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一種二次電池和用電裝置的制作方法

文檔序號(hao):38887188發(fa)布日(ri)期:2024-08-02 03:02閱讀:48來源:國知局
一種二次電池和用電裝置的制作方法

本申(shen)請(qing)屬于(yu)電(dian)池,尤其涉及一種二次電(dian)池和用電(dian)裝置(zhi)。


背景技術:

1、目前,鈉離(li)子層(ceng)狀氧化物正極(ji)材料(liao)(liao)雖然它的(de)能量(liang)密度高(gao),但是(shi)它的(de)空氣(qi)穩(wen)(wen)定(ding)性差,當其暴(bao)露在潮濕(shi)空氣(qi)中(zhong)時(shi),層(ceng)狀材料(liao)(liao)結(jie)構中(zhong)的(de)na+離(li)子很(hen)容易與空氣(qi)中(zhong)水(shui)分子的(de)h+離(li)子交換,在其表面生成碳酸鈉及其水(shui)合物,導(dao)致材料(liao)(liao)容量(liang)下降和制作漿(jiang)料(liao)(liao)涂覆時(shi)極(ji)易導(dao)致粘結(jie)劑凝(ning)膠化,給涂布帶來困難。因此,層(ceng)狀材料(liao)(liao)應用時(shi)需要嚴格(ge)控制環境的(de)濕(shi)度,這為層(ceng)狀材料(liao)(liao)的(de)大規模應用額外(wai)增加了成本。此外(wai),殘(can)堿增加造成電池容量(liang)低、產氣(qi)嚴重、循環壽命(ming)變差。所以急需對層(ceng)狀材料(liao)(liao)進行(xing)改性提高(gao)其空氣(qi)穩(wen)(wen)定(ding)性。


技術實現思路

1、本申請的目的在于,解決現有二次電(dian)池(chi)中的層狀(zhuang)氧化物正極(ji)材料空氣(qi)穩定性差導致的殘(can)堿增加和產氣(qi)嚴重,進而導致的二次電(dian)池(chi)循環(huan)壽命衰(shuai)減快(kuai)以及容量降低的問題,提供一種(zhong)空氣(qi)穩定性優(you)異(yi)、循環(huan)性能優(you)異(yi)、容量高且產氣(qi)低的二次電(dian)池(chi)和用電(dian)裝置(zhi)。

2、為實(shi)現上述(shu)目的(de)(de),本申請的(de)(de)第一方面(mian),提供了一種二(er)次電池,包括(kuo)正(zheng)極(ji)極(ji)片和負(fu)極(ji)極(ji)片,所(suo)述(shu)正(zheng)極(ji)極(ji)片包括(kuo)正(zheng)極(ji)集流體和設置在所(suo)述(shu)正(zheng)極(ji)集流體至少一個表面(mian)的(de)(de)正(zheng)極(ji)活性層(ceng),所(suo)述(shu)正(zheng)極(ji)活性層(ceng)中包括(kuo)正(zheng)極(ji)活性材料,所(suo)述(shu)正(zheng)極(ji)極(ji)片滿足(zu):100≤r≤625;

3、其中(zhong),r=bet×p×a/s,

4、bet?m2/g為(wei)所述(shu)正極(ji)活性材(cai)料的比表面積;

5、p%為所述(shu)正極極片的孔隙率;

6、a為(wei)所述正極極片在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)存(cun)放3天后的吸水率;

7、s%為所述正極極片在空氣中存放3天后殘堿中碳酸鈉質量(liang)含(han)量(liang)變(bian)化率。

8、作為本(ben)申請的實施方(fang)案,bet為0.28~0.96。

9、作為(wei)本申請的實施方(fang)案,p為(wei)15~56。

10、作為本(ben)申請的實(shi)施(shi)方案,a為9.4~53。

11、作為(wei)本申請的實施方案,s為(wei)1.8~11。

12、作為(wei)本申(shen)請的實施方(fang)案(an),所(suo)述正極(ji)活性材(cai)料的水含量為(wei)315ppm~465ppm。

13、作為(wei)本(ben)申請的(de)實施(shi)方案,以正極活性(xing)材料(liao)的(de)質量(liang)計,碳酸鈉(na)含量(liang)為(wei)2300ppm~8000ppm,氫氧化鈉(na)的(de)含量(liang)為(wei)1000ppm~2600ppm。

14、作為本申請的(de)實施方案(an),所(suo)述正極活(huo)性材料的(de)dv50為3~10μm,正極活(huo)性材料的(de)粒度分布系(xi)數(shu)psd為0.78~1.57。

15、作為本(ben)申請的(de)實施(shi)方(fang)案,所(suo)(suo)述正極活性材料包括(kuo)如化(hua)學式ⅰ所(suo)(suo)示的(de)化(hua)合物,na1+anixcuyfezmnsmepo2化(hua)學式ⅰ,

16、所述化學式ⅰ中,-0.1≤a≤0.1,0.3≤x≤1,0≤y≤0.6,0≤z≤0.5,0≤s≤0.5,0≤p≤0.05,x+y+z+s+p=1,me包括li、b、ca、zn、zr、al、sr、mg、w、y、nb、ti、ru、mo中的至少一種。

17、作為本申(shen)請(qing)的(de)實施方案,所(suo)(suo)述(shu)正(zheng)極活性材料的(de)表面具有包覆層(ceng);所(suo)(suo)述(shu)包覆層(ceng)包括含(han)有m元素(su)的(de)含(han)氧化(hua)合物,所(suo)(suo)述(shu)m包括b、ca、zn、zr、al、sr、mg、w、y、nb、ti、ru、mo中的(de)至(zhi)少一種。

18、作為本申請的(de)實施方案(an),所述包覆(fu)層的(de)厚度為2~10nm。

19、作為本申請的實施(shi)方案(an),所(suo)述包覆(fu)層(ceng)(ceng)表面設置有疏(shu)水層(ceng)(ceng),所(suo)述疏(shu)水層(ceng)(ceng)包含疏(shu)水基團。

20、作為本申請的(de)實施方案,所述疏水(shui)基(ji)團包(bao)括c12-c18烷(wan)基(ji)磷酸(suan)、c12-c18烷(wan)酸(suan)、c12-c18烷(wan)硫(liu)醇、雙十六烷(wan)基(ji)磷酸(suan)酯中的(de)至少一(yi)種(zhong)。

21、作為本申請的實施方案,所(suo)述(shu)疏水層(ceng)的厚度為1~6nm。

22、在(zai)本申請的第(di)二方面,提供了(le)一種用(yong)電(dian)裝置,包括(kuo)上述二次電(dian)池。

23、本(ben)申請提供的二(er)次電池(chi)(chi)(chi)合理(li)搭配正(zheng)極(ji)(ji)(ji)活性物質(zhi)的比表面積、正(zheng)極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)片的孔隙率、正(zheng)極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)片在空氣(qi)中(zhong)存放3天后的吸水率和正(zheng)極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)片在空氣(qi)中(zhong)存放3天后殘堿中(zhong)碳酸鈉質(zhi)量(liang)含量(liang)變化率,使(shi)其滿足特定(ding)的關(guan)系,能夠顯(xian)著提升二(er)次電池(chi)(chi)(chi)的空氣(qi)穩定(ding)性,進而顯(xian)著的提高二(er)次電池(chi)(chi)(chi)的循環壽命(ming)和容量(liang)、降低二(er)次電池(chi)(chi)(chi)的產氣(qi)量(liang)。



技術特征:

1.一種(zhong)二次電池(chi),其特(te)征(zheng)在(zai)(zai)于,包(bao)括(kuo)正(zheng)極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)片和負極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)片,所(suo)述正(zheng)極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)片包(bao)括(kuo)正(zheng)極(ji)(ji)(ji)集流(liu)體和設置在(zai)(zai)所(suo)述正(zheng)極(ji)(ji)(ji)集流(liu)體至少一個表(biao)面(mian)的(de)正(zheng)極(ji)(ji)(ji)活性層,所(suo)述正(zheng)極(ji)(ji)(ji)活性層中包(bao)括(kuo)正(zheng)極(ji)(ji)(ji)活性材料,所(suo)述正(zheng)極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)片滿足:100≤r≤625;

2.根據權利要求1所(suo)述的二次電池,其特征在(zai)于,正極極片滿足以下至少一(yi)者:

3.根據(ju)權(quan)利(li)要求(qiu)1所(suo)述(shu)的二次電池(chi),其(qi)特征在于,所(suo)述(shu)正(zheng)極活性材料的水含量為(wei)315ppm~465ppm;

4.根(gen)據權利(li)要求1所述的二次電池,其(qi)特征在于(yu),所述正極活性材(cai)料的dv50為(wei)3~10μm,正極活性材(cai)料的粒度分布系(xi)數(shu)psd為(wei)0.78~1.57。

5.根據權利要求1所(suo)述(shu)的二次電池(chi),其特(te)征在于,所(suo)述(shu)正極活性材(cai)料包括如化學(xue)式ⅰ所(suo)示的化合物,

6.根據權利要求(qiu)5所(suo)述(shu)的二次電(dian)池,其特征在于,所(suo)述(shu)正(zheng)極活性材料(liao)的表面具有(you)包覆(fu)層;

7.根據權利要求6所述的(de)二次電(dian)池,其(qi)特征在于,所述包覆層的(de)厚度為2~10nm。

8.根據權利要求6所述的二次(ci)電(dian)池,其特征在于,所述包(bao)覆層(ceng)表面設置有(you)疏(shu)水(shui)(shui)層(ceng),所述疏(shu)水(shui)(shui)層(ceng)包(bao)含疏(shu)水(shui)(shui)基團。

9.根據(ju)權利要求8所(suo)述(shu)的二次(ci)電池,其特(te)征(zheng)在(zai)于,所(suo)述(shu)疏(shu)水基(ji)團包括c12-c18烷(wan)(wan)基(ji)磷酸、c12-c18烷(wan)(wan)酸、c12-c18烷(wan)(wan)硫醇、雙十(shi)六烷(wan)(wan)基(ji)磷酸酯中(zhong)的至(zhi)少一種。

10.根據權利要求8所(suo)(suo)述(shu)的二次電池,其特征在于,所(suo)(suo)述(shu)疏水層的厚度為1~6nm。

11.一種用電裝置,其特征在于(yu),包括(kuo)如(ru)權利(li)要求1~10任一項所述的二次電池。


技術總結
本申請公開了一種二次電池和用電裝置,屬于電池技術領域。本申請提供的二次電池中合理搭配正極活性材料的比表面積、正極極片的孔隙率、正極極片在空氣中存放3天后的吸水率和殘堿中碳酸鈉質量含量變化率,使其滿足特定的關系,能夠顯著提升二次電池的空氣穩定性,進而顯著的提高二次電池的循環壽命、降低二次電池的產氣量。

技術研發人員:謝東,歐陽云鵬
受保護的技術使用者:欣旺達動力科技股份有限公司
技術研發日:
技術公布日:2024/8/1
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