二次电池和电化学装置的制作方法

本申请涉及二次电池，具体涉及一种二次电池和电化学装置。

背景技术：

1、目前提高压实密度的主要方法提高一次颗粒粒径，但由于磷酸铁锂正极材料自身的电导率较差，一次粒径的增大会导致锂离子传输路径变长，动力学性能恶化，克容量和倍率性能明显降低，因此限制了磷酸铁锂正极材料在锂离子二次电池中的应用。

技术实现思路

1、发明目的：本申请提供一种二次电池，解决现有技术中磷酸铁锂粒径分布单一、压实密度低以及克容量较低的问题；本申请的另一目的还在于提供一种包含上述二次电池的电化学装置。

2、技术方案：本申请的一种二次电池，包括：正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液；所述正极极片包括正极集流体以及设置在所述正极集流体上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包含正极活性材料，所述正极活性材料的粒径分布曲线包括第一峰和第二峰；

3、所述二次电池满足：0.22≤k≤2.13，且k＝dn50×(dv90-dv10)/dv50；

4、其中，dn50μm为所述正极活性材料累计数量百分数达到50％时所对应的粒径；

5、dv10μm为所述正极活性材料累计体积百分数达到10％时所对应的粒径；

6、dv50μm为所述正极活性材料累计体积百分数达到50％时所对应的粒径；dv90μm为所述正极活性材料累计体积百分数达到90％时所对应的粒径；且以所述第一峰面积占比和所述第二峰面积占比之和为100％计，所述第一峰的面积占比为s1％，所述第二峰的面积占比为s2％，r＝s1/s2，0.25≤r≤2.33。

7、在一些实施例中，所述第一峰和所述第二峰满足如下特征中的至少一者：

8、(a)0.43≤r≤1.50；

9、(b)所述第一峰的峰值所对应的粒径为d1μm；所述第二峰的峰值所对应的粒径为d2μm；满足：0.4≤d1≤0.8，2.0≤d2≤3.0；

10、(c)所述第一峰的高度为h1μm；所述第二峰的高度为h2μm；满足：h1＜h2。

11、在一些实施例中，所述dn50为0.3～0.45；和/或

12、所述dv10为0.3～0.55；和/或

13、所述dv50为1.1～2.0；和/或

14、所述dv90为2.0～6.0。

15、在一些实施例中，所述dn50为0.3～0.35；和/或

16、所述dv10为0.33～0.5；和/或

17、所述dv50为1.2～1.5；和/或

18、所述dv90为3.0～5.5。

19、在一些实施例中，所述二次电池满足：

20、0.13≤z≤13.4，且z＝k×r×pd；

21、其中，pd g/cm3为所述正极极片的压实密度。

22、在一些实施例中，所述正极极片的压实密度pd g/cm3满足：2.45≤pd≤2.7。

23、在一些实施例中，所述正极活性材料包括含锂化合物，所述含锂化合物进一步包括m元素，所述m元素包含ti、v、mn、co、ni、zr、nb、mo、y中的一种或多种。

24、在一些实施例中，所述m元素占所述正极活性材料的质量百分数为e％，满足：0.1≤e≤0.6。

25、在一些实施例中，所述正极活性材料包括liamxfe(1-x)po4；其中，m选自ti、v、mn、co、ni、zr、nb、mo、y中的一种或多种，0.8≤a≤1.2，0≤x＜1。

26、在一些实施例中，本申请还提供一种电化学装置，包括所述的二次电池。

27、有益效果：与现有技术相比，本申请的一种二次电池，包括：正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液；正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体上的正极活性材料；正极活性材料的粒径分布曲线包括第一峰和第二峰；二次电池满足：0.22≤k≤2.13，且k＝dn50×(dv90-dv10)/dv50，同时还满足0.25≤r≤2.33。本申请通过优化正极活性材料的粒径分布，限制体积分布曲线呈双峰形态，通过大小粒径级配及严格控制粒径大小，实现压实密度的提升和降低锂离子传输路径，保证二次电池动力学性能的发挥，实现了二次电池能量密度的提高，使得二次电池易于控制且可工业化生产。

技术特征：

1.一种二次电池，其特征在于，包括：正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液；所述正极极片包括正极集流体以及设置在所述正极集流体上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包含正极活性材料，所述正极活性材料的粒径分布曲线包括第一峰和第二峰；

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一峰和所述第二峰满足如下特征中的至少一者：

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述dn50为0.3～0.45；和/或

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池满足：

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述正极极片的压实密度pd g/cm3满足：2.45≤pd≤2.7。

7.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述正极活性材料包括含锂化合物，所述含锂化合物进一步包括m元素，所述m元素包含ti、v、mn、co、ni、zr、nb、mo、y中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述m元素占所述正极活性材料的质量百分数为e％，满足：0.1≤e≤0.6。

9.根据权利要求1所述二次电池，其特征在于，所述正极活性材料包括liamxfe(1-x)po4；其中，m选自ti、v、mn、co、ni、zr、nb、mo、y中的一种或多种，0.8≤a≤1.2，0≤x＜1。

10.一种电化学装置，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的二次电池。

技术总结
本申请公开一种二次电池和电化学装置，二次电池包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液；正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体上的正极活性材料层，正极活性材料层包含正极活性材料，正极活性材料的粒径分布曲线包括第一峰和第二峰；二次电池满足：0.22≤K≤2.13，K＝Dn50×(Dv90‑Dv10)/Dv50，以第一峰面积占比和第二峰面积占比之和为100％计，第一峰的面积占比为S<subgt;1</subgt;％，第二峰的面积占比为S<subgt;2</subgt;％，R＝S<subgt;1</subgt;/S<subgt;2</subgt;，0.25≤R≤2.33。本申请通过优化正极活性材料粒径分布，限制体积分布曲线呈双峰形态，通过大小粒径级配，实现压实密度提升和降低锂离子传输路径，提高二次电池能量密度。

技术研发人员：陈子龙,欧阳云鹏
受保护的技术使用者：欣旺达动力科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15