本發(fā)明涉及電池，具體涉及一種鋰離子二次電池。

背景技術：

1、隨著新能源行業(yè)的發(fā)展，對鋰離子二次電池的需求和性能要求逐漸攀升，比如具有低成本、高能量密度、長循環(huán)壽命以及高功率密度等性能。在鋰離子二次電池中，由于硅碳材料的高比容量和高鎳(以正極活性材料中過渡金屬的摩爾含量之和為基準，ni的摩爾含量＞80％)材料的低成本和高能量密度而常分別用于鋰離子二次電池的負極和正極，受到電動工具市場的青睞，但同時，高鎳材料也存在壓實密度低、倍率性能較差、產(chǎn)氣嚴重等問題，而硅碳材料則具有循環(huán)膨脹問題，均不利于鋰離子二次電池的性能提升。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服在鋰離子二次電池中，當高鎳材料用于正極、硅碳材料用于負極時，由于高鎳材料和硅碳材料均會降低電池的倍率性能、并且導致電池產(chǎn)氣而不利于電池安全性能的問題，這一問題在高電壓下尤為顯著。本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池(以下簡稱電池)，通過采用含有第一顆粒和第二顆粒的正極材料的正極片，同時調(diào)控正極活性材料的比表面積a(單位為m2/g)、硅碳材料的吸油值b(單位為ml/100g)和二氟磷酸鋰在電解液中的質量含量c(單位為％)使其滿足：0.13≤c/a≤5.45，0.002≤c/b≤0.23，本發(fā)明所得電池產(chǎn)氣減少、高溫循環(huán)和高溫存儲能力好。

2、在現(xiàn)有技術中，含有高鎳材料(以正極活性材料中過渡金屬的摩爾含量之和為基準，ni的摩爾含量＞80％)的電池為了提升其能量密度，通常會通過以下兩種方法實現(xiàn)：縮小正極活性材料中高鎳材料的顆粒的平均粒徑，或是將高鎳材料中鎳的摩爾含量提高到90％以上，以提高高鎳材料的壓實密度，但這都會造成電池的倍率性能降低，同時使電池產(chǎn)氣更嚴重，進而使電池的安全性能降低；并且在現(xiàn)有技術中，含有高鎳材料的正極常常與含有硅碳材料的負極相搭配，這個組合所得到的電池雖然能量密度高，但是電池不僅會受到負極體積膨脹的影響而使安全性能下降，還會造成倍率性能降低和產(chǎn)氣加劇，使高溫存儲和高溫循環(huán)性能進一步劣化。

3、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池，所述鋰離子二次電池包括正極片、負極片和電解液；所述正極片包括正極活性材料，所述正極活性材料包括第一顆粒和第二顆粒；

4、所述第一顆粒包括化學式為lixnia1cob1mnc1m1d1o2的正極活性材料，0.9≤x≤1.1，0.8≤a1≤0.98，0.01≤b1≤0.2，0.01≤c1≤0.14，0<d1≤0.08，m1包括al、zr、b、y、sr、w、ti、mg和nb中的至少一種，所述第一顆粒包括單晶顆粒；所述第二顆粒包括化學式為liynia2cob2mnc2m2d2o2的正極活性材料，0.9≤y≤1.1，0.8≤a2≤0.98，0.01≤b2≤0.3，0.01≤c2≤0.12，0<d2≤0.1，m2包括al、zr、b、y、sr、w、ti、mg和nb中的至少一種，所述第二顆粒包括多晶顆粒；

5、所述負極片包括負極活性材料，所述負極活性材料包括硅碳材料，所述硅碳材料包括多孔碳基體和位于所述多孔碳基體孔道中的硅材料；

6、所述電解液包括二氟磷酸鋰；

7、所述正極活性材料的比表面積為a，單位為m2/g，所述硅碳材料的吸油值為b，單位為ml/100g，所述二氟磷酸鋰在所述電解液中的質量含量為c，單位為％，0.13≤c/a≤5.45，0.002≤c/b≤0.23。

8、通過上述技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比至少具有以下優(yōu)勢：

9、(1)在本發(fā)明中，通過調(diào)節(jié)正極活性材料中第一顆粒和第二顆粒的組成和晶體結構使所述第一顆粒包括單晶顆粒、所述第二顆粒包括多晶顆粒，提升正極片的壓實密度，降低正極片孔隙率，抑制產(chǎn)氣，提升電池的能量密度。

10、(2)在本發(fā)明中，通過所述調(diào)節(jié)正極活性材料的比表面積、所述硅碳材料的吸油值與所述二氟磷酸鐵鋰在所述電解液中的質量含量之間的關系，提高電池保液量和sei膜的穩(wěn)定性的同時，提高了電池的能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性。

11、(3)在本發(fā)明中，所述鋰離子二次電池能量密度高，高溫循環(huán)保持率提升，并且減少了循環(huán)過程中的電池產(chǎn)氣，改善高溫存儲性能。

12、在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應被視為在本文中具體公開。

技術特征：

1.一種鋰離子二次電池，其特征在于，包括正極片、負極片和電解液；

2.根據(jù)權利要求1所述的鋰離子二次電池，其中，1.025≤c/a≤3.74；

3.根據(jù)權利要求1或2所述的鋰離子二次電池，其中，a為0.5-1.2，單位為m2/g；

4.根據(jù)權利要求1或2所述的鋰離子二次電池，其中，所述第一顆粒在所述正極活性材料中的質量含量為70％-90％；

5.根據(jù)權利要求1或2所述的鋰離子二次電池，其中，所述第一顆粒的平均粒徑為0.5μm-5μm，所述第二顆粒的平均粒徑為5μm-20μm；

6.根據(jù)權利要求1或2所述的鋰離子二次電池，其中，m1包括zr；優(yōu)選地，元素zr在所述第一顆粒中的質量含量為500ppm-2500ppm；

7.根據(jù)權利要求1或2所述的鋰離子二次電池，其中，所述電解液還包括2,2-二氟乙酸乙酯；

8.根據(jù)權利要求1或2所述的鋰離子二次電池，其中，所述負極活性材料中所述硅碳材料的質量含量為10％-80％；優(yōu)選為20％-60％；

9.根據(jù)權利要求1或2所述的鋰離子二次電池，其中，所述硅碳材料的xrd衍射圖譜在27.4°-29.4°具有第一衍射峰，在42.4°-44.4°具有第二衍射峰；所述第一衍射峰的半峰寬w1與所述第二衍射峰的半峰寬w2滿足：3°≤w1+w2≤35°；

10.根據(jù)權利要求1所述的鋰離子二次電池，其中，所述正極片包括正極集流體和由所述正極集流體延伸出的正極極耳；

技術總結
本發(fā)明涉及電池技術領域，具體涉及一種鋰離子二次電池。所述鋰離子二次電池的正極片包括分別含有化學式為Li<subgt;x</subgt;Ni<subgt;a1</subgt;Co<subgt;b1</subgt;Mn<subgt;c1</subgt;M<supgt;1</supgt;<subgt;d1</subgt;O<subgt;2</subgt;的第一顆粒和化學式為Li<subgt;y</subgt;Ni<subgt;a2</subgt;Co<subgt;b2</subgt;Mn<subgt;c2</subgt;M<supgt;2</supgt;<subgt;d2</subgt;O<subgt;2</subgt;的第二顆粒；負極片包括負極活性材料，負極活性材料包括硅碳材料，硅碳材料包括多孔碳基體和位于多孔碳基體孔道中的硅材料；正極活性材料的比表面積A、負極片中硅碳材料的吸油值B和電解液中二氟磷酸鋰的質量含量C滿足：0.13≤C/A≤5.45，0.002≤C/B≤0.23。本發(fā)明的鋰離子二次電池具有良好的高溫存儲和高溫循環(huán)性能。

技術研發(fā)人員：林子琦,于麗秋,李素麗
受保護的技術使用者：珠海冠宇電池股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15