一种二次电池以及包括该二次电池的用电装置的制作方法

本申请涉及电化学，特别是涉及一种二次电池以及包括该二次电池的用电装置。

背景技术：

1、随着电子产品的快速发展，二次电池因能量密度高、可小型化和轻量化等优势，广泛应用于手机、笔记本电脑、平板电脑、无人机、电动车、电动工具、电力存储系统等。特别是3c产品领域，消费用户对电子产品的续航提升仍然有极大的需求，因此对二次电池的能量密度提出了更高的要求。

2、为了进一步提高二次电池的能量密度，需要使用高比容量的电极材料。硅基材料作为一类合金化型负极材料，可以提供高达4200mah/g的超高比容量，因此硅基材料是提升能量密度极具潜力的材料。然而硅基材料锂化后会形成锂硅合金，锂硅合金具有高度活泼的反应性，极其容易进攻电解液中的溶剂分子，导致电解液快速消耗以及活性锂损失，因此会存在循环性能差和高温存储性能差的问题。

技术实现思路

1、本申请目的在于提供一种二次电池以及包括该二次电池的用电装置，用以改善二次电池的循环性能和高温存储性能。具体技术方案如下：

2、本申请提供了一种二次电池，其包括正极极片、负极极片和电解液，所述负极极片包括负极材料层，所述负极材料层包括含硅物质，所述含硅物质的颗粒中包括硅元素，以所述含硅物质的质量为基准，所述硅元素质量百分比b为5％至85％；

3、所述电解液包括式(i)表示的氟代磺酰胺化合物的一种或多种：

4、

5、其中，r1选自氟原子、全部或者部分氟取代的c1至c10的烷基、全部或者部分氟取代的c6至c10的芳基、全部或者部分氟取代的c1至c10的含氧烷基、全部或者部分氟取代的c6至c10的含氧芳基；所述r1中的o原子不直接和s原子连接；r2和r3各自独立地选自经取代或未经取代的c1至c5的烷基、经取代或未经取代的c6至c10的芳基，所述经取代的c1至c5的烷基中的取代基为氟原子，所述经取代的c6至c10的芳基中的取代基为氟原子；

6、以所述电解液的质量为基准，所述氟代磺酰胺的质量百分比a为10％至80％。

7、本申请提供的二次电池中的负极极片和电解液满足上述特征，能够显著改善二次电池的循环性能和高温存储性能。

8、在本申请的一些实施方案中，所述电解液还包括环状酯；以所述电解液的质量为基准，所述环状酯的质量百分比c为10％至50％，所述环状酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、三亚甲基碳酸酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯或1,3-丙二醇环硫酸酯中的至少一种，所述氟代磺酰胺的质量百分比a为10％至70％。本申请的电解液中添加上述环状酯，有利于促进锂盐的溶解和解离。

9、在本申请的一些实施方案中，所述电解液还包含氟代溶剂，以所述电解液的质量为基准，所述氟代溶剂的质量百分比e为5％至35％，所述氟代溶剂包括氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、三氟乙醇乙酸酯或二氟乙醇乙酸酯中的至少一种，所述氟代磺酰胺的质量百分比a为10％至65％。本申请的电解液中添加上述氟代溶剂，有利于提高二次电池的循环性能。

10、在本申请的一些实施方案中，以所述含硅物质的质量为基准，所述硅元素质量百分比b为5％至65％。通过将硅元素质量百分比调控在上述范围内，能够进一步提高二次电池的能量密度。

11、在本申请的一些实施方案中，所述含硅物质包括硅氧复合材料或硅碳复合材料，所述硅氧复合材料或硅碳复合材料颗粒表面包括lif、alf3、li2co3、无定形碳或石墨化碳中的至少一种。通过选择上述含硅物质，能够使二次电池获得更优的综合性能。

12、在本申请的一些实施方案中，p1＝a/b，p1的值为0.1至2，优选为0.5至2。通过将p1的值调控在上述范围内，能够提高二次电池的循环性能和高温存储性能。

13、在本申请的一些实施方案中，p2＝a/c，p2的值为1至7。通过将p2的值调控在上述范围内，能够进一步提高二次电池的循环性能和高温存储性能。

14、在本申请的一些实施方案中，所述a为20％至60％。通过将a的值调控在上述范围内，能够进一步提高二次电池的循环性能和高温存储性能。

15、本申请包括一种用电装置，其包括前述任一实施方案中的二次电池。从而，本申请提供的用电装置具有高能量密度和良好的循环寿命以及高温存储性能。

16、本申请有益效果：

17、本申请提供了一种二次电池以及包括该二次电池的用电装置，二次电池包括正极极片、负极极片和电解液，负极极片包括负极材料层，负极材料层包括含硅物质，含硅物质的颗粒中包括硅元素，以含硅物质的质量为基准，硅元素质量百分比b为5％至85％，电解液包括式(i)表示的氟代磺酰胺化合物的一种或多种，以电解液的质量为基准，氟代磺酰胺的质量百分比a为10％至80％。本申请提供的二次电池中的负极极片和电解液满足上述特征，能够显著改善二次电池的循环性能和高温存储性能。

18、当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种二次电池，其包括正极极片、负极极片和电解液，所述负极极片包括负极材料层，所述负极材料层包括含硅物质，所述含硅物质的颗粒中包括硅元素，以所述含硅物质的质量为基准，所述硅元素质量百分比b为5％至85％；

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液还包括环状酯；以所述电解液的质量为基准，所述环状酯的质量百分比c为10％至50％，所述环状酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、三亚甲基碳酸酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯或1,3-丙二醇环硫酸酯中的至少一种，所述氟代磺酰胺的质量百分比a为10％至70％。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述氟代磺酰胺的质量百分比a为10％至65％。

4.根据权利要求1至3任一项所述的二次电池，其中，以所述含硅物质的质量为基准，所述硅元素质量百分比b为5％至65％。

5.根据权利要求1至3任一项所述的二次电池，其中，所述含硅物质包括硅氧复合材料或硅碳复合材料，所述硅氧复合材料或硅碳复合材料颗粒表面包括lif、alf3、li2co3、无定形碳或石墨化碳中的至少一种。

6.根据权利要求1至3任一项所述的二次电池，其中，p1＝a/b，p1的值为0.1至2。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，p1的值为0.5至2。

8.根据权利要求1至3任一项所述的二次电池，其中，所述式(i)表示的氟代磺酰胺化合物选自以下式(i-1)至式(i-32)中的至少一种：

9.根据权利要求2所述的二次电池，其中，p2＝a/c，p2的值为1至7。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，其中，所述a为20％至60％。

11.一种用电装置，其包括权利要求1至10中任一项所述的二次电池。

技术总结
本申请提供了一种二次电池以及包括该二次电池的用电装置，二次电池包括正极极片、负极极片和电解液，负极极片包括负极材料层，负极材料层包括含硅物质，含硅物质的颗粒中包括硅元素，以含硅物质的质量为基准，硅元素质量百分比B为5％至85％，电解液包括式(I)表示的氟代磺酰胺化合物的一种或多种，以电解液的质量为基准，氟代磺酰胺的质量百分比A为10％至80％。本申请提供的二次电池中的负极极片和电解液满足上述特征，能够显著改善二次电池的循环性能和高温存储性能。

技术研发人员：简俊华,彭谢学,郭和峰,唐超
受保护的技术使用者：宁德新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22