一种二次电池及其制备方法和用电设备与流程

本发明涉及二次电池，尤其是涉及一种二次电池及其制备方法和用电设备。

背景技术：

1、高能量密度是锂离子电池的发展趋势。目前，提升正极活性材料的充电截止电压是提升能量密度的有效方式之一。正极活性材料的充电截止电压越高，正极表面氧化活性位点越多，越容易引起低氧化的有机溶剂在正极表面氧化，导致电解液氧化分解越加剧。由于电解液的氧化，导致电池在高温条件下产气膨胀，阻抗增加，容量性能迅速衰减，给实际应用带来巨大挑战。

2、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种二次电池，通过采用凝胶电极片，将低氧化电位的有机溶剂束缚在负极，减少正极对低氧化电位的有机溶剂的氧化，解决了低氧化电位溶剂因高电压等引发的氧化产气等问题，从而提高了二次电池的安全性能和抑制产气性能。

2、为了实现本发明的上述目的，采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种二次电池，包括正极凝胶电极片和负极凝胶电极片，所述正极凝胶电极片包括正极凝胶组分，所述负极凝胶电极片包括负极凝胶组分；所述正极凝胶组分包括聚合物和高氧化电位的有机溶剂；所述负极凝胶组分包括聚合物和低氧化电位的有机溶剂。

4、进一步地，所述高氧化电位的有机溶剂包括碳酸乙烯酯(ec)、丁酸乙酯(eb)、γ-丁内酯(γ-gbl)、丙酸乙酯(ep)、乙酸乙酯(ea)、丁酸甲酯(mb)中的至少一种。

5、进一步地，所述低氧化电位的有机溶剂包括碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸丙烯酯(pc)、环丁砜(tms)、乙腈(an)中的至少一种。

6、进一步地，所述聚合物包括丙烯酸酯类聚合物。

7、进一步地，以正极凝胶组分或负极凝胶组分的总质量为基准，所述丙烯酸酯类聚合物占正极凝胶组分或负极凝胶组分的3～19％。

8、进一步地，所述的正极凝胶组分和所述负极凝胶组分包括添加剂，以正极凝胶组分或负极凝胶组分的总质量为基准，所述添加剂的质量为0.1％～3％。

9、进一步地，所述的添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟磺酸锂、二氟磷酸锂和四氟草酸磷酸锂中的至少一种。

10、本发明的第二目的在于提供一种包括上述二次电池的制备方法，包括正极凝胶电极片的制备和负极凝胶电极片的制备；

11、所述正极凝胶电极片的制备包括将正极极片浸泡在包括单体、引发剂、高氧化电位的有机溶剂、添加剂和锂盐形成的混合溶液中，固化后得到正极凝胶电极片；

12、所述负极凝胶电极片的制备包括将负极极片浸泡在包括单体、引发剂、低氧化电位的有机溶剂、添加剂和锂盐形成的混合溶液中，固化后得到负极凝胶电极片。

13、进一步地，所述单体和所述引发剂的质量比为(3～19)：(0.01～1)。

14、进一步地，所述单体包括三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一种。

15、进一步地，所述的浸泡的时间为10～60min。

16、进一步地，所述的固化的温度为45～75℃。

17、本发明的第三目的在于提供一种用电设备，包括如上所述的二次电池。

18、本发明的二次电池，通过采用凝胶电极片，解决了低氧化电位溶剂因高电压等引发的氧化产气等问题。凝胶电解质层具有束缚溶剂的作用，利用凝胶的特性，将低氧化电位的有机溶剂束缚在负极，高氧化电位的有机溶剂束缚在正极，减少正极对低氧化电位的有机溶剂的氧化，最终达到降产气的目的。本发明的正极凝胶电极片和负极凝胶电极片可以提高二次电池的安全性能和抑制产气性能，从而提高了二次电池的电化学性能。

技术特征：

1.一种二次电池，其特征在于，包括正极凝胶电极片和负极凝胶电极片，所述正极凝胶电极片包括正极凝胶组分，所述负极凝胶电极片包括负极凝胶组分；所述正极凝胶组分包括聚合物和高氧化电位的有机溶剂；所述负极凝胶组分包括聚合物和低氧化电位的有机溶剂。

2.根据权利要求1所述的二次电池，所述高氧化电位的有机溶剂包括丁酸乙酯、γ-丁内酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸甲酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的二次电池，所述低氧化电位的有机溶剂包括碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、环丁砜、乙腈中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述聚合物包括丙烯酸酯类聚合物。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，以正极凝胶组分或负极凝胶组分的总质量为基准，所述丙烯酸酯类聚合物占正极凝胶组分或负极凝胶组分的3～19％。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述的正极凝胶组分和所述负极凝胶组分包括添加剂，以正极凝胶组分或负极凝胶组分的总质量为基准，所述添加剂的质量为0.1％～3％。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述的添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟磺酸锂、二氟磷酸锂和四氟草酸磷酸锂中的至少一种。

8.根据权利要求1～7任一项所述的二次电池的制备方法，包括正极凝胶电极片的制备和负极凝胶电极片的制备；

9.根据权利要求8所述的二次电池的制备方法，其特征在于，所述单体和所述引发剂的质量比为(3～19)：(0.01～1)。

10.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述单体包括三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一种。

11.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求1～7所述的任一项二次电池。

技术总结
本发明涉及二次电池技术领域，尤其是涉及一种二次电池及其制备方法和用电设备。本发明的二次电池，包括正极凝胶电极片和负极凝胶电极片，所述正极凝胶电极片包括正极凝胶组分，所述负极凝胶电极片包括负极凝胶组分；所述正极凝胶组分包括聚合物和高氧化电位的有机溶剂；所述负极凝胶组分包括聚合物和低氧化电位的有机溶剂。本发明的二次电池，通过采用凝胶电极，将不同溶剂通过凝胶的方式束缚在不同的电极极片上，将低氧化电位溶剂束缚在负极，高氧化电位溶剂束缚在正极，从而达到降产气的目的，提高了二次电池的安全性能和抑制产气性能。

技术研发人员：吕国显,许灿,乔飞燕,褚春波
受保护的技术使用者：欣旺达电动汽车电池有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13