CN117691189B - 电解液、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电解液、电池及用电设备。所述电解液包括锂盐及第一添加剂，所述第一添加剂包括含两个磺酸根基团的环状物质，在所述电解液中，所述第一添加剂的质量分数w1的范围为：0.01%≤w1≤2%。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电解液、电池及用电设备。
背景技术
随着当前新能源技术的快速发展，对电池的循环寿命要求越来越高。其中，在正极材料中添加少量的补锂剂铁酸锂能有效地弥补循环过程中活性锂的消耗从而提升电池的循环性能。但是，铁酸锂在脱锂过程中会同时发生铁和氧的氧化反应，使得容易产生氧气，导致电解液在正极极片处氧化，既消耗了电解液，又使得电解液体系变得不稳定，降低了电池的循环寿命和安全性能。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种电解液、电池及用电设备，所述电解液具有较好的稳定性。
本申请提供一种电解液，所述电解液包括锂盐及第一添加剂，所述第一添加剂包括含两个磺酸根基团的环状物质，在所述电解液中，所述第一添加剂的质量分数w1的范围为：0.01%≤w1≤2%。
进一步地，所述第一添加剂的结构式为：，其中，所述R1选自H、C、CnH2n+2及C6H6中的一种；所述R2选自H、C、CnH2n+2及C6H6中的一种，n满足范围：1≤n≤10。
进一步地，所述电解液还包括第二添加剂，所述第二添加剂为成膜添加剂，所述第一添加剂的还原电位高于所述第二添加剂的还原电位，所述第一添加剂的氧化电位低于所述第二添加剂的氧化电位在所述电解液中，所述第二添加剂的质量分数为w2，则满足关系式：2≤w2/w1≤10。
进一步地，所述第二添加剂的质量分数w2满足范围：1%≤w2≤4%。
进一步地，所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、三（三甲基硅烷）磷酸酯、1,3-丙烷磺酸内酯、己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三腈中的至少一种。
本申请还提供了一种电池，所述电池包括：负极极片、隔膜、正极极片以及本申请提供的电解液，所述隔膜设置于所述负极极片的一侧；所述正极极片设置于所述隔膜背离所述负极极片的一侧，所述正极极片包括正极活性层以及正极集流体层，所述正极活性层设置于所述正极集流体层的表面，所述正极活性层包括多个补锂颗粒；所述电解液至少浸润部分所述正极极片及部分所述负极极片，所述电解液还包括锂盐。
进一步地，在所述正极活性层中，所述补锂颗粒的质量分数为w3；所述补锂颗粒包括基体和包覆层，所述包覆层设置于所述基体的外周，所述基体的平面收缩率为α，则满足关系式：0.4≤α×w3/w1≤1.7；其中，所述基体的化学式为Li1+rM1-pNpO4-sBs，且满足0.1<r<6.1，0≤p<0.99，0≤s<0.1；M、N分别选自铁、钴、镍、钛、锌、镁、铝、锰、钒、铬、锆、铜、铌、钽、钨、钇及镧中的至少一种，B选自硫、氮、氟、氯及溴中的至少一种。
进一步地，在正极极片的横截面中，所述包覆层的内侧轮廓限定的面积为S1，所述补锂颗粒释放锂离子后，所述基体的外侧轮廓限定的面积为S2，则所述基体的平面收缩率α满足关系式：α=(S1-S2)/S1×100%，所述电池满足关系式：20≤α/w1≤60。
进一步地，所述基体的平面收缩率α的范围为：5%≤α≤40%。
进一步地，在所述正极活性层中，所述补锂颗粒的质量分数w3的范围为：0.5%≤w3≤5%。
进一步地，在5K的放大倍率下，在22μm×15μm的矩形区域内，在所述正极极片的横截面中，所述补锂颗粒的数量为多个；多个所述包覆层的内侧轮廓限定的面积的总和为S3，所述补锂颗粒释放锂离子后，多个所述基体的外侧轮廓限定的面积的总和为S4，则多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积S满足关系式：S=S3-S4，S满足范围：1.5μm2≤S/w1≤8μm2。
进一步地，多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积S的范围为：0.1μm2≤S≤6μm2。
本申请还提供了一种用电设备，所述用电设备包括：设备本体以及本申请提供的电池，所述电池为所述设备本体进行供电。
在本申请中，当所述电解液应用于电池且所述电池的正极极片包括补锂颗粒时，所述补锂颗粒可释放锂离子，以弥补所述电池在首次充放电和持续循环过程中不断消耗的锂离子，继而使得所述电池具有较高的可利用能量。然而，补锂颗粒在释放锂离子的同时会释放出氧负离子，氧负离子具有较强的氧化性，容易与电解液发生副反应，使得电解液的稳定性降低。但是，在本方案中，所述电解液包括第一添加剂且所述第一添加剂包括含两个磺酸根基团的环状物质，所述磺酸根基团中的硫原子具有较高的电子亲和力和较高的电负性，且所述硫-氧键的键能较低，环状结构相比线状结构更不稳定，具有更高的反应活性，使得所述第一添加剂具有较高的还原电位及较低的氧化电位。当对所述电池进行充电时，所述正极极片的电位不断上升，所述负极极片的电位不断下降，则在所述正极极片附近的第一添加剂相较于其它物质先达到氧化电位，所述第一添加剂发生氧化分解反应并且生成的产物附着于补锂颗粒的表面，从而抑制补锂颗粒释放的氧负离子或氧气与电解液的副反应，有利于维持所述电解液的稳定性，且在所述负极极片附近的第一添加剂相较于其它物质先达到还原电位，所述第一添加发生还原反应且生成的产物在负极极片的表面成膜，增强了负极极片与电解液的界面膜的强度，从而提升了所述电解液应用于电池时电池的容量保持率。此外，所述第一添加剂的反应产物主要为硫酸盐类物质，不会额外产生大量气体，有利于进一步提升所述电解液应用于电池时电池的安全性能。
当所述第一添加剂的质量分数w1满足范围0.01%≤w1≤2%时，所述第一添加剂的质量分数在合理的范围内，所述第一添加剂既能优于电解液中的其它物质发生氧化还原反应，且所述第一添加剂生成的产物在补锂颗粒的表面形成膜，从而有效阻止补锂颗粒释放的氧气与电解液发生副反应，且在负极极片的表面成膜以增强负极极片与电解液的界面膜的强度，还能避免所述第一添加剂产生过多的酸而影响正极极片和/或负极极片与电解液的界面膜，使得所述电解液应用于电池时电池兼具较高的能量效率、安全性能和容量保持率。当所述第一添加剂的质量分数w1过大时，所述第一添加剂发生氧化还原反应的产物包括酸，则所述第一添加剂产生的酸过多，将攻击所述正极极片和/或负极极片与电解液的界面膜，从而降低了所述正极极片和/或负极极片与电解液的界面膜的稳定性，使得增大了电池的内阻，继而降低了所述电解液应用于电池时电池的充放电效率、能量效率和安全性能。当所述第一添加剂的质量分数w1过小时，所述第一添加剂发生氧化还原分解产生的产物形成的膜较小，使得所述第一添加剂难以阻止补锂颗粒释放出的氧气与电解液发生副反应，继而降低了所述电解液的稳定性，从而减低了所述电解液应用于电池时电池的容量保持率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例的电池的剖面结构示意图；
图2为本申请一实施例的正极极片的剖面结构示意图；
图3为本申请一实施例的补锂颗粒在收缩后的扫描电子显微镜谱图；
图4为本申请又一实施例的补锂颗粒在收缩后的扫描电子显微镜谱图；
图5为本申请一实施例的用电设备的电路框图；
图6为本申请一实施例的用电设备的结构示意图。
附图标记说明：
100-电解液，200-电池，210-负极极片，220-隔膜，230-正极极片，231-正极活性层，232-正极集流体层，300-用电设备，310-设备本体。
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付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。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着，结合实施例或实施方式描述的特定特征、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。
随着当前新能源技术的快速发展，对电池的循环寿命要求越来越高。其中，在正极材料中添加少量的补锂剂铁酸锂能有效地弥补循环过程中活性锂的消耗从而提升电池的循环性能。但是，铁酸锂在脱锂过程中会同时发生铁和氧的氧化反应，使得容易产生氧气，导致电解液在正极极片处氧化，既消耗了电解液，又使得电解液体系变得不稳定，降低了电池的循环寿命和安全性能。当铁酸锂在脱锂过程中脱出较多锂时，铁酸锂将会同时脱出较多的氧气，使得所述正极材料与所述电解液发生较多的副反应，降低电池的安全性能；当铁酸锂在脱锂过程中释放的锂离子较少时，难以弥补循环过程中活性锂的消耗，从而降低了电池的循环性能。
请参见图1及图2，本申请一实施例提供了一种电解液100，所述电解液100包括第一添加剂，所述第一添加剂包括含两个磺酸根基团的环状物质，在所述电解液100中，所述第一添加剂的质量分数w1的范围为：0.01%≤w1≤2%。
具体地，所述第一添加剂的质量分数w1的值可以为但不限于为0.01%、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.45%、0.55%、0.65%、0.7%、0.85%、0.9%、1%、1.15%、1.2%、1.25%、1.3%、1.45%、1.55%、1.65%、1.75%、1.8%、1.85%、1.9%、1.95%及2%等。
可以理解地，所述第一添加剂的质量分数w1为所述第一添加剂的质量与所述电解液100的质量的比值。
可以理解地，所述电解液100应用于电池200，所述电池200为锂离子电池，且所述电解液100包括锂盐，所述电池200还包括负极极片210、隔膜220及正极极片230，所述正极极片230包括正极活性层231以及正极集流体层232，所述正极活性层231设置于所述正极集流体层232的表面，所述正极活性层231包括补锂颗粒，所述电解液100至少浸润部分所述正极极片230及部分所述负极极片210。在所述电池200进行充放电的过程中，所述电解液100作为活性离子的传输媒介，即锂离子的传输媒介，一方面可提供部分活性锂离子，以作为导电离子使用；另一方面所述电解液100可提供离子通道，帮助锂离子在所述电池200中自由移动。其中，所述补锂颗粒可在所述电池200进行充电时释放出锂离子，以及时补充电解液100中消耗的活性离子。
可以理解地，所述第一添加剂包括含两个磺酸根基团的环状物质，所述磺酸根基团中的硫原子具有较高的电子亲和力，可以吸引电子，使得硫原子周围的电子云密度增加，且硫原子具有较高的电负性，使得磺酸根基团更容易接受电子，继而使得磺酸根基团具有较高的还原电位，即所述第一添加剂具有较高的还原能力。进一步地，磺酸根基团中的硫-氧键的键能相对较低，这使得在氧化反应过程中，硫-氧键更容易断裂，从而使得磺酸根基团具有较低的氧化电位。进一步地，所述第一添加剂为环状物质，相较于线性结构稳定性较差，使得所述第一添加剂相较于电解液100中的其它组分更容易发生氧化还原反应。
当所述电解液100应用于电池200且对所述电池200进行充电时，正极极片230的电位不断上升，负极极片210的电位不断下降，则在所述正极极片230附近的电解液100中，所述第一添加剂的氧化电位较低，所述第一添加剂相较于其它组分更容易达到氧化电位，使得所述第一添加剂相较于其它组分优先发生氧化反应；在所述负极极片210附近的电解液100中，所述第一添加剂的还原电位较高，所述第一添加剂相较于其它成分更容易达到还原电位，使得所述第一添加剂相较于其它成分优先发生还原反应。进一步地，所述第一添加剂为环状物质，相较于线性结构稳定性较差，使得所述第一添加剂相较于电解液100中的其它组分更容易发生氧化还原反应。总言之，在所述电解液100中，所述第一添加剂相较于其它成分优先发生氧化反应和还原反应。
在本实施例中，当所述电解液100应用于电池200且所述电池200的正极极片230包括补锂颗粒时，所述补锂颗粒可释放锂离子，以弥补所述电池200在首次充放电和持续循环过程中不断消耗的锂离子，继而使得所述电池200具有较高的可利用能量。然而，补锂颗粒在释放锂离子的同时会释放出氧负离子，氧负离子具有较强的氧化性，容易与电解液100发生副反应，使得电解液100的稳定性降低。但是，在本方案中，所述电解液100包括第一添加剂且所述第一添加剂包括含两个磺酸根基团的环状物质，所述磺酸根基团中的硫原子具有较高的电子亲和力和较高的电负性，且所述硫-氧键的键能较低，环状结构相比线状结构更不稳定，具有更高的反应活性，使得所述第一添加剂具有较高的还原电位及较低的氧化电位。当对所述电池200进行充电时，所述正极极片230的电位不断上升，所述负极极片210的电位不断下降，则在所述正极极片230附近的第一添加剂相较于其它物质先达到氧化电位，所述第一添加剂发生氧化分解反应并且生成的产物附着于补锂颗粒的表面，从而抑制补锂颗粒释放的氧负离子或氧气与电解液100的副反应，有利于维持所述电解液100的稳定性，且在所述负极极片210附近的第一添加剂相较于其它物质先达到还原电位，所述第一添加剂发生还原反应的产物在负极极片210的表面成膜，增强了负极极片210与电解液100的界面膜的强度，从而提升了所述电解液100应用于电池200时电池200的容量保持率。此外，所述第一添加剂的反应产物主要为硫酸盐类物质，不会额外产生大量气体，有利于进一步提升所述电解液100应用于电池200时电池200的安全性能。
当所述第一添加剂的质量分数w1满足范围0.01%≤w1≤2%时，所述第一添加剂的质量分数在合理的范围内，所述第一添加剂既能优于电解液100中的其它物质发生氧化还原反应，且所述第一添加剂生成的产物在补锂颗粒的表面形成膜，从而有效阻止补锂颗粒释放的氧气与电解液100发生副反应，且在负极极片210的表面成膜以增强负极极片210与电解液100的界面膜的强度，还能避免所述第一添加剂产生过多的酸而影响正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜，使得所述电解液100应用于电池200时电池200兼具较高的能量效率、安全性能和容量保持率。当所述第一添加剂的质量分数w1过大时，所述第一添加剂发生氧化还原反应的产物包括酸，则所述第一添加剂产生的酸过多，将攻击所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜，从而降低了所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜的稳定性，使得增大了电池200的内阻，继而降低了所述电解液100应用于电池200时电池200的充放电效率、能量效率和安全性能。当所述第一添加剂的质量分数w1过小时，所述第一添加剂发生氧化还原分解产生的产物形成的膜较小，使得所述第一添加剂难以阻止补锂颗粒释放出的氧气与电解液100发生副反应，继而降低了所述电解液100的稳定性，从而减低了所述电解液100应用于电池200时电池200的容量保持率。
在一些实施例中，所述第一添加剂的结构式为：，其中，所述R1选自H、C、CnH2n+2及C6H6中的一种；所述R2选自H、C、CnH2n+2及C6H6中的一种，n满足范围：1≤n≤10。
其中，n的值选自1、2、3、4、5、6、7、8、9及10中的一个。
在本实施例中，由所述第一添加剂的结构式可知，所述第一添加剂包括含有两个磺酸根基团的环状物质，所述第一添加剂的环状结构使得所述第一添加剂的结构稳定性较差，继而使得所述第一添加剂相较于电解液100中的其它组分更容易发生反应。当所述电解液100包括所述第一添加剂且所述第一添加剂应用于电池200时，两个所述磺酸根基团均具有硫，所述硫原子具有较高的电负性和电子亲和力，使得硫原子周围的电子云密度较高，继而使得所述第一添加剂具有较高的还原电位。两个所述磺酸根基团还具有多个硫-氧键，且硫-氧键的键能较低，使得所述第一添加剂具有较低的氧化电位。当所述电解液100应用于电池200且对所述电池200进行充电时，正极极片230的电位不断上升，负极极片210的电位不断下降，则在所述正极极片230附近的电解液100中，所述第一添加剂的氧化电位较低，随着正极极片230的电位的上升，所述第一添加剂相较于其它组分更容易发生氧化分解；在所述负极极片210附近的电解液100中，所述第一添加剂的还原电位较高，随着负极极片210的电位的下降，所述第一添加剂相较于其它组分更容易发生还原分解。所述第一添加剂发生氧化反应
的分解产物将附着于补锂颗粒的表面并在补锂颗粒的表面形成膜，以阻止所述电解液100与补锂颗粒产生的氧气反应，从而有利于维持电解液100的稳定性，所述第一添加剂发生还原反应的分解产物在负极极片210的表面成膜，以增强负极极片210与电解液100的界面膜，继而提升所述电解液100应用于电池200时电池200的循环性能及容量保持率。其中，所述R1、R2选自氢原子、碳原子或原子数为1至10的饱和链状烷烃、或苯环中的一种，以避免R1、R2降低所述第一添加剂的还原电位或升高所述第一添加剂的氧化电位。
在一些实施例中，所述电解液100还包括第二添加剂，所述第二添加剂为成膜添加剂，所述第一添加剂的还原电位高于所述第二添加剂的还原电位，所述第一添加剂的氧化电位低于所述第二添加剂的氧化电位在所述电解液100中，所述第二添加剂的质量分数为w2，则满足关系式：2≤w2/w1≤10。
具体地，w2/w1的值可以为但不限于为2、2.3、2.5、2.8、3、3.2、3.8、4、4.2、4.5、4.8、5、5.2、5.6、5.9、6、6.2、6.5、6.8、7、7.5、7.8、8、8.3、8.8、8.9、9、9.3、9.5、9.8及10等。
在本实施例中，所述电解液100还包括第二添加剂且所述第二添加剂为成膜添加剂，当所述电解液100应用于电池200时，所述第二添加剂有利于促进所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的产生，且能维持所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的稳定性，以避免电解液100应用于电池200时因界面膜被破坏而使得电池200的内阻增大，继而使得所述电解液100应用于电池200时电池200具有较高的能量效率。进一步地，所述第一添加剂的还原电位高于所述第二添加剂的还原电位，所述第一添加剂的氧化电位低于所述第二添加剂的氧化电位，则当所述电解液100应用于电池200且对所述电池200进行充电时，所述正极极片230的电位不断上升，所述第一添加剂相较于所述第二添加剂更先达到氧化电位，使得所述第一添加剂相较于所述第二添加剂优先发生氧化反应；所述负极极片210的电位不断下降，所述第一添加剂相较于所述第二添加剂更先达到还原电位，使得所述第一添加剂相较于所述第二添加剂优先发生还原反应，可避免所述第二添加剂被分解而无法正常发挥作用，使得所述第二添加剂可促进正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的产生且能维持所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的稳定性。
当所述电解液100满足关系式：2≤w2/w1≤10时，所述第一添加剂的质量分数及所述第二添加剂的质量分数均在合理的范围内，所述第一添加剂既能产生足够多的分解产物以覆盖补锂颗粒的表面并减缓补锂颗粒产生的氧气与电解液100的反应，且能在负极极片210的表面成膜以增强负极极片210与电解液100的界面膜的强度，还能避免因所述第一添加剂过多而产生过多的酸，还能避免因所述第一添加剂过少而使得消耗第二添加剂而造成第二添加剂的浪费，最终使得所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜具有较好的稳定性，且电解液100具有较好的稳定性，使得所述电池200具有较高的充放电效率、能量效率及安全性能。当w2/w1的值过大时，所述第一添加剂的质量分数远小于所述第二添加剂的质量分数。一方面，所述第一添加剂的质量分数过小，使得所述第一添加剂的分解产物过少且难以在所述补锂颗粒的表面或负极极片210的表面成膜，从而难以减缓所述补锂颗粒产生的氧气与电解液100之间的副反应，也难以增强负极极片210与电解液100的界面膜的强度，所述电解液100的稳定性较差，从而使得所述电池200的容量保持率较低。另一方面，所述第二添加剂的质量分数过大，则当对所述电池200进行充电时，所述第一添加剂优先氧化还原分解且均被消耗后，仍有部分第二添加剂发生氧化还原分解产气，造成了第二添加剂的浪费，且第二添加剂产生的气体不利于所述电池200的循环，可能增加正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的副反应，降低了电解液100的稳定性，从而增大所述电池200的内阻，使得所述电池200的容量保持率及能量效率较低。当w2/w1的值过小时，所述第一添加剂的质量分数远大于所述第二添加剂的质量分数。一方面，所述第一添加剂的质量分数过大，则所述第一添加剂的氧化还原分解产生的酸过多，将攻击所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜，从而降低了所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜的稳定性，使得增大了电池200的内阻，继而降低了所述电解液100应用于电池200时电池200的充放电效率、能量效率和安全性能。另一方面，所述第二添加剂的质量分数过小，使得所述第二添加剂难以促进正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的产生，且能以维持正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的稳定性，可能增大所述电池200的内阻，从而降低电池200的能量效率。
在一些实施例中，所述第二添加剂的质量分数w2满足范围：1%≤w2≤4%。
具体地，所述第二添加剂的质量分数w2的值可以为但不限于为1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、1.9%、2%、2.1%、2.3%、2.5%、2.7%、2.9%、3%、3.1%、3.3%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%及4%等。
在本实施例中，当所述第二添加剂的质量分数w2满足范围1%≤w2≤4%时，所述第二添加剂的质量分数在合理的范围内，所述第二添加剂既能促进正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的产生，且能维持正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的稳定性，还可避免因所述第二添加剂过多而产气，提升了所述电解液100应用于电池200的安全性能及循环性能，也有助于提升所述电池200的能量效率。当所述第二添加剂的质量分数过大时，则当对所述电池200进行充电时，所述第一添加剂优先氧化还原分解且均被消耗后，仍有部分第二添加剂发生氧化还原分解产气，造成了第二添加剂的浪费，且第二添加剂产生的气体不利于所述电池200的循环，可能增加正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的副反应，从而增大所述电池200的内阻，使得所述电池200的能量效率较低。当所述第二添加剂的质量分数过小时，使得所述第二添加剂难以促进正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的产生，且能以维持正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的稳定性，可能增大所述电池200的内阻，从而降低电池200的能量效率。
在一些实施例中，所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、三（三甲基硅烷）磷酸酯、1,3-丙烷磺酸内酯、己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三腈中的至少一种。
可以理解地，在本申请术语中，“至少一种”指大于或等于一种，可以为一种或多种。
在本实施例中，当碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸酯、硫酸乙烯酯、三（三甲基硅烷）磷酸酯、1,3-丙烷磺酸内酯、己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三腈中的至少一种应用于电解液100中，均能促进正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的产生，且能促进正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的稳定性，避免界面膜被破坏而增大电池200的内阻，从而使得电解液100应用于电池200时电池200具有较高的容量保持率及安全性能。
本申请实施例提供了一种电池200，所述电池200包括：负极极片210、隔膜220、正极极片230以及本申请提供的电解液100，所述隔膜220设置于所述负极极片210的一侧；所述正极极片230设置于所述隔膜220背离所述负极极片210的一侧，所述正极极片230包括正极活性层231以及正极集流体层232，所述正极活性层231设置于所述正极集流体层232的表面，所述正极活性层231包括多个补锂颗粒；所述电解液100至少浸润部分所述正极极片230及部分所述负极极片210。
可以理解地，所述负极极片210、所述隔膜220及所述正极极片230依次设置。
可以理解地，在所述电池200中，所述电解液100包括锂盐，所述电解液100包括活性离子，即锂离子；所述正极极片230与所述负极极片210至少部分浸润于所述电解液100中，在所述电池200进行充放电的过程中，所述电解液100作为活性离子的传输媒介，即锂离子的传输媒介，一方面可提供部分活性锂离子，以作为导电离子使用；另一方面所述电解液100可提供离子通道，帮助锂离子在所述电池200中自由移动。
在本实施例提供的电池200中，所述正极极片230的正极活性层231包括补锂颗粒，当所述正极极片230应用于电池200且对所述电池200进行充电时，所述补锂颗粒可以释放锂离子，所述锂离子从所述正极极片230传输至所述电解液100，再传输至负极极片210，实现了对所述电池200中锂离子的补充，以提升所述电池200的首效、能量密度及容量保持率。此外，所述电池200包括本申请提供的电解液100，所述电解液100至少浸润部分所述正极极片230及部分所述负极极片210，所述电解液100包括第一添加剂，所述第一添加剂相较于电解液100中的其它组分可优先发生氧化还原反应，且所述第一添加剂的氧化分解产物附着于补锂颗粒的表面并减缓补锂颗粒产生的氧气与电解液100之间的副反应，所述第一添加剂的还原分解产物在负极极片210的表面成膜，以增强负极极片210与电解液100的界面膜的强度，有利于维持电解液100的稳定性，且提升所述电池200的容量保持率。此外，所述第一添加剂的反应产物主要为硫酸盐类物质，不会额外产生大量气体，使得所述电池200具有较高的容量保持率及较好的安全性能。
可选地，所述电池200为可以为圆柱电池、方形电池及软包电池等中的一种。
可选地，所述隔膜220的材料选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯等中的至少一种。在一些实施例中，所述隔膜220为单层薄膜；在另一些实施例中，所述隔膜220为多层复合薄膜。当所述隔膜220为多层复合薄膜时，每层的材料可以相同，也可以不同。
可选地，所述隔膜220的厚度范围满足14μm至18μm，具体地，所述隔膜220的厚度可以为但不限于为14μm、14.5μm、15μm、15.5μm、16μm、16.5μm、17μm、17.5μm及18μm等。
可选地，所述正极活性层231还包括正极活性材料，所述正极活性材料选自锂过渡金属氧化物及其改性材料等中的至少一种，在一些实施例中，所述正极活性材料为磷酸铁锂。所述改性材料可以是对锂过渡金属氧化物进行掺杂改性和/或包覆改性。优选地，所述锂过渡金属氧化物可以为但不限于为锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物。
可选地，所述正极集流体层232的材料选自铝。
可选地，所述正极活性层231还包括正极粘结剂及正极导电剂，在所述正极活性层231中，所述正极粘结剂用于粘结正极活性层231中各组分，以提升正极极片230的整体性能；所述正极导电剂可提升正极活性层231的电导率。
可选地，所述正极粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚偏二氟乙烯及聚四氟乙烯等中的至少一种。
可选地，所述正极导电剂选自石墨、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等中的至少一种。
可选地，所述负极极片210包括负极集流体层（图未示）及负极活性层（图未示），所述负极活性层设置于所述负极集流体层的表面，所述负极活性层包括负极活性材料，所述负极活性材料选自金属锂、人造石墨、天然石墨及石墨烯及其它复合材料等中的至少一种。
可选地，所述负极集流体层选自铜。
可选地，所述负极活性层还包括负极粘结剂、负极导电剂及负极增稠剂，所述负极粘结剂用于粘结负极活性层中各组分，提升负极活性层的整体性能；所述负极导电剂用于提升负极活性层的电导率；所述增稠剂用于提升负极活性层的粘附性。
可选地，所述负极导电剂选自包括乙炔黑、导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯等中的至少一种。
可选地，所述负极粘结剂包括沥青粘结剂、丁苯橡胶（SBR）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯腈（PAN）、聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酸酯、羧甲基纤维素（CMC）、海藻酸钠等的至少一种。
可选地，所述负极增稠剂选自羧甲基纤维素钠（CMC）、聚丙烯酰胺（PAM）及聚甲基丙烯酸酯（PMA）等中的至少一种。
在一些实施例中，在所述正极活性层231中，所述补锂颗粒的质量分数为w3，所述补锂颗粒包括基体和包覆层，所述包覆层设置于所述基体的外周，所述基体的平面收缩率为α，则满足关系式：0.4≤α×w3/w1≤1.7；其中，所述基体的化学式为Li1+rM1-pNpO4-sBs，且满足0.1<r<6.1，0≤p<0.99，0≤s<0.1；M、N分别选自铁、钴、镍、钛、锌、镁、铝、锰、钒、铬、锆、铜、铌、钽、钨、钇及镧中的至少一种，B选自硫、氮、氟、氯及溴中的至少一种。
具体地，α×w3/w1的值可以为但不限于为0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6及1.7等。
可以理解地，所述基体1211的化学式为Li1+rM1-pNpO4-sBs，则所述基体1211由Li1+ rM1-pNpO4-sBs形成。
具体地，r的值可以为但不限于为：0.2、0.4、0.7、0.9、1.0、1.3、1.5、1.7、2.2、2.5、2.8、3.2、3.5、3.7、4.5、4.8、4.9、5.1、5.3、5.5、5.6、5.8、5.9及6.0等。
具体地，p的值可以为但不限于为：0、0.05、0.09、0.1、0.15、0.18、0.22、0.25、0.28、0.35、0.39、0.45、0.48、0.55、0.59、0.6、0.65、0.68、0.7、0.75、0.79、0.85、0.88、0.9、0.94及0.99等。
具体地，s的值可以为但不限于为0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08及0.09等。
可以理解地，所述基体的平面收缩率α与所述补锂颗粒的质量分数w3的乘积可表征在所述正极活性层231中，多个所述补锂颗粒的总释锂量；α×w3的值越大，则多个所述补锂颗粒的总释锂量越大；α×w3的值越小，则多个所述补锂颗粒的总释锂量越小。
在本申请实施例中，所述补锂颗粒包括基体和包覆层，所述包覆层设置于所述基体的外周。一方面，所述包覆层可对所述基体进行包覆及保护，可避免所述基体与空气反应而被氧化，保障了所述补锂颗粒可在电池200充电时进行补锂，有利于提升补锂颗粒的使用性能。另一方面，所述包覆层具有导电性能，当所述基体中的活性离子脱嵌时，可通过所述包覆层进入到电解液100，所述包覆层可降低所述活性离子从所述补锂颗粒脱嵌出来的阻抗，有利于提升所述电池200的倍率性能。在本实施例中，当对所述电池200进行充电时，所述补锂颗粒可释放锂离子，以补充电池200在首次充放电以及充放电循环中损失的锂离子，而所述电解液100含有第一添加剂，所述第一添加剂可优于电解液100中的其它组分发生氧化分解，以生成产物并附着于补锂颗粒的表面，减少补锂颗粒产生的氧气与电解液100的接触，所述第一添加剂生成的产物还可在负极极片210的表面成膜，增强负极极片210与电解液100的界面膜的强度，从而减缓电解液100与氧气的副反应，有利于维持电解液100的稳定性，继而使得所述电池200具有较高的容量保持率。当α×w3/w1的值满足范围0.4≤α×w3/w1≤1.7时，所述补锂颗粒的总释锂量与所述第一添加剂的质量分数均在合理的范围内，一方面，所述补锂颗粒的总释锂量在合理的范围内，所述补锂颗粒能及时释放锂离子，以补充电池200在充放电循环中损耗的锂离子，使得所述电池200具有较高的首效。此外，所述第一添加剂相较于电解液100中的其它组分优先发生氧化还原分解且生成的分解产物的量在合理的范围内，使得既能减缓锂离子释放的氧气与电解液100的副反应，又能避免第一添加剂产生的酸过多而攻击正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜，使得所述电池200具有较高的容量保持率、安全性能及能量效率。当α×w3/w1的值过大时，所述补锂颗粒的总释锂量远远大于所述第一添加剂的质量分数。当所述补锂颗粒的总释锂量过大且所述第一添加剂的质量分数过小时，所述补锂颗粒释放的锂离子过多，容易导致负极极片210上产生局部析锂，且所述补锂颗粒在释放锂离子的同时释放的氧气过多，所述第一添加剂发生氧化还原分解的产物较少，使得难以阻止所述锂离子释放的氧气与电解液100的副反应，所述电解液100的稳定性较差，继而使得所述电池200的容量保持率较低。当α×w3/w1的值过小时，所述补锂颗粒的总释锂量远远小于所述第一添加剂的质量分数。一方面，当所述补锂颗粒的总释锂量过小时，所述补锂颗粒释放的锂离子过少，使得所述补锂颗粒难以补充所述电池200在充放电循环中损耗的锂离子，所述补锂颗粒难以发挥向所述电池200补充锂离子的功能，降低了所述电池200的首效。另一方面，当所述第一添加剂的质量分数过大时，所述第一添加剂虽然能减缓补锂颗粒产生的氧气与电解液100的副反应，但所述第一添加剂发生氧化还原反应的产物包括酸，则所述第一添加剂产生的酸过多，将攻击所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜，从而降低了所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜的稳定性，使得增大了电池200的内阻，继而降低了所述电解液100应用于电池200时电池200的充放电效率、能量效率和安全性能。
可以理解地，在正极极片的横截面中，所述包覆层的内侧轮廓限定的面积为S1，所述补锂颗粒释放锂离子后，所述基体的外侧轮廓限定的面积为S2，则所述基体的平面收缩率α满足关系式：α=(S1-S2)/S1×100%。
可以理解地，所述正极极片230的横截面通过离子束研磨（CP）仪对所述正极极片230进行切割得到。
在本实施例中，所述补锂颗粒在释放锂离子的过程中，所述基体因为含锂量的减小而进行收缩，所述包覆层的形状不变。则在本实施例中，所述包覆层的内侧轮廓限定的面积S1为所述基体在收缩前的面积，所述基体的外侧轮廓限定的面积S2为所述基体在收缩后的面积，S1与S2的差值为所述基体在收缩过程中收缩的面积。所述基体的平面收缩率可表征所述单个所述补锂颗粒在补锂过程中的释锂量。
在一些实施例中，所述电池200满足关系式：20≤α/w1≤60。
具体地，α/w1的值可以为但不限于为20、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、55、57、58及60等。
在本实施例中，当所述电池200满足关系式：20≤α/w1≤60时，所述基体的平面收缩率与所述第一添加剂的质量分数w1的比值在合理的范围内，当对所述电池200进行充电时，所述补锂颗粒将释放出适量的锂离子，以补充所述电池200在充放电循环过程中损失的锂离子，且所述补锂颗粒释放的氧气也在合理的范围内。所述电解液100中的第一添加剂优先发生氧化反应并且生成的产物附着在补锂颗粒的表面，以阻止电解液100与氧气的副反应，且所述第一添加剂生成的产物还可在负极极片210的表面成膜以增强负极极片210与电解液100之间的界面膜的强度，从而使得电解液100具有较好的稳定性。当α/w1的值过大时，所述基体的平面收缩率过大，则所述补锂颗粒释放的锂离子过多，容易导致负极极片210上产生局部析锂，且补锂颗粒释放的氧气也过多，第一添加剂难以阻止电解液100与氧气的副反应，从而降低了电解液100的稳定性，继而降低了电池200的容量保持率。当α/w1的值过小时，所述基体的平面收缩率过小或所述第一添加剂的质量分数过大，使得所述补锂颗粒难以补充所述电池200在充放电过程中损耗的锂离子，且所述第一添加剂在氧化还原反应过程中产生的酸过多，第一添加剂产生的酸将攻击正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜，降低了所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜的稳定性，使得增大了电池200的内阻，继而降低了所述电解液100应用于电池200时电池200的充放电效率、能量效率和安全性能。
可选地，在一些实施例中，所述基体的化学式为：Li1+rFeO4，其中，r的范围为：3.5<r<4.5。
具体地，r的值可以为但不限于为3.52、3.54、3.56、3.6、3.62、3.64、3.65、3.68、3.69、3.7、3.72、3.74、3.78、3.8、3.82、3.84、3.86、3.88、3.89、3.9、4、4.1、4.15、4.2、4.24、4.28、4.3、4.36、4.38、4.4、4.42、4.44、4.45、4.47、4.49及4.5等。可选地，所述基体包括Li5FeO4。
可以理解地，r的取值受所述补锂颗粒的制备过程及合成工艺影响。
在本实施例中，所述基体包括LirFeO4，所述基体的元素构成简单，且材料价格低廉，合成工艺简单，有利于简化所述正极极片230的制备工艺且节省所述正极极片230的制备成本。在本实施例中，所述基体包括LirFeO4，且r满足范围3.5<r<4.5，使得所述基体具有较高的含锂量，使得当所述正极极片230应用于电池200且对所述电池200进行充电时，所述基体可及时释放出较多的锂离子，以及时补充电池200在充放电循环中损耗的锂离子，使得对所述电池200的首效及能量密度进行提升。
可选地，所述包覆层为碳包覆层，所述包覆层具有导电性，且所述包覆层可对其包裹的基体进行保护，以提升所述补锂颗粒的抗氧化性能。
可选地，所述包覆层的化学式为：ZxOy@C，其中，Z选自铁、钴、镍、钛、锌、镁、铝、锰、钒、铬、锆、铜、铌、钽、钨、钇及镧中的至少一种，且Z的种类与基体中M的种类相同，所述包覆层还满足关系式：1≤x≤3，1≤y≤5。
可以理解地，所述补锂颗粒的化学式为Li1+rM1-pNpO4-sBs@ZxOy@C，则所述补锂颗粒由Li1+rM1-pNpO4-sBs、MxOy及C形成，所述补锂颗粒以Li1+rM1-pNpO4-sBs为内核，并将MxOy包覆于内核的外周，其中，MxOy为氧化物层，可防止内核受到外界的氧化和腐蚀；再将C包覆于氧化物层的外周以形成碳层，所述碳层用于提升所述包覆层的导电性。换言之，所述包覆层包括依次设置的氧化物层及碳层，所述氧化物层设置于所述碳层与所述基体之间。
具体地，x的值可以为但不限于为1、1.2、1.3、1.5、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.4、2.6、2.7、2.8、2.9及3等。
具体地，y的值可以为但不限于为1、1.2、1.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.5、2.7、2.8、2.9、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.1、4.3、4.5、4.6、4.7、4.9及5等。
在本实施例中，所述包覆层的化学式为ZxOy@C，则所述包覆层由氧化物层及碳层组成，且所述氧化物层相较于所述碳层更靠近所述基体设置，所述氧化物层可用于对所述基体进行保护，以防止所述基体被空气中的氧气氧化，保证了所述基体释放锂离子以对所述电池200进行补锂的功能。此外，Z的种类与基体中M的种类相同，可避免引入过多的杂原子，从而有利于提升所述补锂颗粒的均一性。再者，所述包覆层还包括碳，碳包覆于氧化物层的外周以形成碳层，有利于提升所述补锂颗粒的导电性能，降低活性离子自所述基体、所述包覆层进入到所述电解液100的阻抗，从而有利于提升所述电池200的能量效率。
在一些实施例中，所述基体的平面收缩率α的范围为：5%≤α≤40%。
具体地，α的值可以为但不限于为5%、8%、9%、10%、12%、14%、15%、16%、18%、20%、22%、24%、25%、27%、29%、30%、31%、34%、35%、37%、38%、39%及40%等。
在本实施例中，当所述基体的平面收缩率α满足范围5%≤α≤40%时，所述基体的平面收缩率α的值在合理的范围内，在对所述电池200进行充电的过程中，所述补锂颗粒释放的锂离子的量在合理的范围内，使得所述补锂颗粒既能补充所述电池200在充放电循环中损耗的活性离子，又可避免因释放氧气的量过大而降低电解液100的稳定性，从而使得所述电池200兼具较高的首效、能量密度及容量保持率。当所述基体的平面收缩率α过大时，在对所述电池200进行充电的过程中，所述补锂颗粒释放的锂离子过多，容易导致负极极片210上产生局部析锂，同时释放过多的氧负离子及铁离子，氧负离子与铁离子结合后生成氧气，使得所述补锂颗粒释放的氧气过多，造成了安全隐患，缩短了电池200的使用寿命；此外，电解液100与氧气发生副反应会使得电解液100的稳定性较差，且电解液100与氧气的副反应产生的产物可能增大电池200的内阻，从而使得电池200的容量保持率及能量效率较低。当所述基体的平面收缩率α过小时，在对所述电池200进行充电的过程中，所述补锂颗粒释放的锂离子过少，所述补锂颗粒难以补充所述电池200在充放电循环中损耗的活性离子，继而使得电池200中的活性离子不断减小，从而降低了所述电池200的首效、能量效率及能量密度。
优选的，所述基体的平面收缩率α的范围为：10%≤α≤30%。具体地，所述基体的平面收缩率α的值可以为但不限于为10%、12%、14%、15%、18%、20%、21%、23%、25%、26%、27%、28%及30%等。
在本实施例中，当所述基体的平面收缩率α满足范围10%≤α≤30%时，所述基体的平面收缩率α的值在优选的范围内，在对所述电池200进行充电的过程中，所述补锂颗粒释放的锂离子的量在更加合理的范围内，使得所述补锂颗粒既能补充所述电池200在充放电循环中损耗的活性离子，又可避免因释放氧气的量过大而降低电解液100的稳定性，从而使得所述电池200兼具较高的首效、能量密度及容量保持率。
可选地，可通过控制对所述电池200化成最高充电电压进行控制，以对所述基体的平面收缩率α进行控制；所述电池200化成最高充电电压越大，则所述基释放的锂离子越多，则所述基体的平面收缩率越大；所述电池200化成最高充电电压越小，则所述基体释放的锂离子越少，则所述基体的平面收缩率越小；其中，对所述电池200化成的最高充电电压为U，则U满足范围：3.85V≤U≤4.2V。
具体地，对所述电池200化成的最高充电电压U的值可以为但不限于为3.85V、3.86V、3.88V、3.89V、3.9V、3.92V、3.93V、3.94V、3.96V、3.98V、3.99V、4.0V、4.02V、4.05V、4.08V、4.1V、4.12V、4.13V、4.15V、4.16V、4.18V、4.19V及4.2V等。
可以理解地，在本申请术语中，“化成”指对电池200进行初次充电的过程，也称为初充或成型。在这个过程中，电池200的正极材料层及负极材料层被充电并形成电化学反应，使电池200内部的化学反应体系达到一种稳定的状态，形成固体电解质界面（SolidElectrolyte Interface,SEI）膜，即正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜，从而保证电池200在以后的使用中有较好的性能表现。
在本实施例中，当对所述电池200进行充电的充电电压为U的值满足范围3.85V≤U≤4.2V时，对所述电池200化成的最高充电电压在合理的范围内，使得所述基体的平面收缩率在合理的范围内，则当所述正极极片230应用于所述电池200且对所述电池200进行充电时，所述基体的释锂量在合适的范围内，从所述基体释放的锂离子可通过电解液100嵌入所述负极极片210，以补充因生成SEI膜而损耗的锂离子，继而提升所述电池200的首效，提升电池200的能量密度及容量保持率，也有利于延长所述电池200的循环寿命。当对所述电池200化成的最高充电电压U的值过大时，所述基体的平面收缩率过大，则当所述正极极片230应用于所述电池200且对所述电池200进行充电时，所述基体的释锂量过多，使得当所述锂离子移动至负极极片210时因负极动力学的限制，无法全部都快速嵌入所述负极，使得部分所述锂离子在负极极片210的表面析出，造成负极极片210的表面析锂，此外，所述基体在释放锂离子的同时会释放氧气，则在这个过程中释放的氧气也过大，从而造成安全隐患，缩短了所述电池200的循环寿命及降低所述电池200的安全性能。当对所述电池200化成的最高充电电压U的值过小时，所述基体的平面收缩率过小，则当所述正极极片230应用于所述电池200且对所述电池200进行充电时，所述基体的释锂量过少，降低了对所述补锂颗粒的利用率，且所述基体释放的锂离子难以补充因生成SEI膜而损耗的锂离子，使得所述正极极片230应用于电池200时电池200的首效、能量密度及容量保持率均较低，所述补锂颗粒难以发挥向所述电池200补充锂离子的功能。
在一些实施例中，在所述正极活性层231中，所述补锂颗粒的质量分数w3的范围为：0.5%≤w3≤5%。
可以理解地，在所述正极活性层231中，所述补锂颗粒的质量分数w3，可以为，所述补锂颗粒的质量与所述正极活性层231的质量的比值。
具体地，w3的值可以为但不限于为0.5%、0.6%、0.7%、0.9%、1%、1.1%、1.2%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3%、3.2%、3.4%、3.5%、3.7%、3.9%、4.0%、4.1%、4.3%、4.5%、4.6%、4.7%、4.9%及5%等。
在本实施例中，当所述补锂颗粒的质量分数w3的值满足范围0.5%≤w3≤5%时，所述补锂颗粒的质量分数在合理的范围内，在对所述电池200进行充电的过程中，所述补锂颗粒释放的锂离子的量在合理的范围内，使得所述补锂颗粒既能补充所述电池200在充放电循环中损耗的活性离子，又可避免因释放氧气的量过大而降低电解液100的稳定性，从而使得所述电池200兼具较高的首效、能量密度及容量保持率。当所述补锂颗粒的质量分数w3的值过大时，在所述正极活性层231中，所述补锂颗粒的质量含量过大，在对所述电池200进行充电的过程中，所述补锂颗粒可能释放出过多的锂离子，同时释放过多的氧负离子及铁离子，氧负离子与铁离子结合后生成氧气，使得所述补锂颗粒释放的氧气过多，造成了安全隐患，缩短了电池200的使用寿命；此外，电解液100与氧气发生副反应会使得电解液100的稳定性较差，从而使得电池200的容量保持率较低。当所述补锂颗粒的质量分数w3的值过小时，在所述正极活性层231中，所述补锂颗粒的质量分数过小，在对所述电池200进行充电的过程中，所述补锂颗粒可释放的锂离子过少，所述补锂颗粒难以补充所述电池200在充放电循环中损耗的活性离子，从而降低了所述电池200的首效及能量密度。
在一些实施例中，在5K的放大倍率下，在22μm×15μm的矩形区域内，在所述正极极片230的横截面中，所述补锂颗粒的数量为多个；多个所述包覆层的内侧轮廓限定的面积的总和为S3，所述补锂颗粒释放锂离子后，多个所述基体的外侧轮廓限定的面积的总和为S4，则多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积S满足关系式：S=S3-S4，S满足范围：1.5μm2≤S/w1≤8μm2。
具体地，S/w1的值可以为但不限于为1.5μm2、1.8μm2、2μm2、2.2μm2、2.5μm2、2.8μm2、3μm2、3.2μm2、3.5μm2、4μm2、4.5μm2、4.8μm2、5μm2、5.2μm2、5.6μm2、6μm2、6.5μm2、7μm2、7.5μm2及8μm2等。
可以理解地，22μm×15μm的矩形区域为长为22μm，宽为15μm的矩形区域。
在本实施例中，在特定的放大倍率及特定的区域内，多个所述包覆层的内侧轮廓限定的面积的总和S3为多个所述补锂颗粒的基体在收缩前的面积的总和，多个所述基体的外侧轮廓限定的面积的总和S4为多个所述补锂颗粒的基体在收缩后的面积的总和，S3与S4的差值为多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积S。当S/w1满足范围1.5μm2≤S/w1≤8μm2时，S/w1的值在合理的范围内，所述多个补锂颗粒释放的锂离子的量在合理的范围内，使得多个所述补锂颗粒的收缩面积在合理的范围内，以及时补充所述电池200在充放电过程中损耗的锂离子，使得所述电池200具有较高的首效、能量密度及容量保持率。此外，所述硼酸盐类添加剂在合理的范围内，使得所述硼酸盐类添加剂可及时与补锂颗粒释放的氧负离子结合，以避免生成大量的氧气并与电解液100发生副反应，还可避免所述硼酸盐类添加剂过多而增大正极极片230/负极极片210与电解液100之间的界面阻抗，最终使得所述电池200兼具较高的循环性能、安全性能及能量效率。当S/w1的值过大时，多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积过大或所述硼酸盐类添加剂的质量分数过小。在所述电池200进行充电的过程中，多个所述补锂颗粒释放的锂离子过多，容易导致负极极片210上产生局部析锂，增大了电池200的内阻，从而降低了电池200的能量效率，且同时补锂颗粒会释放过多的氧负离子及铁离子，所述硼酸盐类添加剂只能与少部分的氧负离子结合，则氧负离子与铁离子结合后生成更多的氧气，造成了安全隐患，缩短了电池200的使用寿命。当S/w1的值过小时，多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积过小或所述硼酸盐类添加剂的质量分数过大。多个所述补锂颗粒释放的锂离子过少，多个所述补锂颗粒难以补充电池200在充放电循环中损耗的活性离子，从而降低了所述电池200的首效及能量密度。此外，当所述硼酸盐类添加剂的质量分数过大时，在所述电解液100中，部分硼酸盐类添加剂与氧负离子结合，多余的硼酸盐类添加剂可能附着在正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面，并发生还原反应且生成分解产物，从而增大界面阻抗，继而降低了活性离子在所述正极极片230/负极极片210与电解液100之间传输速度及迁移速度，从而使得所述电池200的能量效率较低。
在一些实施例中，多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积S的范围为：0.1μm2≤S≤6μm2。
具体地，S的值可以为但不限于为0.1μm2、0.5μm2、0.8μm2、1μm2、1.2μm2、1.5μm2、2μm2、2.2μm2、2.5μm2、3μm2、3.2μm2、3.5μm2、3.8μm2、4μm2、4.5μm2、4.8μm2、5μm2、5.2μm2、5.6μm2、5.8μm2及6μm2等。
在本实施例中，当多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积S满足范围0.1μm2≤S≤6μm2时，多个所述补锂颗粒在补锂过程中释放的锂离子在合理的范围内并补充至所述电解液100，并通过所述电解液100补充至所述负极极片210，以及时补充电池200在充放电循环中损耗的活性离子，提升所述电池200的首效、能量密度及容量保持率。当多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积S的值过大时，则在所述电池200进行充电的过程中，多个所述补锂颗粒在补锂过程中释放的锂离子过多，容易导致负极极片210上产生局部析锂，增大了电池200的内阻，从而降低了电池200的能量效率，且同时补锂颗粒会释放过多的氧负离子及铁离子，氧负离子与铁离子结合后生成氧气，造成了安全隐患，缩短了电池200的使用寿命。当多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积S的值过小时，多个所述补锂颗粒在补锂过程中释放的锂离子过少，所述补锂颗粒难以补充电池200在充放电循环中损耗的活性离子，从而降低了所述电池200的首效及能量密度。
下面分多个实施例对本申请技术方案进行进一步说明。
实施例1至实施例9、对比例1至对比例9：
1.正极极片230的制备：
将正极活性材料（例如：磷酸铁锂）、补锂颗粒（例如：以Li5FeO4为基体，包覆层的化学式为Al2O3@C或以Li6CoO4为基体，包覆层为碳包覆层）、正极导电剂（例如：导电炭黑）、正极粘结剂（例如：聚偏二氟乙烯）分散至溶剂N-甲基吡咯烷酮中进行混合均匀得到正极浆料，在正极浆料中，正极活性材料的质量分数：正极导电剂的质量分数：正极粘结剂的质量分数的比值为96%：0.5%：2.3%，将正极浆料涂布于正极集流体层232（例如：铝箔）上，正极浆料单位面积（1540.25mm2）涂布重量为254mg，以形成正极活性层231，经过烘干、冷压、分条、裁片后，得到实施例1至实施例9、对比例1至对比例9的正极极片230，实施例1至实施例8、对比例1至对比例9的补锂颗粒以Li5FeO4为基体，包覆层的化学式为Al2O3@C，实施例9的补锂颗粒以Li6CoO4为基体，包覆层为碳包覆层。其中，实施例1至实施例9、对比例1至对比例9的所述补锂颗粒的质量分数w3的值、所述基体的平面收缩率α及多个补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积S的值如表1所示。
2.负极极片210、隔膜220的制备：
将负极活性材料（例如：人造石墨）、负极导电剂（例如：导电炭黑）、负极增稠剂（例如：羧甲基纤维素）及负极粘结剂（例如：丁苯橡胶）按照质量比为96 .5：0 .5：1:2分散于去离子水中进行混合均匀得到负极浆料，将负极浆料涂布于负极集流体层（例如：铜箔）上，负极浆料单位面积（1540.25mm2）涂布重量为122mg，经过烘干、冷压、分条、裁片后，得到实施例1至实施例9、对比例1至对比例9的负极极片210。
选用厚度为16μm的聚乙烯隔膜。
3.电解液100的制备：
在水分含量≤1ppm的氩气气氛手套箱中，将碳酸乙烯酯、 碳酸二甲酯、 碳酸甲乙酯按照质量比1：1：1进行混合， 之后将干燥的电解质锂盐六氟磷酸锂溶解到溶剂中， 搅拌至完全溶解均匀，加入第一添加剂、第二添加剂，混合均匀后获得电解液100。其中，锂盐浓度为1mol/L，实施例1到实施例9、对比例1到对比例9的电解液100中，所述第一添加剂的质量分数w1的值，所述第二添加剂的质量分数w2的值如表1所示。
4.电池200的组装：
将上述制备的实施例1至实施例9、对比例1至对比例9的正极极片230、隔膜220以及负极极片210按顺序叠合，使隔膜220处于正极极片230与负极极片210之间，然后卷绕得到裸电芯，将裸电芯置于外包装中，干燥后注入上述电解液100，经过静置、化成、封装等工序后得到实施电池1至实施电池6、对比电池1至对比电池9，其中，实施例1的正极极片230、实施例1的电解液100设置于实施电池1中，实施例2的正极极片230、实施例2的电解液100设置于实施电池2中，对比电池1的正极极片230、对比电池1的电解液100设置于对比电池1中，以此类推。
其中，对所述正极极片230中，所述基体的平面收缩率α的测试方法如下：
请参见图3和图4，将所述正极极片230装配于电池200并对所述电池200进行充电，对所述正极极片230进行拆解，通过离子束研磨（CP）仪对正极极片230进行切割，以得到正极极片230的横截面。使用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）对所述正极极片230进行观测，以10K的放大倍率拍摄所述正极极片230。其中，图3为本申请一实施例的补锂颗粒在收缩后的扫描电子显微镜谱图，图3示出了对所述包覆层的内侧轮廓进行取点的情况，使用图像分析软件，并采用多边形测量功能，沿所述包覆层的内侧轮廓取点，用图像分析软件计算得到所述包覆层的内侧轮廓限定的面积S1，所述包覆层的内侧轮廓限定的面积为所述基体在收缩前的面积。图4为本申请又一实施例的补锂颗粒在收缩后的扫描电子显微镜谱图，图4示出了对所述基体的外侧轮廓取点的情况，沿所述基体的外侧轮廓取点，用图像分析软件计算得到所述基体的外侧轮廓限定的面积S2，所述基体的外侧轮廓限定的面积为所述基体在收缩后的面积。则基体的平面收缩率α满足关系式：α=(S1-S2)/S1×100%。其中，通过对所述锂离子电池200化成最高电压进行控制，以对所述基体的平面收缩率α进行控制。
其中，对所述正极极片230中，多个所述基体在补锂过程中的收缩面积S的测试方法如下：
将所述正极极片230装配于电池200并对所述电池200进行充电，对所述正极极片230进行拆解，通过离子束研磨（CP）仪对正极极片230进行切割，以得到正极极片230的横截面。使用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）对所述正极极片230进行观测，以5K的放大倍率拍摄所述正极极片230。在22μm×15μm的矩形区域内，多个所述包覆层的内侧轮廓限定的面积的总和为S3，即为多个所述补锂颗粒在收缩前的总面积；多个所述基体的外侧轮廓限定的面积的总和为S4，即为多个所述补锂颗粒在收缩后的总面积；则多个所述基体在补锂过程中的收缩面积S=S3-S4。
如下表1为实施例1至实施例9、对比例1至对比例9的电解液100及电池200的结构参数。
表1：实施例1至实施例9、对比例1至对比例9的电解液100及电池200的结构参数。
电池200的性能测试：
将实施电池1至实施电池9、对比电池1至对比电池9在25℃下静置1小时，以0.5P充电至3.65V，再0.5P放电至2.5V，记录电池200的初始放电容量C1，初始放电能量为E1；将实施电池1至实施电池9、对比电池1至对比电池9循环充放电500圈，记录放电容量C500及充电容量C’500、放电能量E800及充电能量E’800，得到实施电池1至实施电池9、对比电池1至对比电池9的循环500圈的能量效率E=E500/E’500×100%，得到实施电池1至实施电池9、对比电池1至对比电池9循环500圈后的容量保持率Cf=C500/C1×100%。实施电池1至实施电池9、对比电池1至对比电池9循环500圈的能量效率E及容量保持率Cf如表2所示。
如下表2为实施电池1至实施电池9、对比电池1至对比电池9的性能参数。
表2：实施电池1至实施电池9、对比电池1至对比电池9的性能参数。
请参见表1及表2，由实施例1至实施例3，以及对比例1的数据可知，实施例1至实施例3、对比例1中所述基体的平面收缩率α的值、多个补锂颗粒在补锂过程的收缩面积S的值、所述第二添加剂的质量分数w2的值、所述第一添加剂的质量分数w1、w2/w1及S/w1的值均在合理的范围内，在实施例1至实施例3中，α/w1的值及S/w1的值也在合理的范围内，但在对比例1中，α/w1的值小于20，且α×w3/w1的值小于0.4，使得对比电池1的能量效率低于实施电池1至实施电池3的能量效率。这是因为，在对比例1中，所述基体的总释锂量过小或所述第一添加剂的质量分数过大。当所述基体的总释锂量过小时，所述补锂颗粒的质量分数过小或所述补锂颗粒释放的锂离子过少，使得所述补锂颗粒难以补充所述电池200在充放电循环中损耗的锂离子，所述补锂颗粒难以发挥向所述电池200补充锂离子的功能，降低了所述电池200的首效。当所述第一添加剂的质量分数过大时，所述第一添加剂虽然能减缓补锂颗粒产生的氧气与电解液100的副反应，但所述第一添加剂发生氧化还原反应的产物包括酸，则所述第一添加剂产生的酸过多，将攻击所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜，从而降低了所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜的稳定性，使得增大了电池200的内阻，继而降低了所述电解液100应用于电池200时电池200的充放电效率、能量效率和安全性能。
由实施例4、对比例4及对比例5的数据可知，实施例4、对比例4及对比例5中所述基体的平面收缩率α的值、所述第一添加剂的质量分数w1的值及α/w1的值均在合理的范围内，实施例4中第二类添加剂的质量分数w2的值满足范围1%≤w2≤4%，使得w2/w1在合理的范围内；对比例4中第二类添加剂的质量分数w2的值小于1%，使得w2/w1的值过小；对比例5中第二类添加剂的质量分数w2的值大于4%，使得w2/w1的值过大，这使得，实施电池4的循环500圈后的容量保持率高于对比电池4及对比电池5的循环500圈后的容量保持率，且实施电池4的循环500圈的能量效率高于对比电池5的循环500圈的能量效率。这是因为：在实施电池4中，所述第一添加剂的质量分数及所述第二添加剂的质量分数均在合理的范围内，所述第一添加剂既能产生足够多的分解产物以覆盖补锂颗粒的表面并减缓补锂颗粒产生的氧气与电解液100的反应，还能避免因所述第一添加剂过多而产生过多的酸，还能避免因所述第一添加剂过少而使得消耗第二添加剂而造成第二添加剂的浪费，最终使得所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜具有较好的稳定性，且电解液100具有较好的稳定性，使得实施电池4兼具较高的能量效率及容量保持率。在对比电池4中，所述第一添加剂的质量分数远大于所述第二添加剂的质量分数。所述第二添加剂的质量分数过小，使得所述第二添加剂难以促进正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的产生，且能以维持正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的稳定性，可能增大所述电池200的内阻，从而降低电池200的能量效率。在对比电池5中，所述第一添加剂的质量分数远小于所述第二添加剂的质量分数。所述第二添加剂的质量分数过大，则当对所述电池200进行充电时，所述第一添加剂优先氧化还原分解且均被消耗后，仍有部分第二添加剂发生氧化还原分解产气，造成了第二添加剂的浪费，且第二添加剂产生的气体不利于所述电池200的循环，可能增加正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的副反应，降低了电解液100的稳定性，从而增大所述电池200的内阻，使得所述电池200的容量保持率较低。
由实施例4、实施例7及实施例8的数据可知，在其它条件不变的情况下，随着补锂颗粒的质量分数w3的值不断增大，α×w3/w1的值也不断增大，多个补锂颗粒在补锂过程的收缩面积S的值以及S/w1的值也不断增大，继而使得实施电池7、实施电池4及实施电池8的循环500圈后的容量保持率逐渐增大，能量效率逐渐降低。这是因为：补锂颗粒的质量分数越大，多个所述补锂颗粒在补锂过程的收缩面积S的值越大，则α×w3/w1的值及S/w1的值越大，这说明补锂颗粒的总释锂量越大，当对所述电池200进行充电时，所述补锂颗粒能及时释放锂离子，以补充电池200在充放电循环中损耗的锂离子，使得所述电池200具有较高的首效。随着补锂颗粒的释锂量的不断增大，补锂颗粒释放的氧气也越来越多，使得负极极片210上产生局部析锂，且氧气与电解液100之间的副反应增多，增大了电池200的内阻，从而降低了电池200的能量效率。
由实施例4及实施例9的数据可知，实施例4及实施例9的电解液100及电池200的结构参数相同，但实施例4及实施例9中的补锂颗粒的材料不同。其中，实施例4中的补锂颗粒以Li5FeO4为基体，包覆层的化学式为Al2O3@C，实施例17的补锂颗粒以Li6CoO4为基体，包覆层为碳包覆层。由表2数据可知，实施电池4及实施电池9均具有较高的循环500圈能量效率及循环500圈容量保持率，则所述补锂颗粒应用于所述电池200均具有较好的补锂效果，且所述硼酸盐类添加剂能与不同材料的补锂颗粒配合，以保持所述电池200的循环性能。
由实施例5、对比例6及对比例7的数据可知，实施例5、对比例6及对比例7中所述基体的平面收缩率α的值、第二添加剂的质量分数w2的值及多个所述补锂颗粒在补锂过程的收缩面积S的值相等，实施例5中第一添加剂的质量分数w1的值满足范围0.01%≤w1≤2%，使得w2/w1、α/w1、α×w3/w1、S/w1的值均在合理的范围内；对比例6中第一添加剂的质量分数w1的值小于0.01%，使得w2/w1、α/w1、α×w3/w1、S/w1的值均过大；对比例7中第一添加剂的质量分数w1的值大于2%，使得w2/w1、α/w1、α×w3/w1、S/w1的值均过小，这使得，实施电池5的循环500圈后的容量保持率高于对比电池6及对比电池7的循环500圈后的容量保持率，且实施电池5的循环500圈的能量效率高于对比电池6及对比电池7的循环500圈的能量效率。这是因为：在实施电池5中，所述基体的平面收缩率α、所述第一添加剂的质量分数w1与所述第二添加剂的质量分数w2均在合理的范围内，且相互制约，所述补锂颗粒在释放锂离子的同时释放的氧气不至于过多，所述第一添加剂发生氧化还原分解生成的产物可有效阻隔电解液100与氧气的副反应，且所述第一添加剂产生的酸不至于过多，也可防止所述第二添加剂被氧化分解，以使得所述第二添加剂可维持所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面稳定性，从而使得实施电池5兼具较高的容量保持率和能量效率。而在对比电池6中，所述第一添加剂的质量分数w1的值过小，使得w2/w1及α/w1的值均过大，则一方面，所述基体的收缩率过大且所述第一添加剂的质量分数过小时，所述补锂颗粒释放的锂离子过多，容易导致负极极片210上产生局部析锂，且所述补锂颗粒在释放锂离子的同时释放的氧气过多，所述第一添加剂发生氧化还原分解的产物较少，使得难以阻止所述锂离子释放的氧气与电解液100的副反应，所述电解液100的稳定性较差，继而使得对比电池6的容量保持率较低。另一方面，所述第二添加剂的质量分数相较于所述第一添加剂的质量分数过大，则当对所述电池200进行充电时，所述第一添加剂优先氧化还原分解且均被消耗后，仍有部分第二添加剂发生氧化还原分解产气，造成了第二添加剂的浪费，且第二添加剂产生的气体不利于所述电池200的循环，可能增加正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的副反应，从而增大所述电池200的内阻，使得对比电池6的能量效率较低。进一步地，在对比电池7中，所述第一添加剂的质量分数w2的值过大，使得w2/w1及α/w1的值均过小，则所述第一添加剂虽然能优先所述第二添加剂发生氧化还原分解且生成的产物形成膜后减缓电解液100与氧气的副反应，但是所述第一添加剂产生的酸过多，使得攻击正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面膜的结构稳定性，继而正极极片230和/或负极极片210与电解液100的界面膜的稳定性且增大了电池200的内阻，继而使得对比电池7的容量保持率及能量保持率均较低。
由实施例6及对比例3的数据可知，实施例6及对比例3中所述基体的平面收缩率α的值及多个补锂颗粒在补锂过程的收缩面积S的值相等。此外，实施例6中第一添加剂的质量分数w1满足范围0.01%≤w1≤2%，第二添加剂的质量分数w2满足范围1%≤w2≤4%，且w2/w1的值、α/w1、α×w3/w1、S/w1的值均在合理的范围内，而对比例3中w1的值满足范围0.01%≤w1≤2%，第二添加剂的质量分数w2满足范围1%≤w2≤4%，但w2/w1的值过大，且α/w1的值及α×w3/w1的值过大，使得实施电池6的循环500圈后的容量保持率高于对比电池3的循环500圈后的容量保持率，且实施电池6的循环500圈的能量效率高于对比电池3的循环500圈的能量效率。这是因为：在实施电池6中，所述基体的平面收缩率α、所述第一添加剂的质量分数w1与所述第二添加剂的质量分数w2均在合理的范围内，且相互制约，所述补锂颗粒在释放锂离子的同时释放的氧气不至于过多，所述第一添加剂发生氧化还原分解生成的产物可有效阻隔电解液100与氧气的副反应，且所述第一添加剂产生的酸不至于过多，也可防止所述第二添加剂被氧化分解，以使得所述第二添加剂可维持所述正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的界面稳定性，从而使得实施电池6兼具较高的容量保持率和能量效率。而在对比电池3中，w2/w1、α/w1及α×w3/w1的值均过大，则一方面，所述基体的收缩率过大且所述第一添加剂的质量分数过小时，所述补锂颗粒释放的锂离子过多，所述补锂颗粒在充放电循环中的总释锂量过多，容易导致负极极片210上产生局部析锂，且所述补锂颗粒在释放锂离子的同时释放的氧气过多，所述第一添加剂发生氧化还原分解的产物较少，使得难以阻止所述锂离子释放的氧气与电解液100的副反应，所述电解液100的稳定性较差，继而使得对比电池3的容量保持率较低。另一方面，所述第二添加剂的质量分数相较于所述第一添加剂的质量分数过大，则当对所述电池200进行充电时，所述第一添加剂优先氧化还原分解且均被消耗后，仍有部分第二添加剂发生氧化还原分解产气，造成了第二添加剂的浪费，且第二添加剂产生的气体不利于所述电池200的循环，可能增加正极极片230和/或负极极片210与电解液100之间的副反应，从而增大所述电池200的内阻，使得对比电池3的能量效率较低。
由对比例2、对比例8及对比例9的数据可知，当所述第二添加剂的质量分数w2的值、所述第一添加剂的质量分数w1的值以及w2/w1的值相等时，随着所述基体的平面收缩率α的值的不断增大，多个补锂颗粒在补锂过程的收缩面积S的值、α/w1的值及S/w1的值均不断增大。在对比例2中，所述基体的平面收缩率α满足范围5%≤α≤40%，对比例8中的所述基体的平面收缩率α的值小于5%，对比例9中的所述基体的平面收缩率α的值大于40%，使得对比电池2的循环500圈后的容量保持率高于对比电池8、对比电池9的循环500圈后的容量保持率，且对比电池2的循环500圈的能量效率高于对比电池8、对比电池9的循环500圈的能量效率。这是因为：对比例8的基体的平面收缩率α过小，当对电池200进行充电时，所述补锂颗粒释放的锂离子过少，使得所述补锂颗粒难以补充所述电池200在充放电循环中损耗的活性离子，继而使得电池200中的活性离子较少，从而使得对比电池8的容量保持率及能量效率较低。对比例9中的基体的平面收缩率α过大，当对电池200进行充电时，所述补锂颗粒释放的锂离子过多，容易导致负极极片210上产生局部析锂，相应的，补锂颗粒释放的氧气的量过大，增大了电解液100与氧气发生副反应的概率，从而降低了电解液100的稳定性，电解液100与氧气发生副反应的产物也可能增大电池200的内阻，从而使得对比电池9的容量保持率及能量效率均较低。
请参见图5及图6，本申请实施例还提供了一种用电设备300，所述用电设备300包括：设备本体310以及本申请提供的电池200，所述电池200为所述设备本体310进行供电。
可以理解地，所述电池200与所述设备本体310电连接。
在本实施例中，所述电池200具有较好的首效、循环性能及安全性能，使得所述电池200具有较长的使用寿命。当所述电池200用于为所述设备本体310进行供电时，所述电池200能为所述设备本体310提供稳定的电源，以使得所述设备本体310正常运行。
可选地，本申请实施例的用电设备300可以为但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手环、智能手表、电子阅读器、游戏机等便携式电子设备。还可以为汽车、卡车、轿车、货车、货车、动车、高铁、电动自动车等交通工具。此外，还可以为各种家用电器等。本申请图6实施例的用电设备300为储能电池200柜。
可以理解地，本实施方式中所述的用电设备300仅仅为所述电池200所应用的用电设备300的一种形态，不应当理解为对本申请提供的用电设备300的限定，也不应当理解为对本申请各个实施方式提供的用电设备300的限定。
在本申请中提及“实施例”“实施方式”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所述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，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。此外，还应该理解的是，本申请各实施例所描述的特征、结构或特性，在相互之间不存在矛盾的情况下，可以任意组合，形成又一未脱离本申请技术方案的精神和范围的实施例。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电池，其特征在于，所述电池包括：
负极极片；
隔膜，所述隔膜设置于所述负极极片的一侧；
正极极片，所述正极极片设置于所述隔膜背离所述负极极片的一侧，所述正极极片包括正极活性层以及正极集流体层，所述正极活性层设置于所述正极集流体层的表面，所述正极活性层包括多个补锂颗粒；以及
电解液，所述电解液至少浸润部分所述正极极片及部分所述负极极片，所述电解液包括第一添加剂及锂盐，所述第一添加剂的结构式为：，其中，所述R1选自H、CnH2n+1及C6H5中的一种；所述R2选自H、CnH2n+1及C6H5中的一种，n满足范围：1≤n≤10；在所述电解液中，所述第一添加剂的质量分数w1的范围为：0.01%≤w1≤2%；
其中，在所述正极活性层中，所述补锂颗粒的质量分数为w3；所述补锂颗粒包括基体和包覆层，所述包覆层设置于所述基体的外周，所述基体的平面收缩率为α，则满足关系式：0.4≤α×w3/w1≤1.7；其中，所述基体的化学式为Li1+rM1-pNpO4-sBs，且满足0.1<r<6.1，0≤p<0.99，0≤s<0.1；M、N分别选自铁、钴、镍、钛、锌、镁、铝、锰、钒、铬、锆、铜、铌、钽、钨、钇及镧中的至少一种，B选自硫、氮、氟、氯及溴中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，在正极极片的横截面中，所述包覆层的内侧轮廓限定的面积为S1，所述补锂颗粒释放锂离子后，所述基体的外侧轮廓限定的面积为S2，则所述基体的平面收缩率α满足关系式：α=(S1-S2)/S1×100%，所述电池满足关系式：20≤α/w1≤60。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述基体的平面收缩率α的范围为：5%≤α≤40%。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，在所述正极活性层中，所述补锂颗粒的质量分数w3的范围为：0.5%≤w3≤5%。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，在5K的放大倍率下，在22μm×15μm的矩形区域内，在所述正极极片的横截面中，所述补锂颗粒的数量为多个；多个所述包覆层的内侧轮廓限定的面积的总和为S3，所述补锂颗粒释放锂离子后，多个所述基体的外侧轮廓限定的面积的总和为S4，则多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积S满足关系式：S=S3-S4，S满足范围：1.5μm2≤S/w1≤8μm2。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，多个所述补锂颗粒在补锂过程中的收缩面积S的范围为：0.1μm2≤S≤6μm2。
7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电解液还包括第二添加剂，所述第二添加剂为成膜添加剂，所述第一添加剂的还原电位高于所述第二添加剂的还原电位，所述第一添加剂的氧化电位低于所述第二添加剂的氧化电位，在所述电解液中，所述第二添加剂的质量分数为w2，则满足关系式：2≤w2/w1≤10。
8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第二添加剂的质量分数w2满足范围：1%≤w2≤4%。
9.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、三（三甲基硅烷）磷酸酯、1,3-丙烷磺酸内酯、己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三腈中的至少一种。
10.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括：
设备本体；以及
权利要求1至9任一项所述的电池，所述电池为所述设备本体进行供电。
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