次电池和用电装置的一些实施方式。但是会有省略非必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”可以采用下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，任一个端值可以独立地被包括或不被包括，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，且如果还列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于列出了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。比如，当表述某个参数为选自“2-10”的整数，相当于列出了整数2、3、4、5、6、7、8、9和10。
本申请中涉及“多个”、“多种”等，如无特别限定，指在数量上大于2或等于2。例如，“一种或多种”表示一种或大于等于两种。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
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或实施方式中。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。在本文中提及的“实施方式”具有类似理解。
本领域技术人员可以理解，在各实施方式或实施例的方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的详细执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
在本申请中，以“含有”、“包含”、“包括”等词语描述的开放式技术特征或技术方案中，如无其他说明，不排除所列成员之外的额外成员，可视为既提供了由所列成员构成的封闭式特征或方案，还提供了在所列成员之外还包括额外成员的开放式特征或方案。例如，A包括a1、a2和a3，如无其他说明，可以还包括其他成员，也可以不包括额外成员，可视为既提供了“A由a1、a2和a3组成”的特征或方案，还提供了“A不仅包括a1、a2和a3，还包括其他成员”的特征或方案。在本申请中，如无其他说明，A（如B），表示B为A中的一种非限制性示例，可以理解A不限于为B。
在本申请中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。
二次电池的电解液中的碱金属盐主要起到提供导离子的作用，碱金属盐可以分为无机碱金属盐与有机碱金属盐两个大类，电解液中的碱金属盐的含量与二次电池的循环性能息息相关。碱金属盐较为昂贵，虽然降低电解液中碱金属盐的含量可以降低二次电池的成本，但是二次电池的循环性能会受到影响。例如，锂离子电池的电解液中的碱金属盐为锂盐，降低电解液中锂盐的含量虽然可以降低锂离子电池的成本，但是锂离子电池的循环性能会受到影响。
基于此，本申请提供了一种二次电池，包括电解液和电极极片，电极极片包括电极活性材料层，电极活性材料层包括含碱金属离子的粘结剂，该粘结剂中的碱金属离子的物质的量为A mol，电解液中的碱金属离子的物质的量为D mol，A与D的比值为0.01-1.5。上述二次电池中的含碱金属离子的粘结剂可以代替部分碱金属盐使用，有效减少了电解液中碱金属盐的使用量，从而有效降低了二次电池的成本，同时使得二次电池仍具有优异的循环性能。A与D的比值过大或过小则会影响二次电池的循环性能。
二次电池
本申请一实施方式提供一种二次电池，包括电解液和电极极片，电极极片包括电极活性材料层，电极活性材料层包括含碱金属离子的粘结剂，该粘结剂中的碱金属离子的物质的量为A mol，电解液中的碱金属离子的物质的量为D mol，A与D的比值为0.01-1.5。
上述实施方式中，A与D的比值表示含碱金属离子的粘结剂中的碱金属离子与电解液中的碱金属盐的摩尔比，也即，含碱金属离子的粘结剂中的碱金属离子可代替碱金属盐的比例。上述实施方式的含碱金属离子的粘结剂不仅可以起到粘结作用，而且含碱金属离子的粘结剂可以作为碱金属离子源，其中的碱金属离子可解离在电解液中，为二次电池提供活性离子，因此，含碱金属离子的粘结剂可以代替部分碱金属盐使用，并且控制A与D的比值在上述范围内，有效减少了电解液中碱金属盐的使用量，从而有效降低了二次电池的成本，同时使得二次电池仍具有优异的循环性能。A与D的比值过大或过小则会影响二次电池的循环性能。
需要说明的是，含碱金属离子的粘结剂中的碱金属离子与电解液中的碱金属盐中的碱金属离子相同，上述二次电池包括但不限于锂离子电池、钠离子电池或钾离子电池等。例如：二次电池可以是锂离子电池，含碱金属离子的粘结剂可以是含锂离子的粘结剂，碱金属盐可以是锂盐；或者二次电池可以是钠离子电池，含碱金属离子的粘结剂可以是含钠离子的粘结剂，碱金属盐可以是钠盐；或者二次电池可以是钾离子电池，含碱金属离子的粘结剂可以是含钾离子的粘结剂，碱金属盐可以是钾盐；或者二次电池可以是锂离子电池，含碱金属离子的粘结剂可以是含锂离子的粘结剂和含钠离子的粘结剂，碱金属盐可以是锂盐，Amol是指含锂离子的粘结剂中的锂离子的物质的量。本申请的二次电池中A与D的比值始终处于0.01-1.5范围内，不会随着二次电池的使用状态发生变化。因此，可以通过拆解二次电池，分别测试A、D，得到使用后的二次电池中A与D的比值。
在本申请中，电解液中的碱金属离子的物质的量D mol可以按照如下方法计算：假设二次电池的电解液中的碱金属盐的浓度为B mol/L，电解液的体积为C L，那么D=B×C。
在其中一些实施例中，A与D的比值为0.1-1。由此，可进一步有效降低二次电池的成本的同时使得二次电池仍具有优异的循环性能。
在其中一些实施例中，电解液中的碱金属盐的浓度为0.4mol/L-1.2mol/L。控制电解液中的碱金属盐的浓度在合理范围内，可以在有效降低二次电池的成本的同时使得二次电池仍具有优异的循环性能。可理解，电解液中的碱金属盐的浓度包括但不限于：0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.2。可选为0.9mol/L-1.1mol/L。
在其中一些实施例中，基于电极活性材料层的质量计，含碱金属离子的粘结剂的质量百分比为0.1%-5%。控制含碱金属离子的粘结剂的质量百分比在上述范围内，可以有效降低二次电池的成本的同时兼顾二次电池的循环性能。可理解，含碱金属离子的粘结剂的质量百分比包括但不限于：0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、4%、5%。进一步地，基于电极活性材料层的质量计，含碱金属离子的粘结剂的质量百分比为0.5%-2%。
在其中一些实施例中，基于含碱金属离子的粘结剂的质量计，含碱金属离子的粘结剂中的碱金属元素的质量百分数为3%-8.9%。控制含碱金属离子的粘结剂中的碱金属元素的质量百分数在上述范围内，可以促进碱金属离子在该粘结剂的分子链上传输，缩短碱金属离子传输至集流体的时间，减少极化积累，从而可提升二次电池的动力学性能。可理解，含碱金属离子的粘结剂中的碱金属元素的质量百分数包括但不限于：3%、4%、5%、6%、7%、8%、8.9%。
在其中一些实施例中，含碱金属离子的粘结剂的数均分子量为3000-300万。例如可以包括但不限于：3000、1万、5万、10万、30万、50万、100万、150万、200万、250万、300万。控制含碱金属离子的粘结剂的数均分子量为上述范围，可以使含碱金属离子的粘结剂兼具良好的粘结性能以及良好的浆料分散性能。进一步地，含碱金属离子的粘结剂的数均分子量为10万-200万。
在其中一些实施例中，含碱金属离子的粘结剂包括含锂离子的粘结剂、含钠离子的粘结剂和含钾离子的粘结剂中的一种或多种。
在其中一些实施例中，含锂离子的粘结剂包括聚丙烯酸锂（PAALi）、海藻酸锂和羧甲基纤维素锂中的一种或多种。上述实施例中，含锂离子的粘结剂包括PAALi时，PAALi可能在电极极片的表面形成电解质膜，增强与电解液的相容性，并且可助攻锂离子传导，从而提高二次电池的快充性能。由此，可以在有效降低二次电池成本的同时，进一步使得二次电池具有优异的循环性能。
在其中一些实施例中，含钠离子的粘结剂包括聚丙烯酸钠（PAANa）、海藻酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。上述实施例中，含锂离子的粘结剂包括PAANa时，PAANa可以在电极极片的表面形成电解质膜，增强与电解液的相容性，并且可助攻钠离子传导，从而提高二次电池的快充性能。由此，可以在有效降低二次电池成本的同时，进一步使得二次电池具有优异的循环性能。
在其中一些实施例中，含钾离子的粘结剂包括聚丙烯酸钾（PAAK）、海藻酸钾和羧甲基纤维素钾中的一种或多种。上述实施例中，含锂离子的粘结剂包括PAAK时，PAAK可以在电极极片的表面形成电解质膜，增强与电解液的相容性，并且可助攻钾离子传导，从而提高二次电池的快充性能。由此，可以在有效降低电池成本的同时，进一步使得二次电池具有优异的循环性能。
在其中一些实施例中，电解液包括成膜添加剂，基于电解液的质量计，成膜添加剂的质量百分含量为0.005%-5%。控制成膜添加剂的质量百分含量为上述范围，有助于在电极极片表面更好的形成固态电解质界面膜，减少电解液对电极极片的腐蚀，从而进一步提升二次电池的循环性能。可理解，基于电解液的质量计，成膜添加剂的质量百分含量包括但不限于：0.005%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、4%、5%。进一步地，基于电解液的质量计，成膜添加剂的质量百分含量为0.005%-3%。
在其中一些实施例中，成膜添加剂包括不饱和酯类添加剂、含硫有机添加剂和无机化合物类添加剂中的一种或多种。
在其中一些实施例中，不饱和酯类添加剂包括碳酸亚乙烯酯（VC）和氟代碳酸乙烯酯（FEC）中的一种或多种。
在其中一些实施例中，含硫有机添加剂包括亚硫酸乙烯酯（ES）和亚硫酸丙烯酯（PS）中的一种或多种。
在其中一些实施例中，无机化合物类添加剂包括SO2、CO2、Na2CO3、Na2SO3、K2CO3和Li2CO3中的一种或多种。
在其中一些实施例中，电极活性材料层还可选地包括其他粘结剂。其他粘结剂可以包括丁苯橡胶（SBR）、聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）、聚甲基丙烯酸（PMAA）及羧甲基壳聚糖（CMCS）中的一种或多种。
在其中一些实施例中，碱金属盐包括锂盐、钠盐和钾盐中的一种或多种。
在其中一些实施例中，锂盐包括六氟磷酸锂（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）、二氟磷酸锂（LiPO2F2）、二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、二草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟二草酸磷酸锂（LiDFOP）和四氟草酸磷酸锂（LiTFOP）中的一种或多种。
在其中一些实施例中，钠盐包括六氟磷酸钠（NaPF6）、四氟硼酸钠（NaBF4）、高氯酸钠（NaClO4）、六氟砷酸钠（NaAsF6）、双氟磺酰亚胺钠（NaFSI）、双三氟甲磺酰亚胺钠（NaTFSI）、三氟甲磺酸钠（NaTFS）、二氟磷酸钠（NaPO2F2）、二氟草酸硼酸钠（NaDFOB）、二草酸硼酸钠（NaBOB）、二氟二草酸磷酸钠（NaDFOP）和四氟草酸磷酸钠（NaTFOP）中的一种或多种。
在其中一些实施例中，钾盐包括六氟磷酸钾（KPF6）、四氟硼酸钾（KBF4）、高氯酸钾（KClO4）、六氟砷酸钾（KAsF6）、双氟磺酰亚胺钾（KFSI）、双三氟甲磺酰亚胺钾（KTFSI）、三氟甲磺酸钾（KTFS）、二氟磷酸钾（KPO2F2）、二氟草酸硼酸钾（KDFOB）、二草酸硼酸钾（KBOB）、二氟二草酸磷酸钾（KDFOP）和四氟草酸磷酸钾（KTFOP）中的一种或多种。
在其中一些实施例中，电极活性材料层还包括电极活性材料和导电剂，电极活性材料包括正极活性材料或负极活性材料。由于含碱金属离子的粘结剂既可以应用于负极极片中作为粘结剂，也可以应用于正极极片中作为粘结剂，因此，电极活性材料可以是负极活性材料，也可以是正极活性材料。相应地，电极极片可以是负极极片，也可以是正极极片。可选地，电极极片是负极极片。
在其中一些实施例中，导电剂包括超导碳、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。
在其中一些实施例中，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（）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、甲 酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙 酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的一种或多种。
本申请另一实施方式提供了一种用电装置，包括上述二次电池。
另外，以下适当参照附图对本申请的二次电池和用电装置进行说明。
通常情况下，二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔离膜。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。
正极极片
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的正极活性材料层，正极活性材料层包括正极活性材料。
作为非限制性示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极活性材料层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
在其中一些实施例中，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而获得。所述正极集流体中，该金属材料的非限制性示例可以包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等中的一种或多种。所述正极集流体中，该高分子材料基材的非限制性示例可以包括聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等基材中的一种或多种。
可以理解地，电池在充放电过程中会伴随锂(Li)的脱嵌及消耗，电池在放电到不同状态时正极极片中Li的含量不同。本申请中关于正极材料的列举中，如无其他说明，Li的含量为材料初始状态。将正极材料应用于电池体系中的正极极片，经过充放电循环，极片所含正极材料中Li的含量通常会发生变化。其中，Li的含量可以采用摩尔含量进行计量，但不限于此。关于“Li的含量为材料初始状态”，材料初始状态指投料于正极浆料之前的状态。可以理解，在所列举正极材料基础上进行适当改性而获得的新材料也在正极材料范畴之内，前述适当改性指针对正极材料可接受的改性方式，非限制性示例如包覆改性。
本申请中关于正极材料的列举中，氧(O)的含量仅为理论状态值，晶格释氧会导致氧的摩尔含量发生变化，实际O的含量会出现浮动。其中，O的含量可以采用摩尔含量进行计量，但不限于此。
在其中一些实施例中，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为非限制性示例，正极活性材料可包括以下材料中的一种或多种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物（如LiCoO2）、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物及其改性化合物等中的一种或多种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的非限制性示例可包括但不限于磷酸铁锂、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中一种或多种。锂钴氧化物的非限制性示例可以包括LiCoO2；锂镍氧化物的非限制性示例可以包括LiNiO2；锂锰氧化物的非限制性示例可以包括LiMnO2、LiMn2O4等；锂镍钴锰氧化物的非限制性示例可以包括LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（也可以简称为NCM333）、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（也可以简称为NCM523）、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2（也可以简称为NCM211）、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（也可以简称为NCM622）、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（也可以简称为NCM811）等。锂镍钴铝氧化物的非限制性示例可以包括LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。
所述正极活性材料包括钠离子活性材料。
作为非限制性示例，钠离子活性材料可包括以下材料中的一种或多种：钠过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝类化合物中的一种或多种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作钠离子电池正极活性材料的传统公知的材料。
作为本申请可选的技术方案，钠过渡金属氧化物中，过渡金属可以包括Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Ti、Zn、V、Zr及Ce中的一种或多种。钠过渡金属氧化物的非限制性示例可以为NaxMO2，其中M可以包括Ti、V、Mn、Co、Ni、Fe、Cr及Cu中的一种或几种，0＜x≤1。
作为本申请可选的技术方案，聚阴离子型化合物可以是具有钠离子、过渡金属离子及四面体型(YO4)n-阴离子单元的一类化合物。过渡金属可以包括Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Ti、Zn、V、Zr及Ce中的一种或多种；Y可以是P、S及Si中的一种或多种；n表示(YO4)n-的价态。
聚阴离子型化合物还可以是具有钠离子、过渡金属离子、四面体型(YO4)n-阴离子单元及卤素阴离子的一类化合物。过渡金属可以包括Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Ti、Zn、V、Zr及Ce中的一种或多种；Y可以是P、S及Si中的一种或多种，n表示(YO4)n-的价态；卤素可以是F、Cl及Br中的一种或多种。
聚阴离子型化合物还可以是具有钠离子、四面体型(YO4)n-阴离子单元、多面体单元(ZOy)m+及可选的卤素阴离子的一类化合物。Y可以是P、S及Si中的一种或多种，n表示(YO4)n-的价态；Z表示过渡金属，可以包括Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Ti、Zn、V、Zr及Ce中的一种或多种，m表示(ZOy)m+的价态；卤素可以是F、Cl及Br中的一种或多种。
聚阴离子型化合物可以包括NaFePO4、Na3V2(PO4)3（磷酸钒钠，简称NVP）、Na4Fe3(PO4)2(P2O7)、NaM’PO4F及Na3(VOy)2(PO4)2F3-2y(0≤y≤1)中的一种或多种。其中，NaM’PO4F中的M’可以包括V、Fe、Mn及Ni中的一种或多种。
普鲁士蓝类化合物可以是具有钠离子、过渡金属离子及氰根离子(CN-)的一类化合物。过渡金属可以包括Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Ti、Zn、V、Zr及Ce中的一种或多种。普鲁士蓝类化合物的非限制性示例可以为NaaMebMe’c(CN)6，其中Me及Me’可以各自独立地为Ni、Cu、Fe、Mn、Co及Zn中的一种或多种，0＜a≤2，0＜b＜1，0＜c＜1。
所述正极活性材料包括钾离子活性材料。
作为非限制性示例，钾离子活性材料可包括以下材料中的一种或多种：钾过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝类化合物中的一种或多种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作钾离子电池正极活性材料的传统公知的材料。
在其中一些实施例中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体的至少一侧表面上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。溶剂的种类可以选自但不限于前述实施方式中的任一种，例如N-甲基吡咯烷酮（NMP）。正极浆料所涂覆的正极集流体表面可以为正极集流体的单个表面上，也可以为正极集流体的两个表面上。正极浆料所涂覆的正极集流体表面可以为正极集流体的单个表面上，也可以为正极集流体的两个表面上。正极浆料的固含量可以为40wt%-80wt%。正极浆料在室温下的粘度可以调整到5000mPa·s-25000mPa·s。正极极片的压实密度可以为3.0g/cm3-3.6g/cm3，可选为3.3g/cm3-3.5g/cm3。
负极极片
负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性材料。
作为非限制性示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极活性材料层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
在其中一些实施例中，负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而获得。所述负极集流体中，该金属材料的非限制性示例可以包括铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等中的一种或多种。所述负极集流体中，该高分子材料基材的非限制性示例可以包括聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等基材中的一种或多种。
在其中一些实施例中，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为非限制性示例，负极活性材料可包括以下材料中的一种或多种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可以包括单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的一种或多种。锡基材料可以包括单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的一种或多种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
在其中一些实施例中，负极活性材料层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂（如羧甲基纤维素钠（CMC-Na））等。
在其中一些实施例中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述用于制备负极极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂（溶剂的非限制性示例如去离子水）中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在负极集流体的至少一侧表面上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。负极浆料所涂覆的负极集流体表面可以为负极集流体的单个表面上，也可以为负极集流体的两个表面上。负极浆料的固含量可以为40wt%-60wt%。负极浆料在室温下的粘度可以调整到2000mPa·s-10000mPa·s。负极极片的压实密度可以为1.0g/cm3-1.8g/cm3。
电解质
电解质采用本申请上述电解液。
隔离膜
在其中一些实施例中，二次电池中还包括隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在其中一些实施例中，隔离膜的材质可以包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的一种或多种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
在其中一些实施例中，所述隔离膜的厚度为6μm-40μm，可选为12μm-20μm。
在其中一些实施例中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
在其中一些实施例中，二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
在其中一些实施例中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，进一步地，塑料的非限制性示例可以包括聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等中的一种或多种。
二次电池中包括至少一个电池单体。二次电池可以包括1个或多个电池单体。
在本申请中，如无其他说明，“电池单体”指能够实现化学能和电能相互转化的基本单元，进一步地，通常而言至少包括正极极片、负极极片和电解质。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导活性离子的作用。
本申请对电池单体的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图1是作为一个示例的方形结构的电池单体5。
在其中一些实施例中，参照图2，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于开口，以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。电池单体5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据实际需求进行选择。
二次电池可以为电池模块4或电池包1。
电池模块包括至少一个电池单体。电池模块所含电池单体的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量选择合适的数量。
图3是作为一个示例的电池模块4。参照图3，在电池模块4中，多个电池单体5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个电池单体5进行固定。
可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个电池单体5容纳于该容纳空间。
在其中一些实施例中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据电池包的应用和容量选择合适的数量。
图4和图5是作为一个示例的电池包1。参照图4和图5，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
另外，本申请还提供一种用电装置，用电装置包括本申请提供的二次电池。二次电池可以用作用电装置的电源，也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以包括移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。其中，移动设备例如可以是手机、笔记本电脑等；电动车辆例如可以是纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等，但不限于此。
作为用电装置，可以根据其使用需求来选择二次电池。
图6是作为一个示例的用电装置6。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
1）负极极片的制备
以固含量为53%，将石墨、羧甲基纤维素钠CMC-Na、导电炭SP、粘结剂SBR和粘结剂聚丙烯酸锂PAALi按照96：1：0.5：1：1.5的比例在水中高速搅拌均匀。将所得浆料控制重量为0.209g/1540.25mm2均匀涂覆于10μm厚的铜箔的双侧表面上。待铜箔上的浆料在50℃-140℃环境中充分干燥后，控制压密为1.7g/cm3进行冷压，获得厚度为0.1694mm的负极极片，再裁切成宽度为97mm备用。
2）正极极片的制备
以固含量为62%，将磷酸铁锂LFP、粘结剂PVDF和导电炭SP按照97：2：1的比例在NMP溶液中高速搅拌均匀。将所得浆料控制重量为0.45g/1540.25mm2均匀涂覆于15μm厚的铝箔的双侧表面上。待铝箔上的浆料在50℃-140℃环境中充分干燥后，控制压密为2.6g/cm3进行冷压，获得厚度为0.2384mm的正极极片，再裁切成宽度为100mm备用。
3）隔离膜
选用12μm厚的聚丙烯隔离膜。
4）电池的制备
将7μm的隔膜裁切成宽度为106mm，使用322mm周长的卷针，将正负极片、隔膜按照卷绕的方式进行作业获得干电芯。再注以电解液（电解液中成膜添加剂碳酸亚乙烯酯（VC）为1%，锂盐为0.85mol/L的LiPF6，溶剂为质量比为1：1：1的EC/DMC/PC），获得200Ah的锂离子电池。
实施例2-24和对比例1-3
基本同实施例1，区别在于：改变负极极片或电解液的制备参数，具体如表1所述。
实施例25
1）负极极片的制备
以固含量为53%，将硬碳、聚丙烯酸（PAA）、导电炭SP、粘结剂SBR和粘结剂聚丙烯酸钠（PAANa）按照96：1：0.5：1.5：1的比例在水中高速搅拌均匀。将所得浆料控制重量为0.209g/1540.25mm2均匀涂覆于10μm厚的铜箔的双侧表面上。待铜箔上的浆料在50℃-140℃环境中充分干燥后，控制压密为1.2g/cm3进行冷压，获得厚度为0.2361mm的负极极片，再裁切成宽度为97mm备用。
2）正极极片的制备
以固含量为62%，将磷酸铁钠、粘结剂PVDF和导电炭SP按照97：2：1的比例在NMP溶液中高速搅拌均匀。将所得浆料控制重量为0.45g/1540.25mm2均匀涂覆于15μm厚的铝箔的双侧表面上。待铝箔上的浆料在50℃-140℃环境中充分干燥后，控制压密为2.6g/cm3进行冷压，获得厚度为0.2384mm的正极极片，再裁切成宽度为100mm备用。
3）隔离膜
选用12μm厚的聚丙烯隔离膜。
4）电池的制备
将7μm的隔膜裁切成宽度为106mm，使用322mm周长的卷针，将正负极片、隔膜按照卷绕的方式进行作业获得干电芯。再注以电解液（电解液中成膜添加剂碳酸亚乙烯酯（VC）为1%，钠盐为0.85mol/L的NaPF6，溶剂为质量比为1：1：1的EC/DMC/PC），获得200Ah的钠离子电池。
实施例26-27和对比例4-6
基本同实施例25，区别在于：改变负极极片或电解液的制备参数，具体如表1所述。
材料及性能测试
(1)含碱金属离子的粘结剂中碱金属离子的物质的量的测试
可以采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP）法测试电极极片中碱金属元素的质量，根据碱金属元素的摩尔质量，计算得到含碱金属离子的粘结剂中碱金属离子的物质的量。
(2)电解液中碱金属离子的物质的量的测试方法
可以利用ICP法测试电解液中碱金属元素的质量，根据碱金属元素的摩尔质量，计算得到电解液中碱金属离子的物质的量。
(3)碱金属元素的质量百分数的测试
取一定质量M1的含碱金属离子的粘结剂样品，采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP）法测试碱金属元素的质量m1，则，碱金属元素在含碱金属离子的粘结剂中的质量百分数均值w=m1/M1×100%。其中，待测样品通过如下方法制备得到：在烧杯中称取0.2g样品，加入10mL浓HNO3溶液，放置在180℃加热板上消解30min，待样品30min消解完成后，冷却到室温，通过漏斗转移消解液到50mL容量瓶中定容，根据行标USEPA-6010D-2018进行测试，准备好标准测试溶液，标准测试溶液为国家有色金属测试中心ICP分析多元素标准溶液，曲线浓度点分别为0、0.2、0.5、1.0、2.0mg/L，通过仪器先做好标准溶液校准曲线，输入样品质量和体积，再测试消解好的溶液，超出曲线范围的溶液需要稀释后在进行测试。最后通过原子发射的元素特征光谱来鉴别元素的存在（定性分析），依据光谱线的强度来测定元素的含量（定量分析）。
(4)含碱金属离子的粘结剂的质量百分比的测试
如(3)中所述的测试方法，利用ICP法可以得到含碱金属离子的粘结剂中的碱金属元素的质量百分数w。与(3)中所述的测试方法相似，首先从集流体（例如铜箔）上刮掉电极活性材料层，取一定质量的电极活性材料层M2，利用ICP法测试其中碱金属元素的质量为m2，则，基于电极活性材料层的质量计，含碱金属离子的粘结剂的质量百分比=m2/w/M2×100%。
(5)锂离子电池的循环性能测试
在25℃下，将锂离子电池以0.5C倍率充电到3.65V后恒压充电至电流低于0.05C，然后使用1C倍率放电至2.5V，以这种满充满放的形式进行循环测试，直至锂离子电池的放电容量衰减至初始容量的80％，记录此时的循环圈数。
(6)钠离子电池的循环性能测试
在25℃下，将钠离子电池以0.5C倍率充电到4.5V后恒压充电至电流低于0.05C，然后使用1C倍率放电至3.8V，以这种满充满放的形式进行循环测试，直至钠离子电池的放电容量衰减至初始容量的80％，记录此时的循环圈数。
(7)锂离子电池和钠离子电池的快充性能测试
以Cu丝为三电极，以5C充电倍率进行充电，直至阳极电位降至0mV，跳转至低倍率充电，依次以4C、3C、2C、1C低倍率进行充电，得到电芯的最大充电能力Map。
从0%SOC开始，以电芯最大能力充电Map进行阶梯充电至电芯截止电压达到3.8V，记从20%SOC至80%SOC所需时间为电池的快充时间。
表1
表2
表1中，D表示电解液中的碱金属离子的物质的量，单位为mol，D=B×C。
由表1-2可知，实施例1-24使用了含锂离子的粘结剂，电解液使用了锂盐，且控制A与D的比值在0.01-1.5之间；与对比例1-3相比，实施例1-24的电池的循环性能更好，说明实施例1-24中含锂离子的粘结剂不仅可以代替部分锂盐使用，降低电池的成本，而且能够使得电池仍具有较好的循环性能。
实施例25-27的电池使用了含钠离子的粘结剂，电解液使用了钠盐，且控制A与D的比值在0.01-1.5之间；与对比例4-6相比，实施例25-27的电池的循环性能更优，说明实施例25-27中含钠离子的粘结剂不仅可以代替部分钠盐使用，降低电池的成本，而且能够使得电池仍具有较好的循环性能。
观察实施例1、实施例6-11可知，进一步控制A与D的比值在0.1-1之间，可使电池具有更好的循环性能。
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，本文不再赘述。
需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (17)

1.一种二次电池，其特征在于，包括电解液和电极极片，所述电极极片包括电极活性材料层，所述电极活性材料层包括含碱金属离子的粘结剂，该粘结剂中的碱金属离子的物质的量为A mol，所述电解液中的碱金属离子的物质的量为D mol，所述A与所述D的比值为0.01-1.5。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述A与所述D的比值为0.1-1。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电解液中的碱金属盐的浓度为0.4mol/L-1.2mol/L。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，基于所述电极活性材料层的质量计，所述含碱金属离子的粘结剂的质量百分比为0.1%-5%。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，基于所述电极活性材料层的质量计，所述含碱金属离子的粘结剂的质量百分比为0.5%-2%。
6.根据权利要求1-4任一项所述的二次电池，其特征在于，基于所述含碱金属离子的粘结剂的质量计，所述含碱金属离子的粘结剂中的碱金属元素的质量百分数为3%-8.9%。
7.根据权利要求1-4任一项所述的二次电池，其特征在于，所述含碱金属离子的粘结剂的数均分子量为3000-300万。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述含碱金属离子的粘结剂的数均分子量为10万-200万。
9.根据权利要求1-4任一项所述的二次电池，其特征在于，所述含碱金属离子的粘结剂包括含锂离子的粘结剂、含钠离子的粘结剂和含钾离子的粘结剂中的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池具备如下特征中的一个或多个：
(1a)所述含锂离子的粘结剂包括聚丙烯酸锂、海藻酸锂和羧甲基纤维素锂中的一种或多种；
(1b)所述含钠离子的粘结剂包括聚丙烯酸钠、海藻酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或多种；
(1c)所述含钾离子的粘结剂包括聚丙烯酸钾、海藻酸钾和羧甲基纤维素钾中的一种或多种。
11.根据权利要求10所述的二次电池，其特征在于，所述电解液包括成膜添加剂，基于所述电解液的质量计，所述成膜添加剂的质量百分含量为0.005%-5%。
12.根据权利要求11所述的二次电池，其特征在于，所述成膜添加剂包括不饱和酯类添加剂、含硫有机添加剂和无机化合物类添加剂中的一种或多种。
13.根据权利要求12所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池具备如下特征中的一个或多个：
(2a)所述不饱和酯类添加剂包括碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种；
(2b)所述含硫有机添加剂包括亚硫酸乙烯酯和亚硫酸丙烯酯中的一种或多种；
(2c)所述无机化合物类添加剂包括SO2、CO2、Na2CO3、Na2SO3、K2CO3和Li2CO3中的一种或多种。
14.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述碱金属盐包括锂盐、钠盐和钾盐中的一种或多种。
15.根据权利要求14所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池具备如下特征中的一个或多个：
(3a)所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂中的一种或多种；
(3b)所述钠盐包括六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、高氯酸钠、六氟砷酸钠、双氟磺酰亚胺钠、双三氟甲磺酰亚胺钠、三氟甲磺酸钠、二氟磷酸钠、二氟草酸硼酸钠、二草酸硼酸钠、二氟二草酸磷酸钠和四氟草酸磷酸钠中的一种或多种；
(3c)所述钾盐包括六氟磷酸钾、四氟硼酸钾、高氯酸钾、六氟砷酸钾、双氟磺酰亚胺钾、双三氟甲磺酰亚胺钾、三氟甲磺酸钾、二氟磷酸钾、二氟草酸硼酸钾、二草酸硼酸钾、二氟二草酸磷酸钾和四氟草酸磷酸钾中的一种或多种。
16.根据权利要求1-4任一项所述的二次电池，其特征在于，所述电极活性材料层还包括电极活性材料和导电剂，所述电极活性材料包括正极活性材料或负极活性材料。
17.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1-16任一项所述的二次电池。
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Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080220331A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-11 Hiroshi Minami Nonaqueous electrolyte secondary battery and method of producing the same
CN102593424A (zh) * 2012-03-05 2012-07-18 中南大学 一种锂离子电池正极的制备方法
CN103367755A (zh) * 2013-07-29 2013-10-23 奇瑞汽车股份有限公司 一种锂离子电池的负极活性物质层及锂离子电池
CN103840163A (zh) * 2012-11-20 2014-06-04 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 锂离子电池正极用粘结剂，使用该粘结剂的锂离子电池正极及制备方法
CN105153974A (zh) * 2015-07-24 2015-12-16 深圳市腾龙源实业有限公司 一种水性复合粘结剂及其制备水性正极浆料方法
CN109346671A (zh) * 2018-11-20 2019-02-15 桑顿新能源科技有限公司 一种锂离子电池阳极浆料及其制备方法与应用
CN110137496A (zh) * 2018-02-02 2019-08-16 上海汽车集团股份有限公司 一种聚合物单离子导体及其制备方法及一种复合正极和全固态锂硫电池
CN111755664A (zh) * 2020-06-30 2020-10-09 蜂巢能源科技有限公司 一种锂离子电池的电极及锂离子电池
CN111900480A (zh) * 2020-08-21 2020-11-06 珠海冠宇电池股份有限公司 一种高低温性能优异的高电压锂离子电池
CN112175134A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 珠海冠宇电池股份有限公司 一种粘结剂及含有该粘结剂的锂离子电池
CN113437253A (zh) * 2021-06-26 2021-09-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂金属负极极片、电化学装置及电子设备
CN114583173A (zh) * 2022-03-15 2022-06-03 湖北亿纬动力有限公司 一种负极浆料组合物和应用
CN114937813A (zh) * 2022-05-30 2022-08-23 远景动力技术(江苏)有限公司 锂离子电池和电子设备
CN115064762A (zh) * 2022-07-28 2022-09-16 蜂巢能源科技股份有限公司 一种锂离子电池
CN115441042A (zh) * 2022-10-21 2022-12-06 天能帅福得能源股份有限公司 一种低温型磷酸铁锂电池及其制备方法
CN115513467A (zh) * 2022-11-03 2022-12-23 山东海科创新研究院有限公司 一种有机锂盐补锂材料及锂离子电池
CN115799644A (zh) * 2022-01-10 2023-03-14 浙江大学 一种低浓度阻燃电解液及二次电池
CN115810796A (zh) * 2021-09-26 2023-03-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电解液、包括其的二次电池及该二次电池的制备方法
WO2023216029A1 (zh) * 2022-05-07 2023-11-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池、电池模组、电池包及用电装置

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080220331A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-11 Hiroshi Minami Nonaqueous electrolyte secondary battery and method of producing the same
CN102593424A (zh) * 2012-03-05 2012-07-18 中南大学 一种锂离子电池正极的制备方法
CN103840163A (zh) * 2012-11-20 2014-06-04 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 锂离子电池正极用粘结剂，使用该粘结剂的锂离子电池正极及制备方法
CN103367755A (zh) * 2013-07-29 2013-10-23 奇瑞汽车股份有限公司 一种锂离子电池的负极活性物质层及锂离子电池
CN105153974A (zh) * 2015-07-24 2015-12-16 深圳市腾龙源实业有限公司 一种水性复合粘结剂及其制备水性正极浆料方法
CN110137496A (zh) * 2018-02-02 2019-08-16 上海汽车集团股份有限公司 一种聚合物单离子导体及其制备方法及一种复合正极和全固态锂硫电池
CN109346671A (zh) * 2018-11-20 2019-02-15 桑顿新能源科技有限公司 一种锂离子电池阳极浆料及其制备方法与应用
CN111755664A (zh) * 2020-06-30 2020-10-09 蜂巢能源科技有限公司 一种锂离子电池的电极及锂离子电池
CN111900480A (zh) * 2020-08-21 2020-11-06 珠海冠宇电池股份有限公司 一种高低温性能优异的高电压锂离子电池
CN112175134A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 珠海冠宇电池股份有限公司 一种粘结剂及含有该粘结剂的锂离子电池
CN113437253A (zh) * 2021-06-26 2021-09-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂金属负极极片、电化学装置及电子设备
CN115810796A (zh) * 2021-09-26 2023-03-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电解液、包括其的二次电池及该二次电池的制备方法
CN115799644A (zh) * 2022-01-10 2023-03-14 浙江大学 一种低浓度阻燃电解液及二次电池
CN114583173A (zh) * 2022-03-15 2022-06-03 湖北亿纬动力有限公司 一种负极浆料组合物和应用
WO2023216029A1 (zh) * 2022-05-07 2023-11-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池、电池模组、电池包及用电装置
CN114937813A (zh) * 2022-05-30 2022-08-23 远景动力技术(江苏)有限公司 锂离子电池和电子设备
CN115064762A (zh) * 2022-07-28 2022-09-16 蜂巢能源科技股份有限公司 一种锂离子电池
CN115441042A (zh) * 2022-10-21 2022-12-06 天能帅福得能源股份有限公司 一种低温型磷酸铁锂电池及其制备方法
CN115513467A (zh) * 2022-11-03 2022-12-23 山东海科创新研究院有限公司 一种有机锂盐补锂材料及锂离子电池

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王兵舰等: "《锂电池及其安全》", 30 April 2022, pages: 153 *
郭炳焜等: "《化学电源 电池原理及制造技术》", 30 June 2000, pages: 435 - 440 *

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