一种二次电池和电子装置的制作方法

本申请涉及电化学，特别是涉及一种二次电池和电子装置。

背景技术：

1、锂离子电池具有比能量密度大、循环寿命长、标称电压高、自放电率低、体积小、重量轻等许多优点，被广泛应用于便携式电子设备、电动自行车、电动汽车及储能设备等领域中。技术人员还在不断改进锂离子电池的使用性能，锂离子电池会长时间在消费电子领域占据重要位置。

2、在锂离子电池的使用过程中，温度是影响锂离子电池放电性能的重要因素。在低温(例如温度低于-10℃)条件下，锂离子电池的放电电压和放电soc(state of charge，荷电状态)下降，锂离子电池的放电容量减小，锂离子电池的阻抗增大。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种二次电池和电子装置，能够在提高二次电池的低温性能同时降低二次电池的阻抗。具体技术方案如下：

2、本申请的第一方面提供了一种二次电池，其包括正极极片、负极极片和电解液，所述电解液包括丙酸酯和第一添加剂，所述第一添加剂包括式(ia)化合物、式(ib)化合物或式(ic)化合物中的至少一种，

3、

4、其中，r1、r2、r3、r4各自独立地选自单键、被ra取代或未取代的亚甲基，各个基团中的ra各自独立地选自f、cl、br、i、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、三氟甲基、四氟乙基，r1、r2、r3、r4不同时为单键；r5选自单键、-o-、c1-c3次烷基、c1-c3卤代次烷基或c1-c3氧杂次烷基；r6、r7、r8、r9各自独立地选自被rb取代或未取代的c1-c5亚烷基、o，各个基团中的rb各自独立地选自f、cl、br、i、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、三氟甲基、四氟乙基。通过调控电解液包括丙酸酯和第一添加剂、第一添加剂的种类在本申请范围内，能够在提高二次电池的低温性能同时降低二次电池的阻抗。

5、在本申请的一种实施方案中，所述电解液满足如下至少一者：

6、(1)所述丙酸酯包括丙酸乙酯或丙酸丙酯中的至少一种；

7、(2)所述式(ib)化合物包括以下化合物中的至少一种：

8、

9、(3)所述式(ic)化合物包括以下化合物中的至少一种：

10、

11、

12、(4)基于所述电解液的质量，所述丙酸酯的质量百分含量为a，0.01％≤a≤70％；

13、(5)基于所述电解液的质量，所述第一添加剂的质量百分含量为c，0.01％≤c≤4％。

14、满足上述条件中的至少一种能够进一步提高二次电池的低温性能并降低二次电池的阻抗。

15、在本申请的一种实施方案中，所述电解液还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括二氟磷酸锂、氟磺酸锂或双氟磺酰亚胺中的至少一种。通过调控电解液还包括第二添加剂以及第二添加剂的种类在本申请范围内，第二添加剂能够与丙酸酯、第一添加剂协同调控正极界面保护膜的厚度和负极界面保护膜的厚度，从而进一步提高二次电池的低温性能并降低二次电池的阻抗。

16、在本申请的一种实施方案中，基于所述电解液的质量，所述第二添加剂的质量百分含量为d，0.01％≤d≤6％。通过调控第二添加剂的质量百分含量d在本申请范围内，能够获得更加有效的正极界面保护膜和负极界面保护膜，从而进一步提高二次电池的低温性能并降低二次电池的阻抗。

17、在本申请的一种实施方案中，所述正极极片包括正极集流体和设置在正极集流体至少一个表面上的正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料的化学式为lico1-amao2，m包括mg、al、ti、zr、ce、la、y、w、ba或ca中的至少一种，0≤a≤0.2。低温条件下电解液粘度较高，锂离子迁移速率较慢，二次电池的低温性能提升有限；高温条件下锂离子的移动路径会受到干扰，导致二次电池的阻抗增加。通过选用上述正极活性材料，可以有效提升锂离子的迁移速率，提高二次电池的低温性能；还对高温条件下锂离子的移动路径干扰较小，能够降低二次电池的循环阻抗增长率，从而降低二次电池的阻抗。

18、在本申请的一种实施方案中，m包括y，基于所述正极活性材料的质量，所述y的质量百分含量为b，400ppm≤b≤5000ppm。掺杂元素m可以改善正极活性材料的晶体结构稳定性。m包括y，通过调控y的质量百分含量b在本申请范围内，可以进一步提高正极活性材料的晶体结构稳定性，同时提高电解液中不同组分在低温条件下的相互作用程度，优化正极界面保护膜的韧性，能够进一步提高二次电池的低温性能同时降低二次电池的阻抗。

19、在本申请的一种实施方案中，m包括y，基于所述正极活性材料的质量，所述y的质量百分含量为b，基于所述电解液的质量，所述丙酸酯的质量百分含量为a，0.1％≤a≤70％，0.2≤a/b≤800。通过调控丙酸酯的质量百分含量a以及a/b的值在本申请范围内，能够使丙酸酯的质量百分含量与正极活性材料中y的质量百分含量相匹配，丙酸酯能够与正极活性材料协同作用，能够促进锂离子的迁移并且避免副反应的发生，从而进一步提高二次电池的低温性能同时降低二次电池的阻抗。

20、在本申请的一种实施方案中，m包括la、mg或w中的至少一种，基于所述正极活性材料的质量，所述la、mg或w的质量百分含量各自独立地为200ppm至10000ppm。通过调控m包括la、mg或w中的至少一种，以及掺杂元素la、mg或w的质量百分含量各自独立地在本申请范围内，可以在一定程度上增加正极极片的表面电阻，使锂离子具有合适的脱嵌速率，可以改善二次电池的结构稳定性和循环性能。

21、在本申请的一种实施方案中，m包括ba或ca中的至少一种，基于所述正极活性材料的质量，所述ba或ca的质量百分含量各自独立地为100ppm至22000ppm。通过调控m包括ba或ca中的至少一种，以及掺杂元素ba或ca的质量百分含量各自独立地在本申请范围内，能够提高正极活性材料的高温稳定性，能够在改善二次电池的低温性能、降低二次电池的阻抗的同时使二次电池具有较好的高温性能。

22、本申请的第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案中的二次电池。因此，本申请提供的电子装置具有良好的使用性能。

23、本申请的有益效果：

24、本申请提供了一种二次电池和电子装置，二次电池包括正极极片、负极极片和电解液，电解液包括丙酸酯和第一添加剂，第一添加剂包括式(ia)化合物、式(ib)化合物或式(ic)化合物中的至少一种。通过调控电解液包括丙酸酯和第一添加剂、第一添加剂的种类在本申请范围内，能够在提高二次电池的低温性能同时降低二次电池的阻抗。

25、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，所述电解液包括丙酸酯和第一添加剂，所述第一添加剂包括式(ia)化合物、式(ib)化合物或式(ic)化合物中的至少一种，

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液满足如下至少一者：

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括二氟磷酸锂、氟磺酸锂或双氟磺酰亚胺中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其中，基于所述电解液的质量，所述第二添加剂的质量百分含量为d，0.01％≤d≤6％。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述正极极片包括正极集流体和设置在正极集流体至少一个表面上的正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料的化学式为lico1-amao2，m包括mg、al、ti、zr、ce、la、y、w、ba或ca中的至少一种，0≤a≤0.2。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，m包括y，基于所述正极活性材料的质量，所述y的质量百分含量为b，400ppm≤b≤5000ppm。

7.根据权利要求5所述的二次电池，其中，m包括y，基于所述正极活性材料的质量，所述y的质量百分含量为b，基于所述电解液的质量，所述丙酸酯的质量百分含量为a，0.1％≤a≤70％，0.2≤a/b≤800。

8.根据权利要求5所述的二次电池，其中，m包括la、mg或w中的至少一种，基于所述正极活性材料的质量，所述la、mg或w的质量百分含量各自独立地为200ppm至10000ppm。

9.根据权利要求5所述的二次电池，其中，m包括ba或ca中的至少一种，基于所述正极活性材料的质量，所述ba或ca的质量百分含量各自独立地为100ppm至22000ppm。

10.一种电子装置，其包括权利要求1至9中任一项所述的二次电池。

技术总结
提供了一种二次电池和电子装置，二次电池包括正极极片、负极极片和电解液，电解液包括丙酸酯和第一添加剂，第一添加剂包括式(Ia)化合物、式(Ib)化合物或式(Ic)化合物中的至少一种。通过调控上述电解液，能够在提高二次电池的低温性能同时降低二次电池的阻抗。

技术研发人员：徐晴
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：2024/10/10