本申請(qǐng)涉及電化學(xué)，特別是涉及一種二次電池及包含其的電子裝置。

背景技術(shù)：

1、電化學(xué)裝置(鋰離子電池)因其高能量密度、高功率密度、自放電小、無記憶效應(yīng)和較長的循環(huán)壽命而被廣泛應(yīng)用于3c電子產(chǎn)品、動(dòng)力汽車和儲(chǔ)能電站等眾多領(lǐng)域。隨著鋰離子電池的使用范圍不斷擴(kuò)大，其使用場(chǎng)景更加多元，市場(chǎng)對(duì)鋰離子電池電化學(xué)性能提出了更高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種二次電池及包含其的電子裝置，以提高二次電池的高溫循環(huán)性能和低溫放電性能。具體技術(shù)方案如下：

2、本申請(qǐng)的第一方面提供了一種二次電池，其包括負(fù)極極片和電解液，所述電解液包括式i所示的化合物：

3、

4、其中，r選自未取代或被ra取代的c2至c6烷基、未取代或被ra取代的c6至c12芳基、未取代或被ra取代的c5至c12含氮雜芳基；所述ra各自獨(dú)立地選自鹵素或鹵素取代的c1至c3烷基，所述鹵素各自獨(dú)立地選自氟、氯或溴；基于所述電解液的總質(zhì)量，式i所示的化合物的質(zhì)量百分含量為wi％，wi為0.05至50，優(yōu)選為1至35；所述負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置于所述負(fù)極集流體至少一個(gè)表面上的負(fù)極材料層，單面所述負(fù)極材料層的厚度為dμm，所述負(fù)極材料層的表面設(shè)置有多個(gè)凹部，單個(gè)所述凹部的深度為dμm，d＜d，0.005≤wi/d≤5。本申請(qǐng)二次電池中，電解液包括式i所示的化合物，負(fù)極材料層表面設(shè)置有多個(gè)凹部，并調(diào)控wi及wi/d的值在上述范圍內(nèi)，有利于同時(shí)改善二次電池的高溫循環(huán)性能和低溫放電性能。

5、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，0.1≤d/d≤0.5。本申請(qǐng)通過調(diào)控d/d的值在上述范圍內(nèi)，能夠較好地發(fā)揮凹部的作用，同時(shí)能夠改善析鋰現(xiàn)象，從而使二次電池同時(shí)具有更好的高溫循環(huán)性能和低溫放電性能。

6、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，沿所述負(fù)極極片的厚度方向，相鄰兩個(gè)所述凹部的正投影的外輪廓之間的最小距離為lμm，50≤l≤300。調(diào)控l的值在本申請(qǐng)范圍內(nèi)，能夠使凹部具有合適的分布密度，便于二次電池的加工工藝，同時(shí)能夠更好地發(fā)揮凹部的作用，進(jìn)一步提高二次電池的高溫循環(huán)性能，同時(shí)兼顧二次電池的低溫放電性能。

7、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，0.005≤wi/l≤1。調(diào)控wi/l的值在本申請(qǐng)范圍內(nèi)，能夠使式i所示的化合物更好地發(fā)揮作用，同時(shí)能夠避免式i所示的化合物在非凹部區(qū)域反應(yīng)較多，避免形成較厚的sei膜，從而進(jìn)一步改善二次電池的高溫循環(huán)性能和低溫放電性能。

8、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，100≤d≤400。本申請(qǐng)通過調(diào)控d的值在上述范圍內(nèi)，有利于增加二次電池的體積能量密度，還可兼顧二次電池的動(dòng)力學(xué)性能，保證二次電池具有較好的低溫放電性能。

9、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，所述多個(gè)凹部呈條紋狀分布，沿所述負(fù)極極片的厚度方向，單個(gè)所述凹部的正投影的形狀包括條形，單個(gè)所述凹部的正投影的寬度d1?mm為0.02mm至0.5mm。本申請(qǐng)通過調(diào)控d1的值在上述范圍內(nèi)，能夠使二次電池同時(shí)具有更好的高溫循環(huán)性能和低溫放電性能。

10、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，沿所述負(fù)極極片的厚度方向，所述多個(gè)凹部的正投影的總面積為s1，單面所述負(fù)極材料層的面積為s2，0.1≤s1/s2≤0.8。本申請(qǐng)通過調(diào)控s1/s2的值在上述范圍內(nèi)，能夠使二次電池同時(shí)具有更好的高溫循環(huán)性能和低溫放電性能。

11、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，所述式i所示的化合物包括以下化合物中的至少一種：

12、

13、

14、

15、電解液包括上述范圍內(nèi)的式i所示的化合物，可以更好地發(fā)揮和負(fù)極極片的凹部的協(xié)同作用，從而進(jìn)一步改善二次電池的高溫循環(huán)性能和低溫放電性能。

16、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，所述電解液還包括含氟鋰鹽添加劑，所述含氟鋰鹽添加劑包括四氟硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟磷酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、四氟草酸磷酸鋰中的至少一種，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述含氟鋰鹽添加劑的質(zhì)量百分含量為wl％，wl為0.01至1，優(yōu)選為0.1至0.7。電解液包括含氟鋰鹽添加劑并調(diào)控wl的值在上述范圍內(nèi)，能夠協(xié)同參與成膜反應(yīng)，形成更加穩(wěn)定的sei膜，從而進(jìn)一步提升二次電池的循環(huán)穩(wěn)定性，提高二次電池的高溫循環(huán)性能，同時(shí)兼顧二次電池的低溫放電性能。

17、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，0.5≤wi/wl≤300。本申請(qǐng)通過調(diào)控wi/wl的值在上述范圍內(nèi)，能夠更好地發(fā)揮電解液中式i所示的化合物和含氟鋰鹽添加劑以及負(fù)極極片的凹部的協(xié)同作用，進(jìn)一步提高二次電池的高溫循環(huán)性能，并兼顧二次電池的低溫放電性能。

18、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，所述電解液還包括多氰基化合物或含硫氧雙鍵化合物中的至少一種；所述多氰基化合物包括下述化合物中的至少一種：丁二腈、戊二腈、甲基戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈、1,3,5-戊烷三腈、1,3,6-己烷三腈；所述含硫氧雙鍵化合物包括下述化合物中的至少一種：1,3-丙磺酸內(nèi)酯、2,4-丁磺酸內(nèi)酯、1,4-丁磺酸內(nèi)酯、硫酸乙烯酯、1,3-丙二醇硫酸酯；基于所述電解液的總質(zhì)量，所述多氰基化合物和所述含硫氧雙鍵化合物的質(zhì)量百分含量總和為wcnso％，wcnso為0.1至15，優(yōu)選為1至10；0.1≤wi/wcnso≤40。電解液包括上述種類的多氰基化合物和/或含硫氧雙鍵化合物并調(diào)控wcnso和wi/wcnso的值在上述范圍內(nèi)，可以抑制正極極片的副反應(yīng)，從而進(jìn)一步提升二次電池的高溫循環(huán)穩(wěn)定性，有利于和電解液中的式i所示的化合物以及負(fù)極極片的凹部更好地發(fā)揮協(xié)同作用，進(jìn)一步改善二次電池的高溫循環(huán)性能，同時(shí)兼顧二次電池的低溫放電性能。

19、本申請(qǐng)的第二方面提供了一種電子裝置，其包含前述任一實(shí)施方案中的二次電池。從而，本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾娮友b置具有良好的使用性能。

20、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N二次電池及包含其的電子裝置，二次電池包括負(fù)極極片和電解液，電解液包括式i所示的化合物；基于電解液的總質(zhì)量，式i所示的化合物的質(zhì)量百分含量為wi％，wi為0.05至50；負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置于負(fù)極集流體至少一個(gè)表面上的負(fù)極材料層，單面負(fù)極材料層的厚度為dμm，負(fù)極材料層的表面設(shè)置有多個(gè)凹部，單個(gè)凹部的深度為dμm，d＜d，0.005≤wi/d≤5。本申請(qǐng)二次電池中，電解液包括式i所示的化合物，負(fù)極材料層表面設(shè)置有多個(gè)凹部，并調(diào)控wi及wi/d的值在上述范圍內(nèi)，有利于同時(shí)改善二次電池的高溫循環(huán)性能和低溫放電性能。

21、當(dāng)然，實(shí)施本申請(qǐng)的任一產(chǎn)品或方法并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種二次電池，其包括負(fù)極極片和電解液，所述電解液包括式i所示的化合物：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，1≤wi≤35。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，0.1≤d/d≤0.5。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，沿所述負(fù)極極片的厚度方向，相鄰兩個(gè)所述凹部的正投影的外輪廓之間的最小距離為lμm，50≤l≤300。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池，其中，0.005≤wi/l≤1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的二次電池，其中，100≤d≤400。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的二次電池，其中，所述多個(gè)凹部呈條紋狀分布，沿所述負(fù)極極片的厚度方向，單個(gè)所述凹部的正投影的形狀包括條形，單個(gè)所述凹部的正投影的寬度d1?mm為0.02mm至0.5mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的二次電池，其中，沿所述負(fù)極極片的厚度方向，所述多個(gè)凹部的正投影的總面積為s1，單面所述負(fù)極材料層的面積為s2，0.1≤s1/s2≤0.8。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的二次電池，其中，所述式i所示的化合物包括以下化合物中的至少一種：

10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的二次電池，其中，所述電解液還包括含氟鋰鹽添加劑，所述含氟鋰鹽添加劑包括四氟硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟磷酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、四氟草酸磷酸鋰中的至少一種；基于所述電解液的總質(zhì)量，所述含氟鋰鹽添加劑的質(zhì)量百分含量為wl％，wl為0.01至1。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的二次電池，其中，0.1≤wl≤0.7。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的二次電池，其中，0.5≤wi/wl≤300。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的二次電池，其中，所述電解液還包括多氰基化合物或含硫氧雙鍵化合物中的至少一種；所述多氰基化合物包括下述化合物中的至少一種：丁二腈、戊二腈、甲基戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈、1,3,5-戊烷三腈、1,3,6-己烷三腈；所述含硫氧雙鍵化合物包括下述化合物中的至少一種：1,3-丙磺酸內(nèi)酯、2,4-丁磺酸內(nèi)酯、1,4-丁磺酸內(nèi)酯、硫酸乙烯酯、1,3-丙二醇硫酸酯；

14.一種電子裝置，其包含權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的二次電池。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N二次電池及包含其的電子裝置，二次電池包括負(fù)極極片和電解液，電解液包括式I所示的化合物；基于電解液的總質(zhì)量，式I所示的化合物的質(zhì)量百分含量為W<subgt;I</subgt;％，W<subgt;I</subgt;為0.05至50；負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置于負(fù)極集流體至少一個(gè)表面上的負(fù)極材料層，單面負(fù)極材料層的厚度為Dμm，負(fù)極材料層的表面設(shè)置有多個(gè)凹部，單個(gè)凹部的深度為dμm，d＜D，0.005≤W<subgt;I</subgt;/d≤5。本申請(qǐng)二次電池中，電解液包括式I所示的化合物，負(fù)極材料層表面設(shè)置有多個(gè)凹部，并調(diào)控W<subgt;I</subgt;及W<subgt;I</subgt;/d的值在本申請(qǐng)范圍內(nèi)，有利于同時(shí)改善二次電池的高溫循環(huán)性能和低溫放電性能。

技術(shù)研發(fā)人員：簡(jiǎn)俊華,崔輝,陸獻(xiàn)海,唐超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧德新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19