ES3050087T3 - Cell and electronic device - Google Patents

Cell and electronic device

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ES3050087T3
ES3050087T3 ES23217653T ES23217653T ES3050087T3 ES 3050087 T3 ES3050087 T3 ES 3050087T3 ES 23217653 T ES23217653 T ES 23217653T ES 23217653 T ES23217653 T ES 23217653T ES 3050087 T3 ES3050087 T3 ES 3050087T3
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film
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Yanglu Qu
Yonggang Xu
Yuhao Cao
Xiaobing Zhang
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AESC Japan Ltd
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Abstract

En una celda y un dispositivo electrónico, una primera película de electrodo positivo (5) y una segunda película de electrodo positivo (4) están dispuestas respectivamente en dos superficies opuestas de un colector de corriente de electrodo positivo (2). La capacidad en gramos de una segunda sustancia activa de electrodo positivo es mayor que la capacidad en gramos de una primera sustancia activa de electrodo positivo. Una primera película de electrodo negativo (7) y una segunda película de electrodo negativo (6) están dispuestas en dos superficies opuestas de un colector de corriente de electrodo negativo (1). OI 2 - OI 1 > 5, donde OI 2 es un valor de OI de la segunda película de electrodo negativo (6) y OI 1 es un valor de OI de la primera película de electrodo negativo (7). Los electrodos positivo y negativo de la celda están razonablemente emparejados, lo que puede maximizar la densidad energética total y la capacidad de la celda, a la vez que se considera la seguridad. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Celda y dispositivo electrónico
[0003] Antecedentes
[0004] Ámbito técnico
[0005] La divulgación se relaciona con una celda y un dispositivo electrónico.
[0006] Técnica relacionada
[0007] En 2021, las ventas de vehículos de nueva energía en China superaron los 3,3 millones de unidades, y las ventas totales anuales del mercado de nueva energía en China superaron los 5,5 millones de unidades en 2022, la mayoría de las cuales adoptaron baterías de energía de iones de litio. En todo el mundo hay consenso sobre el rápido crecimiento de los vehículos de nueva energía, y el desarrollo de las baterías de iones de litio ha entrado en una era dorada.
[0008] En los últimos años, las baterías de iones de litio han experimentado un rápido desarrollo, y la mayoría de los indicadores de rendimiento se han mejorado básicamente mientras tanto. Actualmente, la densidad energética, la seguridad y los costes son los principales problemas que preocupan a los principales proveedores de celdas.
[0009] Sin embargo, la densidad de energía en peso de las celdas de potencia de fosfato de hierro y litio convencionales es generalmente de 160 a 190 Wh/kg. Al tener una estructura y un mecanismo de almacenamiento de energía similares a los del fosfato de hierro y litio, el fosfato de hierro y litio y manganeso tiene una capacidad teórica comparable a la del fosfato de hierro y litio y dispone de una plataforma de voltaje superior, por lo que puede proporcionar una mayor densidad de energía, pero aún es difícil que supere los 200 Wh/kg. Aunque la densidad energética de las baterías ternarias de iones de litio es mayor, su elevado precio y su seguridad térmica hacen dudar a los consumidores. Así, la industria opta por utilizar materiales de electrodos positivos de fosfato junto con materiales de electrodos positivos de alta densidad energética, tales como electrodos positivos ternarios, electrodos positivos ricos en litio a base de manganeso, etc.
[0010] Los electrodos positivos de fosfato común y los materiales ternarios se utilizan mezclándolos internamente en una suspensión espesa. Como el fosfato tiene poca conductividad, se necesita más agente conductor. Además, la superficie específica es grande, por lo que se necesita más aglutinante. Como resultado, la proporción del material principal en la placa del electrodo es baja, lo que afecta a la densidad energética total de la celda. Al mismo tiempo, los materiales de electrodos positivos de fosfato con baja conductividad iónica y conductividad electrónica pueden adsorberse en la superficie de los materiales ternarios, lo que afecta al rendimiento de la capacidad de los materiales ternarios.
[0011] Además, materiales tales como fosfato de hierro litio, fosfato de hierro manganeso litio, materiales de electrodo positivo ternario y materiales a base de manganeso ricos en litio tienen cada uno materiales de grafito de electrodo negativo más coincidentes. Si se utiliza un electrodo positivo mixto, se plantearán nuevos retos para la selección del grafito. El documento WO2022/012477A1 desvela en el ejemplo 1: la preparación de una placa de electrodo negativo mediante la preparación de una suspensión espesa de un primer material activo de electrodo negativo (suspensión espesa A) que comprende un primer grafito (grafito artificial) que tiene un valor OI de 5,8 y una densidad compactada de 1,8 g/cm3; preparar un segundo material activo de electrodo negativo (suspensión espesa B) que comprenda un segundo grafito (grafito artificial) con un valor OI de 3,5 y una densidad compactada de 1,7 g/cm3; y revestir la suspensión espesa A de electrodo negativo y la suspensión espesa B de electrodo negativo sobre un colector de corriente de electrodo negativo a la vez (revestimiento de doble cara) de acuerdo con una proporción de masa de 5:5, secado y laminado (densidad compactada p=1,8 g/cm3).
[0012] El documento US 2021/336244 A1 desvela una batería secundaria, que comprende una placa de electrodo negativo, en donde la placa de electrodo negativo comprende un colector de corriente negativo y capas de película negativa, en el que las capas de película negativa comprenden una primera capa de película negativa y una segunda capa de película negativa, la primera capa de película negativa está dispuesta sobre al menos una superficie del colector de corriente negativa y comprende un primer material activo negativo, y la segunda capa de película negativa está dispuesta sobre la primera capa de película negativa y comprende un segundo material activo negativo; el primer material activo negativo comprende grafito natural, y el segundo material activo negativo comprende grafito artificial; el primer material activo negativo tiene un valor de OI en polvo COI<1>que satisface 4,0<COh<7,0; y el segundo material activo negativo tiene un valor OI en polvo COI<2>que satisface 2,2<c O^<4,2..
[0013] El documento US 2023/098119 A1 desvela una placa de electrodo negativa, que comprende: un colector de corriente; una primera capa activa, situada en al menos una superficie del colector de corriente, y que contiene un material activo 1; y una segunda capa activa, situada en al menos una superficie que es de cada una de las dos primeras capas activas y que está alejada del colector de corriente, y que contiene un material activo 2, en donde un valor de OI en polvo del material activo 1 está comprendido en un intervalo de 8 a 32, y un valor de OI en polvo del material activo 2 está comprendido en un intervalo de 2 a 7.
[0014] Sumario
[0015] Para abordar la dificultad de emparejar el material de electrodo positivo y el material de electrodo negativo en la batería secundaria en la técnica relacionada y su impacto en la densidad de energía total y el rendimiento de capacidad de la celda, la divulgación proporciona una celda y un dispositivo electrónico. El electrodo positivo y el electrodo negativo de la celda de la divulgación están razonablemente adaptados, lo que puede maximizar el rendimiento de la densidad de energía total y la capacidad de la celda teniendo en cuenta la seguridad.
[0016] La divulgación aborda los problemas técnicos anteriores principalmente mediante las siguientes soluciones técnicas. La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjunto. La siguiente divulgación sirve para una mejor comprensión de la presente invención. De acuerdo con un primer aspecto, la divulgación proporciona una celda que incluye una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo dispuestas alternativamente a lo largo de una dirección de espesor de la celda, con un separador proporcionado entre la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo. La placa de electrodo positivo incluye un colector de corriente de electrodo positivo, una primera película de electrodo positivo y una segunda película de electrodo positivo, y la primera película de electrodo positivo y la segunda película de electrodo positivo están dispuestas respectivamente en dos superficies opuestas del colector de corriente de electrodo positivo. La primera película de electrodo positivo incluye una primera sustancia activa de electrodo positivo que incluye un material de fosfato, la segunda película de electrodo positivo incluye una sustancia activa de electrodo positivo que tiene una capacidad en gramos mayor que una capacidad en gramos de la primera sustancia activa de electrodo positivo. La placa de electrodo negativo incluye un colector de corriente de electrodo negativo, una primera película de electrodo negativo y una segunda película de electrodo negativo, y la primera película de electrodo negativo y la segunda película de electrodo negativo están dispuestas respectivamente en dos superficies opuestas del colector de corriente de electrodo negativo. La primera película de electrodo negativo incluye una primera sustancia activa de electrodo negativo, la segunda película de electrodo negativo incluye una segunda sustancia activa de electrodo negativo, y se satisface OI2-Oh>5, en la que OI<2>es un valor OI de la segunda película de electrodo negativo, y OI<1>es un valor OI de la primera película de electrodo negativo.
[0017] De acuerdo con un segundo aspecto, la divulgación proporciona además un dispositivo electrónico que incluye la celda descrita anteriormente.
[0018] Los efectos positivos progresivos de la divulgación son los siguientes. La divulgación selecciona diferentes formulaciones de electrodos positivos para diferentes formulaciones de electrodos negativos para maximizar la adaptación en el sistema de mezcla y lograr una combinación de alta densidad de energía, alta seguridad y bajos costes.
[0019] Breve descripción de los dibujos
[0020] FIG. 1 es un diagrama esquemático de la estructura de una celda preparada en el Ejemplo 1 al Ejemplo 2 de la divulgación. (1: colector de corriente de electrodo negativo; 2: colector de corriente de electrodo positivo; 4: segunda película de electrodo positivo; 5: primera película de electrodo positivo; 6: segunda película de electrodo negativo; 7: primera película de electrodo negativo).
[0021] FIG. 2 es un diagrama de estructura simplificado de la celda preparada en el Ejemplo 1 al Ejemplo 2 de la divulgación. (1: colector de corriente de electrodo negativo; 2: colector de corriente de electrodo positivo; 3: separador; 4: segunda película de electrodo positivo; 5: primera película de electrodo positivo; 6: segunda película de electrodo negativo; 7: primera película de electrodo negativo).
[0022] Descripción de las realizaciones
[0023] En el siguiente texto, la divulgación se describirá con más detalle para comprender mejor la divulgación. Debe entenderse que las palabras o términos utilizados en esta especificación y en las reivindicaciones no deben interpretarse como si tuvieran los significados definidos en los diccionarios comunes. Debe entenderse además que las palabras o términos deben interpretarse en el sentido de que tienen significados coherentes con sus significados en el contexto técnico pertinente y el concepto técnico de la divulgación, basándose en el principio de que los inventores pueden definir adecuadamente los significados de las palabras o términos para interpretar mejor la divulgación.
[0024] Celda
[0025] En la celda de acuerdo con el primer aspecto de la divulgación: Las dos superficies del electrodo positivo adoptan respectivamente un material de fosfato y una sustancia activa de alta densidad, que corresponden respectivamente de manera uno a uno a una película de alta densidad energética y a una película de alta cinética de carga rápida del electrodo negativo. Los electrodos positivo y negativo encajan entre sí para lograr un equilibrio entre densidad de energía y rendimiento de carga rápida.
[0026] Placa de electrodo positiva
[0027] En la divulgación, la primera película de electrodo positivo es adyacente a la segunda película de electrodo negativo a través de un separador, y la segunda película de electrodo positivo es adyacente a la primera película de electrodo negativo a través de un separador.
[0028] En la divulgación, como la primera sustancia activa de electrodo positivo, el material de fosfato puede ser un material de fosfato de electrodo positivo comúnmente utilizado en este campo, preferentemente fosfato de hierro de litio y/o fosfato de hierro de manganeso de litio. El uso del material fosfatado puede reducir el coste del sistema y mejorar las prestaciones de seguridad.
[0029] Preferentemente, basándose en la masa de la primera película de electrodo positivo, el contenido en masa del material de fosfato es del 92% al 97%, por ejemplo, 94% o 95%.
[0030] Preferentemente, la capacidad de descarga en gramos del material de fosfato a una densidad de corriente de 0,1C es de 160 mAh/g o inferior, más preferentemente de 127 a 160 mAh/g, por ejemplo, 141 mAh/g o 157 mAh/g.
[0031] En la divulgación, la segunda sustancia activa de electrodo positivo es una sustancia activa de alta densidad energética utilizada comúnmente en este campo, y su uso puede mejorar la densidad energética y el rendimiento de ciclado a baja temperatura de la batería.
[0032] Preferentemente, la segunda sustancia activa del electrodo positivo incluye uno o más de manganato de litio, óxido de cobalto de litio, níquelato de litio, óxido de aluminio de níquel cobalto de litio, óxido de manganeso de níquel cobalto de litio y materiales a base de manganeso ricos en litio.
[0033] Cuando la segunda sustancia activa de electrodo positiva incluye óxido de aluminio de níquel cobalto de litio u óxido de manganeso de níquel cobalto de litio, en el óxido de aluminio de níquel cobalto de litio u óxido de manganeso de níquel cobalto de litio, basándose en la masa del óxido de aluminio de níquel cobalto de litio u óxido de manganeso de níquel cobalto de litio, el contenido en masa de Ni es del 60% o más.
[0034] Preferentemente, basándose en la masa de la segunda película de electrodo positivo, el contenido de la segunda sustancia activa de electrodo positivo es del 94% al 98%, por ejemplo, el 96%.
[0035] Preferentemente, la capacidad en gramos de descarga de la segunda sustancia activa de electrodo positivo a una densidad de corriente de 0,1C es de 180 mAh/g o más, más preferentemente de 180 a 210 mAh/g, por ejemplo, 198 mAh/g.
[0036] En algunas realizaciones preferentes, el contenido de la segunda sustancia activa de electrodo positivo es mayor que el contenido de la primera sustancia activa de electrodo positivo.
[0037] En algunas realizaciones preferentes, la primera sustancia activa de electrodo positiva es fosfato de hierro y manganeso de litio, y la segunda sustancia activa de electrodo positiva es óxido de manganeso de níquel y cobalto de litio.
[0038] El fosfato de litio manganeso hierro es preferentemente LiMn<0>,<6>Fe<0>.<4>PO<4>, y el óxido de litio níquel cobalto manganeso es preferentemente LiNi<0>,sCo<0>,<1>Mn<0>,<1>O<2>.
[0039] En algunas realizaciones preferentes, la primera sustancia activa de electrodo positivo es fosfato de litio y hierro, y la segunda sustancia activa de electrodo positivo es óxido de litio, níquel, cobalto y manganeso.
[0040] El fosfato de litio y hierro es preferentemente LiFePO<4>, y el cobalto de litio de níquel óxido de litio, níquel, cobalto y manganeso es preferente LiNi<0>.<8>Co<0>.<1>Mn<0>.<1>O<2>.
[0041] En la divulgación, la relación de espesores de la primera película de electrodo positivo con respecto a la segunda película de electrodo positivo es preferentemente (1,1 a 2,5), por ejemplo, 1,98:1 o 1,63:1.
[0042] En la divulgación, el espesor de la primera película de electrodo positivo puede ser de 50 a 120 pm, preferentemente de 60 a 100 pm, por ejemplo, 76 pm o 91 pm.
[0043] En la divulgación, el espesor de la segunda película de electrodo positivo puede ser de 30 a 90 pm, preferentemente de 40 a 70 pm, por ejemplo, 47 pm.
[0044] En la divulgación, se seleccionan sustancias activas de electrodo positivo de diferentes capacidades, que requieren materiales de electrodo negativo con capacidades coincidentes. Cuando se selecciona una relación de espesor adecuada, es posible controlar que la diferencia de espesor entre las superficies anterior y posterior del electrodo negativo sea pequeña, lo que resulta beneficioso para el procesamiento del electrodo negativo.
[0045] El espesor descrito en la divulgación se calcula de acuerdo con el procedimiento siguiente.
[0046] Sea el espesor de la primera película de electrodo positivo hi, la capacidad de descarga específica de la primera película de electrodo positivo x<1>, y la capacidad de descarga específica de la segunda película de electrodo negativo x<2>; la proporción de la primera sustancia activa de electrodo positivo sea y<1>, la proporción de la segunda sustancia activa de electrodo negativo sea y<2>, la densidad compactada de la primera película de electrodo positivo después del laminado sea z-i, y la densidad compactada de la segunda película de electrodo negativo después del laminado sea
[0047]
[0048] Z<2>¡ y N/P sea a-i. Entonces, el espesor h<2>de la segunda película de electrodo negativo es
[0050] Sea el espesor de la segunda película de electrodo positivo h<3>, la capacidad de descarga específica de la segunda película de electrodo positivo x<3>, y la capacidad de descarga específica de la primera película de electrodo negativo x<4>; la proporción de la sustancia activa del segundo electrodo positivo sea y<3>, la proporción de la sustancia activa del primer electrodo negativo sea y<4>, la densidad compactada de la película del segundo electrodo positivo después del laminado sea Z<3>, y la densidad compactada de la película del primer electrodo después del laminado sea z4; y N/P o.ü Xsra X y s x s s X ha
[0051]
[0052] sea a2. Entonces el espesor h4 de la primera película de electrodo negativo es
[0054] N/P puede ser de 1,02 a 1,14, y ai > a<2>. El N/P, que significa negativo/positivo, es "capacidad del electrodo negativo por unidad de superficie/capacidad del electrodo positivo por unidad de superficie", y generalmente es una relación de la capacidad de carga.
[0056] Z<3>> Z<1>, y Z<3>-Z<1>> 0,4 g/cm<3>Dado que se requiere diseñar una presión y una anchura de separación de rodillo constantes en el proceso de laminado de la película de electrodo positivo, la densidad compactada z<1>de la primera película de electrodo positivo y la densidad compactada Z<3>de la segunda película de electrodo positivo son diferentes.
[0057] En algunas realizaciones específicas, el espesor de la primera película de electrodo positivo es de 50 a 120 pm; la densidad compactada de la primera película de electrodo positivo es de 2,2 a 2,6 g/cm3; el espesor de la segunda película de electrodo positivo es de 30 a 90 pm; y la densidad compactada de la segunda película de electrodo positivo es de 3,3 a 3,7 g/cm3.
[0059] En la divulgación, la primera película de electrodo positivo generalmente incluye además un primer agente conductor de electrodo positivo, un primer aglutinante de electrodo positivo, y un primer dispersante de electrodo positivo; y la segunda película de electrodo positivo generalmente incluye además un segundo agente conductor de electrodo positivo, un segundo aglutinante de electrodo positivo, y un segundo dispersante de electrodo positivo.
[0061] No existen restricciones específicas sobre el primer agente conductor del electrodo positivo y el segundo agente conductor del electrodo positivo, siempre que sean conductores y no provoquen cambios químicos en la batería. Entre los ejemplos específicos se incluyen: grafito, tal como grafito natural o grafito artificial; materiales a base de carbono, tal como negro de carbono, negro de acetileno, negro de Ketjen, negro de canal, negro de horno, negro de lámpara, negro de carbono térmico y fibras de carbono; polvos metálicos o fibras metálicas, tales como cobre, níquel, aluminio y plata; whiskers conductores, tales como whiskers de óxido de zinc y whiskers de titanato de potasio; óxidos metálicos conductores, tales como dióxido de titanio; o polímeros conductores, tales como derivados de polifenileno, etc.
[0062] En la primera película de electrodo positivo, el contenido del primer agente conductor es preferentemente de 1% a 3%, por ejemplo, 2%, en la que el porcentaje es el porcentaje de la masa del primer agente conductor en la masa de la primera película de electrodo positivo.
[0064] En la segunda película de electrodo positivo, la proporción de masa del segundo agente conductor es preferentemente de 0,5% a 2%, por ejemplo, 1,5%, en la que el porcentaje es el porcentaje de la masa del segundo agente conductor en la masa de la segunda película de electrodo positivo.
[0066] El primer aglutinante de electrodo positivo y el segundo aglutinante de electrodo positivo sirven para mejorar la unión entre las partículas de sustancia activa de electrodo positivo y la adhesión entre la sustancia activa de electrodo positivo y el colector de corriente de electrodo positivo. No hay restricciones específicas sobre sus tipos, y ejemplos específicos de los aglutinantes pueden incluir fluoruro de polivinilideno (PVDF), fluoruro de polivinilideno-cohexafluoropropileno (PVDF-co-HFP), alcohol polivinílico, poliacrilonitrilo, carboximetilcelulosa (CMC), almidón, hidroxipropilcelulosa, celulosa regenerada, polivinilpirrolidona, tetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM), EPDM sulfonado, caucho de estireno-butadieno (SBR), caucho fluorado, o varios copolímeros de los mismos, y puede utiliZarse uno cualquiera o una meZcla de dos o más de los anteriores.
[0068] En la primera película de electrodo positivo, el contenido del primer aglutinante es preferentemente de 1,5% a 4%, por ejemplo, 3,5%, en la que el porcentaje es el porcentaje de la masa del primer aglutinante en la masa de la primera película de electrodo positivo. Un aumento de las proporciones del agente conductor y del aglutinante en la primera película de electrodo positivo puede mejorar el rendimiento electroquímico del material de fosfato.
[0069] En la segunda película de electrodo positivo, la proporción de masa del segundo aglutinante es preferentemente de 0,5% a 2%, en la que el porcentaje es el porcentaje de la masa del segundo aglutinante en la masa de la segunda película de electrodo positivo.
[0070] Preferentemente, el contenido del segundo aglutinante de electrodo positivo es inferior al contenido del primer aglutinante de electrodo positivo.
[0071] El primer dispersante y el segundo dispersante pueden ser sustancias comúnmente utilizadas en este campo para mejorar la uniformidad de dispersión de las sustancias activas.
[0072] En la primera película de electrodo positivo, el contenido del primer dispersante puede ser de 0 a 1%, en la que el porcentaje es el porcentaje de la masa del primer dispersante en la masa de la primera película de electrodo positivo. En la segunda película de electrodo positivo, el contenido del segundo dispersante puede ser de 0 a 1%, en la que el porcentaje es el porcentaje de la masa del segundo dispersante en la masa de la segunda película de electrodo positivo.
[0073] En la divulgación, el procedimiento para preparar la placa de electrodo positivo incluye las siguientes etapas: revestir la mezcla de materias primas de la primera película de electrodo positivo y la mezcla de materias primas de la segunda película de electrodo positivo respectivamente sobre dos superficies del colector de corriente de electrodo positivo para obtener la placa de electrodo positivo.
[0074] En la divulgación, la densidad superficial se refiere generalmente a la masa de la mezcla de materias primas recubierta por unidad de superficie, y se relaciona con una superficie.
[0075] En algunas realizaciones específicas de la divulgación, las densidades superficiales de la primera película de electrodo positivo y la segunda película de electrodo positivo pueden ser de 15 a 32 mg/cm2, preferentemente de 20 a 25 mg/cm2, por ejemplo,<2 2>mg/cm2.
[0076] En algunas realizaciones preferentes, la densidad superficial de la segunda película de electrodo positivo es menor que la densidad superficial de la primera película de electrodo positivo.
[0077] En algunas realizaciones preferentes, la densidad superficial de la composición de materia prima de la segunda película de electrodo positivo durante el revestimiento es del 60% al 95% de la densidad superficial de la composición de materia prima de la primera película de electrodo positivo durante el revestimiento.
[0078] Placa del electrodo negativo
[0079] En la divulgación, el valor OI se relaciona con el grado de orientación, que puede calcularse basándose en datos medidos por DRX. El valor OI es una relación entre el área del pico característico 004 en el espectro de difracción de rayos X de la película del electrodo negativo y el área del pico característico 110 en el espectro de difracción de rayos X de la película del electrodo negativo.
[0080] En la divulgación, OI<1>=Cc<04>/C<110>, en la que C<004>es el área pico del pico de difracción característico 004 en el espectro de difracción de rayos X de la primera película de electrodo negativo; y C<110>es el área pico del pico de difracción característico 110 en el espectro de difracción de rayos X de la primera película de electrodo negativo.
[0081] OI<2>= C W C 'n<0>, en la que C W es el área de pico del pico de difracción característico 004 en el espectro de difracción de rayos X de la segunda película de electrodo negativo; y C<'110>es el área del pico de difracción característico 110 en el espectro de difracción de rayos X de la segunda película de electrodo negativo.
[0082] En la divulgación, la DRX se mide con difractómetro de rayos X Bruker D8A25.
[0083] La magnitud del valor de OI de la película de electrodo negativo puede reflejar el grado de orientación de apilamiento de las partículas de material activo de electrodo negativo en la película de electrodo negativo, que afecta directamente a la expansión de la placa de electrodo negativo en el proceso de ciclado. En el proceso de carga, los iones de litio se desintercalan de la sustancia activa del electrodo positivo y se intercalan en la sustancia activa del electrodo negativo, por lo que el valor OI de la película del electrodo negativo tiene un gran impacto en la velocidad de carga y la vida útil del ciclo de la batería de iones de litio.
[0084] Cuando la diferencia entre OI<2>y OI<1>es superior a 5, pueden aprovecharse plenamente las características de alta energía y alta cinética de las diferentes sustancias activas en dos superficies de la placa de electrodo negativa. En concreto, la sustancia activa de alta energía tiene ventajas de alta capacidad de gramos y alto grado de orientación y puede contribuir a una mayor densidad de energía. En el arte relacionado, las sustancias activas con alto OI y bajo OI son mezcladas y usadas juntas, pero la mezcla de bajo valor OI con alto OI generalmente falla en crear una excelente capacidad de tasa y alto rendimiento cinético. En la divulgación, las sustancias activas con altos y bajos valores de OI se revestimiento respectivamente en dos superficies opuestas del colector de corriente del electrodo negativo, lo que puede equilibrar la combinación de alta cinética y densidad de energía.
[0085] En algunas realizaciones específicas, el valor Olí de la primera película de electrodo negativo es de 2 a 15, preferentemente de 4 a 10.
[0086] En algunas realizaciones específicas, el valor de OI OI<2>en la segunda película de electrodo negativa es de 15 a 50, preferentemente de 15 a 40.
[0087] En algunas realizaciones preferentes, la OI<2>-OI<1>es 5 a 15, por ejemplo, 12 o 14.
[0088] En la divulgación, la primera sustancia activa de electrodo negativo y la segunda sustancia activa de electrodo negativo pueden incluir cada una independientemente uno o dos de los materiales grafito y silicio. El grafito incluye grafito natural o grafito artificial; y los materiales de silicio incluyen al menos uno de los materiales de silicio-carbono o de carbono-silicio-oxígeno.
[0089] Puede entenderse que el material de silicio-carbono se relaciona con un material que contiene tanto elemento de silicio como elemento de carbono. A modo de ejemplo, el material de silicio-carbono tiene una estructura en la que las partículas de nanocristales de silicio se rellenan en los poros de un esqueleto de carbono. Puede entenderse que el material silicio-oxígeno-carbono se relaciona con un material que contiene elemento silicio, elemento oxígeno y elemento carbono al mismo tiempo. Por ejemplo, el material de silicio-oxígeno-carbono tiene una estructura en la que las partículas de nanocristales de silicio se dispersan en una matriz de dióxido de silicio para formar un compuesto, y el carbono elemental se envuelve en la superficie exterior del compuesto.
[0090] En la divulgación, basándose en la masa de la primera película de electrodo negativo, el contenido en masa de la primera sustancia activa de electrodo negativo es de 93 a 98%, por ejemplo, 96%.
[0091] En la divulgación, basándose en la masa de la primera película de electrodo negativo, la primera película de electrodo negativo puede incluir además de 0,2 a 1,5% de un primer agente conductor de electrodo negativo, de 1 a 3% de un primer aglutinante de electrodo negativo, y de 0,01 a 1,5% de un primer dispersante de electrodo negativo.
[0092] En la divulgación, basándose en la masa de la segunda película de electrodo negativo, el contenido en masa de la segunda sustancia activa de electrodo negativo es preferentemente de 95 a 98,5%, por ejemplo, 95%.
[0093] En algunas realizaciones específicas, los tipos de la primera sustancia activa de electrodo negativa y de la segunda sustancia activa de electrodo negativa son iguales entre sí, y el contenido en masa de la primera sustancia activa de electrodo negativa es menor que el contenido en masa de la segunda sustancia activa de electrodo negativa. Cuando los contenidos en masa de la primera sustancia activa del electrodo negativo y de la segunda sustancia activa del electrodo negativo satisfacen las condiciones anteriores, la tasa de retención de capacidad de la batería puede mejorarse eficazmente.
[0094] En la divulgación, basándose en la masa de la segunda película de electrodo negativo, la segunda película de electrodo negativo puede incluir además de 0,2 a 1,5% de un segundo agente conductor de electrodo negativo, de 0,5 a 2% de un segundo aglutinante de electrodo negativo, y de 0,01 a 1,5% de un segundo dispersante de electrodo negativo.
[0095] El primer agente conductor del electrodo negativo y el segundo agente conductor del electrodo negativo son reactivos utilizados para garantizar que el electrodo tenga un buen rendimiento de carga y descarga. Pueden seleccionarse de cualquiera de los materiales de grafito, tales como grafito natural y grafito artificial, materiales de negro de humo, tales como negro de humo, negro de acetileno, negro de Ketjen, negro de canal, negro de horno, negro de lámpara y negro de humo térmico, fibras conductoras, tales como fibras de carbono y fibras metálicas, polvos metálicos, tales como polvo de fluorocarbono, polvo de aluminio y polvo de níquel, whiskers conductores, tales como óxido de zinc, titanato de potasio y óxidos metálicos conductores, tales como dióxido de titanio, o derivados de polifenileno.
[0096] El primer aglutinante de electrodo negativo y el segundo aglutinante de electrodo negativo son componentes que contribuyen a la unión entre la sustancia activa y el agente conductor y contribuyen a la combinación de la sustancia activa con el colector de corriente. Por lo general, pueden seleccionarse entre difluoruro de polivinilideno, alcohol polivinílico, carboximetilcelulosa (CMC), almidón, hidroxipropilcelulosa, celulosa regenerada, polivinilpirrolidona, ácido poliacrílico (PAA), tetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM), EPDM sulfonado, caucho de estireno-butadieno (SBR), fluorocaucho y diversos copolímeros.
[0097] En la divulgación, el espesor de la primera película de electrodo negativo y el espesor de la segunda película de electrodo negativo pueden ser iguales o diferentes entre sí.
[0098] En algunas realizaciones específicas, la densidad compactada de la segunda película de electrodo negativo es mayor que la de la primera película de electrodo negativo.
[0099] En algunas realizaciones específicas, la capacidad en gramos de la segunda película de electrodo negativo es mayor que la de la primera película de electrodo negativo.
[0100] En algunas realizaciones específicas, el espesor de la segunda película de electrodo negativo es ligeramente mayor que el de la primera película de electrodo negativo.
[0101] En la divulgación, el espesor de la primera película de electrodo negativo puede ser de 50 a 100 |jm, preferentemente de 50 a 60jm , por ejemplo, 52jm.
[0102] En la divulgación, el espesor de la segunda película de electrodo negativo puede ser de 50 a 100 jm , preferentemente de 50 a 60jm , por ejemplo, 54jm.
[0103] En algunas realizaciones específicas, la primera sustancia activa de electrodo positiva es fosfato de hierro y manganeso de litio, la segunda sustancia activa de electrodo positiva es óxido de manganeso, níquel y cobalto de litio, la primera sustancia activa de electrodo negativa es grafito artificial, y la segunda sustancia activa de electrodo negativa es grafito artificial, donde OI<2>-OI<1>es 10.
[0104] En algunas realizaciones más específicas, la primera sustancia activa de electrodo positivo es fosfato de litio manganeso hierro, el espesor de la primera película de electrodo positivo es de 91 jm , la segunda sustancia activa de electrodo positivo es óxido de litio níquel cobalto manganeso, el espesor de la segunda película de electrodo positivo es de 47 jm ; la sustancia activa del primer electrodo negativo es grafito artificial, el espesor de la primera película de electrodo negativo es de 52 jm , la sustancia activa del segundo electrodo negativo es grafito artificial, el espesor de la segunda película de electrodo negativo es de 54 jm , y OI<2>-OI<1>es 10.
[0105] En algunas realizaciones específicas, la primera sustancia activa de electrodo positiva es fosfato de litio y hierro, la segunda sustancia activa de electrodo positiva es óxido de litio, níquel, cobalto y manganeso, la primera sustancia activa de electrodo negativa es grafito artificial, y la segunda sustancia activa de electrodo negativa es grafito artificial, en la que OI<2>-OI<1>es 12.
[0106] En algunas realizaciones más específicas, la primera sustancia activa de electrodo positivo es fosfato de litio y hierro, el espesor de la primera película de electrodo positivo es de 76 jm , la segunda sustancia activa de electrodo positivo es óxido de litio, níquel, cobalto y manganeso, y el espesor de la segunda película de electrodo positivo es de 47 jm ; la primera sustancia activa del electrodo negativo es grafito artificial, el espesor de la primera película del electrodo negativo es de 52 jm , la segunda sustancia activa del electrodo negativo es grafito artificial, el espesor de la segunda película del electrodo negativo es de 54 jm , y OI<2>-OI<1>es 12.
[0107] En algunas realizaciones específicas de la divulgación, las densidades superficiales de la primera película de electrodo negativo y de la segunda película de electrodo negativo pueden ser de 7 a 20 mg/cm2, preferentemente de 8 a 12 mg/cm2, por ejemplo, 10 mg/cm2.
[0108] En la divulgación, el procedimiento para preparar la placa de electrodo negativo incluye las siguientes etapas: revestir la mezcla de materias primas de la primera película de electrodo negativo y la mezcla de materias primas de la segunda película de electrodo negativo respectivamente en las dos superficies opuestas del colector de corriente de electrodo negativo para obtener la placa de electrodo negativo.
[0109] En la divulgación, el procedimiento para preparar la celda puede adoptar procedimientos convencionales en este campo, y generalmente incluye las siguientes etapas: después de laminar y cortar la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo, apilar sucesivamente la placa de electrodo positivo, el separador y la placa de electrodo negativo mediante procesos de corte, apilado o enrollado para formar una celda.
[0110] Dispositivo electrónico
[0111] El dispositivo electrónico de acuerdo con el tercer aspecto de la divulgación incluye la celda descrita anteriormente. A modo de ejemplo, el dispositivo electrónico de la divulgación puede ser, entre otros, un dispositivo móvil (por ejemplo, un teléfono móvil, un ordenador tablet, un ordenador portátil, una videocámara, una impresora/copiadora portátil, etc.), un vehículo eléctrico (por ejemplo, un coche eléctrico puro, un coche eléctrico híbrido, un coche eléctrico híbrido enchufable, una bicicleta eléctrica, un patinete eléctrico, un carrito de golf eléctrico, un camión eléctrico, etc.), un tren eléctrico, un barco y un satélite, un sistema de almacenamiento de energía, una fuente de alimentación de reserva, etc.
[0112] Basándose en el conocimiento común en este campo, las condiciones preferentes anteriores pueden combinarse de cualquier manera para obtener los mejores ejemplos de la divulgación. La divulgación se ilustrará con más detalle basándose en los siguientes ejemplos, pero la divulgación no se limita por tanto al alcance de los ejemplos descritos. Todos los procedimientos experimentales de los ejemplos siguientes para los que no se describen condiciones específicas pueden seleccionarse de acuerdo con procedimientos y condiciones convencionales o de acuerdo con los manuales de instrucciones de los productos.
[0113] Ejemplo 1
[0114] (1) Preparación de la placa del electrodo positivo:
[0115] Preparación de la mezcla de materias primas A<1>de la primera película de electrodo positivo: Una mezcla de fosfato de hierro, manganeso y litio (LiMn<0>.<6>Fe<0>.<4>PO<4>), un agente conductor SP, y un aglutinante PVDF con una relación de masa de 95,5:2:2,5 fue completamente agitada en un agitador, y después un disolvente N-metilpirrolidona fue añadido a un contenido sólido de 55% y agitado y uniformemente mezclado para preparar la primera suspensión espesa de electrodo positivo A<1>. La capacidad en gramos de descarga de LiMn<0>.<6>Fe<0>.<4>PO<4>en una densidad actual de 0,1C fue de 141 mAh/g.
[0117] Preparación de la mezcla de materias primas A<2>de la segunda película de electrodo positivo: Se agitó completamente una mezcla de LiNi<0>,<8>Co<0>,<1>Mn<0>,<1>O<2>, un agente conductor SP, y un aglutinante PVDF con una relación de masas de 97:1,5:15 se agitó completamente en un agitador, y a continuación se añadió un disolvente N-metilpirrolidona con un contenido sólido del 60% y se agitó y mezcló uniformemente para preparar una segunda suspensión espesa de electrodo positivo A<2>. La capacidad de descarga en gramos del LiNi<0>,<8>Co<0>,<1>Mn<0>,<1>O<2>a una densidad de corriente de 0,1C fue de 198 mAh/g.
[0119] La mezcla de materias primas A<1>de la primera película de electrodo positivo y la mezcla de materias primas A<2>de la segunda película de electrodo positivo se recubrieron uniformemente sobre el colector de corriente a una densidad superficial de 22 mg/cm2, y a continuación se trataron con una máquina de secado de revestimiento para preparar una placa de electrodo positivo de un tamaño especificado.
[0121] (2) Preparación de la placa del electrodo negativo
[0123] Preparación de la mezcla de materias primas B<1>de la primera película de electrodo negativo: Una mezcla de grafito artificial, un agente conductor SP, un aglutinante SBR+PAA, y un dispersante CMC con una proporción de masa de 96:1:2:1 se agitó completamente en un agitador, y después se añadió un disolvente N-metilpirrolidona o agua desionizada con un contenido sólido del 58% y se agitó y mezcló uniformemente para preparar una primera suspensión espesa de electrodo negativo B<1>.
[0125] Preparación de la mezcla de materias primas B<2>de la segunda película de electrodo negativo: Una mezcla de grafito artificial, un agente conductor SP, un aglutinante SBR+PAA, y un dispersante CMC con una proporción de masa de 95:1,5:2,5:1 se agitó completamente en un agitador, y después se añadió un disolvente N-metilpirrolidona o agua desionizada con un contenido sólido del 56% y se agitó y mezcló uniformemente para preparar una segunda suspensión espesa de electrodo negativo B<2>.
[0127] La mezcla de materias primas B<1>de la primera película de electrodo negativo y la mezcla de materias primas B<2>de la segunda película de electrodo negativo se recubrieron uniformemente sobre dos superficies del colector de corriente a una densidad superficial de 10 mg/cm2 para preparar una primera película de electrodo negativo y una segunda película de electrodo negativo, que luego se trató con una máquina de secado de revestimiento para preparar una placa de electrodo negativo de un tamaño especificado. El grado de orientación OI<1>de la primera película de electrodo negativo era de 8, y el grado de orientación OI<2>de la segunda película de electrodo negativo era de 18.
[0129] (3) Preparación de la solución electrolítica:
[0131] El disolvente orgánico era una mezcla de carbonato de etileno (EC), carbonato de etilmetilo (EMC) y carbonato de dietilo (DEC), donde la relación de volumen de EC, EMC y DEC era 20:20:60. En una guantera de atmósfera de argón con un contenido de humedad de <10ppm, una sal de litio cuidadosamente secada (LiPF6) fue disuelta en el disolvente orgánico descrito anteriormente, y después de mezclar uniformemente, una solución electrolítica fue obtenida, en la que la concentración de LiPF6 fue de 1 mol/L.
[0133] (4) Preparación del separador: Se seleccionó un separador de polipropileno con un espesor de 12 pm.
[0135] (5) Montaje de la celda y de la batería de iones de litio: La placa del electrodo positivo, la placa del electrodo negativo y el separador se sometieron a un proceso de laminado, corte y apilado para preparar una celda. A continuación, la celda desnuda JR se colocó en una carcasa, se horneó a fondo de forma que el contenido de humedad fuera de 450 ppm o inferior, y después se sometió a procesos que incluían la inyección de electrolito, la formación de la batería, el sellado y la inspección para preparar una batería cuadrada de iones de litio de carcasa dura. La estructura de la celda ensamblada se muestra en la FIG. 1 y FIG. 2, en el que las dos superficies opuestas del colector de corriente de electrodo negativo 1 están provistas respectivamente de la primera película de electrodo negativo 7 y de la segunda película de electrodo negativo 6, las dos superficies opuestas del colector de corriente de electrodo positivo 2 están provistas respectivamente de la primera película de electrodo positivo 5 y de la segunda película de electrodo positivo 4, la primera película de electrodo positivo 5 y la segunda película de electrodo negativo 6 son adyacentes a través del separador 3, y la segunda película de electrodo positivo 4 y la primera película de electrodo negativo 7 son adyacentes a través del separador 3.
[0137] Ejemplo 2
[0139] La primera sustancia activa de electrodo positivo en la mezcla de materias primas de la primera película de electrodo positivo se sustituyó por fosfato de hierro y litio (LiFePO<4>), donde la capacidad de descarga en gramos de LiFePO<4>a una densidad de corriente de 0,1C fue de 157 mAh/g.
[0141] El grado de orientación OI de la primera película de electrodo negativo era 8, y el grado de orientación OI de la segunda película de electrodo negativo era 20.
[0142] Los demás componentes de la formulación y los procedimientos de preparación fueron los mismos que en el Ejemplo 1.
[0143] Ejemplo comparativo 1
[0144] Tanto la primera película de electrodo positivo como la segunda película de electrodo positivo de la placa de electrodo positivo se prepararon revistiendo la mezcla de materias primas A<1>de la primera película de electrodo positivo del Ejemplo 1.
[0145] Tanto la primera película de electrodo negativo como la segunda película de electrodo negativo de la placa de electrodo negativo se prepararon revistiendo la mezcla de materia prima B<2>de la segunda película de electrodo negativo del Ejemplo 1, en la que los grados de orientación OI tanto de la primera película de electrodo negativo como de la segunda película de electrodo negativo eran 18.
[0146] Los demás componentes de la formulación y los procedimientos de preparación fueron los mismos que en el Ejemplo 1.
[0147] Ejemplo comparativo 2
[0148] Tanto la primera película de electrodo positivo como la segunda película de electrodo positivo de la placa de electrodo positivo se prepararon revistiendo la mezcla de materia prima A<2>de la segunda película de electrodo positivo del Ejemplo 1.
[0149] Tanto la primera película de electrodo negativo como la segunda película de electrodo negativo de la placa de electrodo negativo se prepararon revistiendo la mezcla de materia prima B<1>de la primera película de electrodo negativo del Ejemplo 1, en la que los grados de orientación OI tanto de la primera película de electrodo negativo como de la segunda película de electrodo negativo eran 8.
[0150] Los demás componentes de la formulación y los procedimientos de preparación fueron los mismos que en el Ejemplo 1.
[0151] Ejemplo comparativo 3
[0152] La primera película de electrodo negativo se preparó revistiendo la mezcla de materias primas B<2>de la segunda película de electrodo negativo del Ejemplo 1; y la segunda película de electrodo negativo se preparó revistiendo la mezcla de materias primas B<1>de la primera película de electrodo negativo del Ejemplo 1, en la que el grado de orientación OI de la primera película de electrodo negativo era 18, y el grado de orientación OI de la segunda película de electrodo negativo era 8.
[0153] Los demás componentes de la formulación y los procedimientos de preparación fueron los mismos que en el Ejemplo 1.
[0154] Ejemplo comparativo 4
[0155] La primera película de electrodo negativo se preparó revistiendo la mezcla de materias primas B<2>de la segunda película de electrodo negativo del Ejemplo 1, y el grado de orientación OI de la primera película de electrodo negativo fue de 18.
[0156] El grado de orientación OI de la segunda película de electrodo negativa fue 20.
[0157] Los demás componentes de la formulación y los procedimientos de preparación fueron los mismos que en el Ejemplo 1.
[0158] Ejemplo comparativo 5
[0159] Tanto la primera película de electrodo positivo como la segunda película de electrodo positivo de la placa de electrodo positivo se prepararon revistiendo la mezcla de materias primas A<1>de la primera película de electrodo positivo del Ejemplo 1.
[0160] El grado de orientación OI de la primera película de electrodo negativo era 18; y el grado de orientación OI de la segunda película de electrodo negativo era 7.
[0161] Los demás componentes de la formulación y los procedimientos de preparación fueron los mismos que en el Ejemplo 1.
[0162] Ejemplo comparativo 6
[0163] Tanto la primera película de electrodo negativo como la segunda película de electrodo negativo de la placa de electrodo negativo se prepararon revistiendo la mezcla de materia prima B<2>de la segunda película de electrodo negativo del Ejemplo 1, en el que los grados de orientación OI tanto de la primera película de electrodo negativo como de la segunda película de electrodo negativo eran 18.
[0164] El resto fue igual que en el Ejemplo 1.
[0165] Los espesores de película del Ejemplo 1 al Ejemplo 2 y del Ejemplo comparativo 1 al Ejemplo comparativo 6 se muestran en la Tabla 1.
[0166] Tabla 1
[0168]
[0171] Ejemplo de verificación 1
[0172] Las tasas de retención de capacidad de las baterías preparadas del Ejemplo 1 al Ejemplo 2 y del Ejemplo comparativo 1 al Ejemplo comparativo 6 se probaron después de 0 a 1000 ciclos bajo la condición de una tensión de carga o descarga de 1C a 45°C. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
[0173]
[0174]  Como puede aprenderse de la Tabla 2 y la Tabla 3, la divulgación hace coincidir razonablemente los materiales de electrodo positivo y los materiales de electrodo negativo. En estas condiciones de adaptación, las baterías preparadas a partir del Ejemplo 1 y el Ejemplo 2 presentan las ventajas de una alta densidad energética y un buen rendimiento cíclico. En concreto, la densidad de energía puede alcanzar 246 wh/kg o más, y el índice de retención de la capacidad tras 1000 ciclos puede ser del 90,32% o incluso superior.
[0175] Comparando el Ejemplo 1 y el Ejemplo comparativo 1, el Ejemplo comparativo 1 adoptó la misma primera película de electrodo positivo y la misma segunda película de electrodo positivo, siendo ambas electrodos positivos de fosfato, y adoptó la misma primera película de electrodo negativo y la misma segunda película de electrodo negativo, siendo ambas electrodos negativos con altos valores de OI. Se puede saber que aunque tenía una tasa de retención de capacidad comparable a la del Ejemplo 1, su densidad energética era inferior a la del Ejemplo 1 y sólo era de 193 wh/kg.
[0176] Comparando el Ejemplo 1 y el Ejemplo comparativo 2, el Ejemplo comparativo 2 adoptó la misma primera película de electrodo positivo y la misma segunda película de electrodo positivo, ambas de las cuales eran electrodos positivos ternarios de alto níquel de la serie 8, y adoptó la misma primera película de electrodo negativo y la misma segunda película de electrodo negativo, ambas de las cuales eran electrodos negativos con valores de OI bajos. Se puede saber que, aunque conservaba la alta densidad de energía característica del material de electrodo positivo, su tasa de retención de capacidad después de 1000 ciclos era sólo del 85,22%, inferior a la del Ejemplo 1.
[0177] Comparando el Ejemplo 1 y el Ejemplo comparativo 3, en el Ejemplo comparativo 3, la primera película de electrodo negativo (valor de OI bajo) estaba adyacente a la primera película de electrodo positivo, y la segunda película de electrodo negativo (valor de OI alto) estaba adyacente a la segunda película de electrodo positivo. Aunque su densidad energética era comparable a la del Ejemplo 1, su estabilidad de ciclado era inferior a la del Ejemplo 1.
[0178] Comparando el Ejemplo 1 y el Ejemplo comparativo 4, en el Ejemplo comparativo 4, tanto la primera película de electrodo negativo como la segunda película de electrodo negativo adoptaron materiales de electrodo negativo con altos valores de OI, y la diferencia de OI<2>-OI<1>fue de 2. Como resultado, su tasa de retención de capacidad después de 1000 ciclos fue del 90,1%, y la densidad de energía fue de 248 wh/kg.
[0179] Comparando el Ejemplo 1 y el Ejemplo comparativo 5, en el Ejemplo comparativo 5, tanto la primera película de electrodo positivo como la segunda película de electrodo positivo adoptaron el mismo material de electrodo positivo de fosfato. Su densidad energética era sólo de 191 wh/kg, y su tasa de retención de capacidad tras 1000 ciclos era sólo del 89,5%, siendo ambas inferiores a las del Ejemplo 1.
[0180] Comparando el Ejemplo 1 y el Ejemplo comparativo 6, en el Ejemplo comparativo 6, tanto la primera película de electrodo negativo como la segunda película de electrodo negativo adoptaron el mismo material de electrodo negativo con un valor de OI alto, y la diferencia de OI<2>-OI<1>fue 0. Aunque su densidad energética era comparable a la del Ejemplo 1, su estabilidad de ciclado era inferior a la del Ejemplo 1, y la tasa de retención de capacidad tras 1000 ciclos era sólo del 87,62%.
[0181] Como se puede aprender de las comparaciones anteriores, fue la relación de adaptación especial entre los materiales de electrodo positivo y negativo en la divulgación lo que creó la excelente densidad de energía y el rendimiento del ciclo.
[0182] Ejemplo de verificación 2
[0183] Después de que las baterías preparadas del Ejemplo 1 al Ejemplo 2, Ejemplo comparativo 1, Ejemplo comparativo 2, y Ejemplo comparativo 6 se ciclaron 1000 veces bajo la condición de un voltaje de carga o descarga de 1C a 45°C, el electrodo negativo de la celda se desmontó y se sometió a análisis de prueba ICP Los resultados se muestran en la Tabla 4.
[0184] Tabla 4
[0186]
[0187]
[0190] Como puede aprenderse de la Tabla 4, las distribuciones de elementos de ensayo ICP después del ciclado de las celdas preparadas a partir del Ejemplo 1, Ejemplo 2, Ejemplo comparativo 1, Ejemplo comparativo 2 y Ejemplo comparativo 6 también fueron diferentes. Después de 1000 ciclos, había Co y Ni en la placa del electrodo negativo, lo que sugiere que el material utilizado en su electrodo positivo incluía níquel, cobalto y manganeso.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES
1. Una celda, que comprende una placa de electrodos positivos y una placa de electrodos negativos dispuestas alternativamente a lo largo de una dirección de espesor de la celda, con un separador (3) previsto entre la placa de electrodos positivos y la placa de electrodos negativos, en la que
la placa de electrodo positivo comprende un colector de corriente de electrodo positivo (2), una primera película de electrodo positivo (5), y una segunda película de electrodo positivo (4), y la primera película de electrodo positivo (5) y la segunda película de electrodo positivo (5) están dispuestas respectivamente en dos superficies opuestas del colector de corriente de electrodo positivo (2), en el que la primera película de electrodo positivo (5) comprende una primera sustancia activa de electrodo positivo que comprende un material de fosfato, la segunda película de electrodo positivo (4) comprende una segunda sustancia activa de electrodo positivo que tiene una capacidad de descarga en gramos a una densidad de corriente de 0.1C mayor que la capacidad de descarga en gramos de la primera sustancia activa del electrodo positivo a una densidad de corriente de 0,1C, y
la placa de electrodo negativo comprende un colector de corriente de electrodo negativo (1), una primera película de electrodo negativo (7), y una segunda película de electrodo negativo (6), y la primera película de electrodo negativo (7) y la segunda película de electrodo negativo (6) están dispuestas respectivamente en dos superficies opuestas del colector de corriente de electrodo negativo (1), en la que la primera película de electrodo negativo (7) comprende una primera sustancia activa de electrodo negativo, la segunda película de electrodo negativo (6) comprende una segunda sustancia activa de electrodo negativo, y se satisface Ol2-Oh>5, en la que OI<2>es un valor OI de la segunda película de electrodo negativo (6), y OI<1>es un valor OI de la primera película de electrodo negativo (7), y el valor OI es una relación entre un área de pico de un pico característico 004 en un espectro de difracción de rayos X de la primera película de electrodo negativo o de la segunda película de electrodo negativo y un área de pico de un pico característico 110 en un espectro de difracción de rayos X de la primera película de electrodo negativo o de la segunda película de electrodo negativo.
2. La celda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la primera película de electrodo positivo (5) es adyacente a la segunda película de electrodo negativo (6) a través del separador (3), y la segunda película de electrodo positivo (4) es adyacente a la primera película de electrodo negativo (7) a través del separador (3).
3. La celda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que una relación de espesor entre la primera película de electrodo positivo (5) y la segunda película de electrodo positivo (4) es de (1,1 a 2,5):1.
4. La celda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la primera sustancia activa del electrodo positivo y la segunda sustancia activa del electrodo positivo satisfacen una o más de las condiciones a a d siguientes:
a. El material fosfatado es fosfato de hierro y litio y/o fosfato de hierro y manganeso y litio;
b. La segunda sustancia activa del electrodo positivo comprende uno o varios de los siguientes materiales: manganato de litio, óxido de litio y cobalto, niquelato de litio, óxido de litio, níquel, cobalto y aluminio, óxido de litio, níquel, cobalto y manganeso, y materiales a base de manganeso ricos en litio;
c. La capacidad de descarga en gramos de la primera sustancia activa del electrodo positivo a una densidad de corriente de 0,1C es de 127 a 160 mAh/g; y
d. La capacidad de descarga en gramos de la segunda sustancia activa del electrodo positivo a una densidad de corriente de 0,1C es de 180 a 210 mAh/g.
5. La celda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la primera sustancia activa del electrodo positivo y la segunda sustancia activa del electrodo positivo satisfacen una o más de las condiciones e a g siguientes:
e. basándose en una masa de la primera película de electrodo positivo, un contenido en masa de la primera sustancia activa de electrodo positivo es del 92% al 97%;
f. basándose en una masa de la segunda película de electrodo positivo, un contenido en masa de la segunda sustancia activa de electrodo positivo es del 94 al 98%; y
g. el contenido en masa de la segunda sustancia activa del electrodo positivo es mayor que el contenido en masa de la primera sustancia activa del electrodo positivo.
6. La celda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la primera película de electrodo negativo (7) y la segunda película de electrodo negativo (6) satisfacen una o más de las condiciones a a c siguientes:
a. el valor OI<1>en la primera película negativa de electrodo (7) es de 2 a 15;
b. el valor OI<2>en la segunda película de electrodo negativo (6) es de 15 a 50; y
c. el OI<2>-OI<1>es superior a 5 y no inferior a 15.
7. La celda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la primera sustancia activa del electrodo negativo y la segunda sustancia activa del electrodo negativo comprenden cada una independientemente uno o ambos materiales de grafito y silicio.
8. La celda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que un espesor de la primera película de electrodo negativo (7) y un espesor de la segunda película de electrodo negativo (6) satisfacen al menos una de las condiciones siguientes:
a. el espesor de la primera película de electrodo negativo (7) y el espesor de la segunda película de electrodo negativo (6) son iguales o diferentes entre sí; y
b. Los espesores de la primera película de electrodo negativo (7) y de la segunda película de electrodo negativo (6) son de 50 a 100 |jm.
9. La celda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que, basándose en una masa de la primera película de electrodo negativo (7), un contenido en masa de la primera sustancia activa de electrodo negativo es del 93 al 98%, y basándose en una masa de la segunda película de electrodo negativo (6), un contenido en masa de la segunda sustancia activa de electrodo negativo es del 95 al 98,5%.
10. Dispositivo electrónico que comprende la celda de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
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