本發(fā)明涉及電化學(xué)，具體涉及二次電池和用電裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步和消費(fèi)者需求的增加，鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，從便攜式電子設(shè)備到電動(dòng)汽車，再到大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)。這些應(yīng)用不僅要求電池具有較高的能量密度，同時(shí)對(duì)電池的功率輸出能力也提出了更高的要求。

2、磷酸錳鐵鋰（lmfp）因其優(yōu)異的能量密度和相對(duì)安全性，正逐漸成為鋰離子電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而，盡管lmfp材料具有良好的能量密度，但其離子擴(kuò)散速率低，導(dǎo)致電池的放電功率下降，特別是在低溫環(huán)境、以及電池處于低soc狀態(tài)中，電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速率顯著減慢，嚴(yán)重影響電池的放電功率，無(wú)法滿足某些嚴(yán)苛環(huán)境下的使用要求。

3、磷酸鐵鋰（lfp）材料因其良好的導(dǎo)電性和較高的電子遷移速率，使得電池具有相對(duì)較高的功率輸出。但lfp與lmfp的摻混也不可避免地導(dǎo)致了電池能量密度的降低，限制了電池在需要高能量密度場(chǎng)景下的應(yīng)用。

4、因此，如何在保證電池低溫功率性能的同時(shí)，最大限度地保持甚至提升其能量密度，成為亟需解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種二次電池和用電裝置，所述的二次電池中正極極片采用包括橄欖石結(jié)構(gòu)的含鋰材料作為正極活性材料，通過(guò)綜合控制正極活性材料的氧化還原反應(yīng)特性，使得二次電池具有較高的低溫、低soc下放電功率以及良好的能量密度。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種二次電池，?包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液，所述正極極片包括正極集流體和設(shè)置于所述正極集流體至少一個(gè)表面上的正極活性材料層，所述正極活性材料層包含正極活性材料，所述正極活性材料包括橄欖石結(jié)構(gòu)的含鋰材料；

3、對(duì)二次電池在25℃下以0.33c進(jìn)行充放電測(cè)試，得到放電曲線；所述放電曲線中包括三個(gè)不同電位的放電平臺(tái)，按照電位由高到低的順序，依次記作第一放電平臺(tái)、第二放電平臺(tái)和第三放電平臺(tái)；

4、第二放電平臺(tái)與第三放電平臺(tái)的電位差值記作△u，△u的范圍為23~192mv；

5、第三放電平臺(tái)及以下的放電容量占二次電池總放電容量的比例記作q，q的范圍為3.5~88%。

6、在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種二次電池，包含上述所述的正極極片。

7、在本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供了一種用電裝置，包含上述所述的二次電池。

8、本發(fā)明的有益效果在于：

9、本發(fā)明提供了一種二次電池和用電裝置。本發(fā)明的正極極片采用包括橄欖石結(jié)構(gòu)的含鋰材料作為正極活性材料，通過(guò)綜合控制正極活性材料的氧化還原反應(yīng)特性，使得含有該正極極片的二次電池具有較高的低溫、低soc下放電功率以及良好的能量密度。

技術(shù)特征：

1.一種二次電池，包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液，所述正極極片包括正極集流體和設(shè)置于所述正極集流體至少一個(gè)表面上的正極活性材料層，所述正極活性材料層包含正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料包括橄欖石結(jié)構(gòu)的含鋰材料；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述二次電池，其特征在于，所述△u的范圍為50~175mv。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述二次電池，其特征在于，所述q的范圍為8.0~82%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述二次電池，其特征在于，對(duì)二次電池進(jìn)行eis測(cè)試，得到正極電荷轉(zhuǎn)移阻抗與電池總阻抗的比值記作r，r的范圍為0.5~8%。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述二次電池，其特征在于，所述二次電池滿足如下關(guān)系式：0.5≤(△u/q)0.25×r≤20；其中△u的單位為mv，q的單位為%，r的單位為%。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述二次電池，其特征在于，所述二次電池滿足如下關(guān)系式：1.0≤(△u/q)0.25×r≤13。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述二次電池，其特征在于，所述正極活性材料包括第一活性材料和第二活性材料，所述第一活性材料包括磷酸錳鐵鋰材料，所述第二活性材料包括磷酸鐵鋰材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述二次電池，其特征在于，所述正極活性材料包括第一活性材料和第二活性材料，所述第一活性材料和第二活性材料均包括磷酸錳鐵鋰材料，且所述第一活性材料中的錳元素占除鋰以外的金屬元素的摩爾百分含量大于所述第二活性材料中的錳元素占除鋰以外的金屬元素的摩爾百分含量。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述二次電池，其特征在于，所述正極活性材料包括內(nèi)核和設(shè)置于所述內(nèi)核外表面的碳層，所述內(nèi)核包括磷酸錳鐵鋰或磷酸鐵鋰；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述二次電池，其特征在于，所述k的范圍為0.076~0.129。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述二次電池，其特征在于，所述碳層的平均厚度為4~8nm，和/或，所述內(nèi)核的顆粒直徑為80~200nm。

12.根據(jù)權(quán)利要求8所述二次電池，其特征在于，所述第一活性材料中的錳元素占除鋰以外的金屬元素的摩爾百分含量，與所述第二活性材料中的錳元素占除鋰以外的金屬元素的摩爾百分含量的差值為20~80mol%。

13.?根據(jù)權(quán)利要求1或2所述二次電池，其特征在于，所述第二放電平臺(tái)的電位為3.25~3.4?v，和/或，所述第三放電平臺(tái)的電位為3.1~3.25?v。

14.一種用電裝置，其特征在于，包含權(quán)利要求1~13任一項(xiàng)所述的二次電池。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種二次電池和用電裝置。本發(fā)明的二次電池，包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液，所述正極極片中正極活性材料包括橄欖石結(jié)構(gòu)的含鋰材料；所述二次電池在25℃下以0.33C在2.5~4.25V電壓范圍進(jìn)行充放電測(cè)試，得到放電曲線；所述放電曲線中包括三個(gè)不同電位的放電平臺(tái)，按照電位由高到低的順序，依次記作第一放電平臺(tái)、第二放電平臺(tái)和第三放電平臺(tái)；第二放電平臺(tái)與第三放電平臺(tái)的電位差值為23~192mV；第三放電平臺(tái)的放電容量占二次電池總放電容量的比例為3.5~88%。本發(fā)明的二次電池具有較高的低溫、低SOC下放電功率以及良好的能量密度。

技術(shù)研發(fā)人員：單旭意,何樂(lè)秋,張瀟陽(yáng),宗峰怡,李亞楠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中創(chuàng)新航科技集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19