[发明专利]二次电池、电池模块、电池包及用电装置

说明书

本申请提供了一种二次电池、电池模块、电池包及用电装置。本申请的二次电池包括：包含负极极片的电极组件，以及含有通式(Ⅰ)所示的化合物的电解液。本申请的二次电池中，通过控制负极极片的化成产气面积系数α、化成产气排气速率因子β、以及通式(Ⅰ)所示的化合物在电解液中的质量百分含量w的数值满足下式(1)的关系，从而能够兼顾高能量密度，抑制因化成气体排出不及时所导致的电池安全问题以及降低电芯内阻。1.2≤0.1×w×α/β≤255式(1)。

技术领域

本申请涉及一种二次电池，尤其涉及一种高能量密度的二次电池、使用了该二次电池的电池模块、电池包和用电装置。

背景技术

随着新能源领域的快速发展，二次电池凭借其优良的电化学性能、无记忆效应、环境污染小等优势广泛应用于各类大型动力装置、储能系统以及各类消费类产品中，尤其广泛应用于纯电动汽车、混合电动汽车等新能源汽车领域。

在新能源汽车领域，消费者对二次电池的续航能力提出了更高的要求。目前的二次电池难以满足人们对续航能力的更高需求，因此更高能量密度的二次电池的开发成为二次电池研发的主要方向之一。另外，由于二次电池在使用过程中会产生化成气体，二次电池的能量密度越高，化成产气量越多，会影响到电池的电性能和安全性能。因此，亟待开发出能够兼顾高能量密度且安全性能优良的二次电池。

发明内容

本申请是鉴于上述技术问题而进行的，其目的在于，提供一种二次电池，能够兼顾二次电池的高能量密度、安全性能以及优异的电芯内阻。

为了达到上述目的，本申请第一方面提供了一种二次电池，包括：电极组件，其包含负极极片；以及电解液，其含有下述通式(Ⅰ)所示的化合物，

所述负极极片包含负极集流体和设置于所述负极集流体的至少一个表面的负极活性材料，

通式(Ⅰ)中，A为单键或碳原子数为1～5的烷基，R₁为R₂为其中R₃为碳原子数1～3的烷基或烷氧基，

所述通式(Ⅰ)所示的化合物在所述电解液中的质量百分含量w(％)、所述负极极片的化成产气面积系数α和所述电极组件的化成产气排气速率因子β的数值满足下式(1)，

1.2≤0.1×w×α/β≤255 式(1)

其中，α＝M×S 式(2)

式(2)中，M为所述负极活性材料在所述负极集流体的至少一个表面上的单位面积负载量(mg/cm²)，所述M的范围为5～100(mg/cm²)；S为所述负极极片的比表面积(m²/g)，所述S的范围为0.1～10(m²/g)，

β＝10×V/Q 式(3)

式(3)中，Q为所述二次电池的额定容量(Ah)，V为所述电极组件的体积(L)，β的数值满足：0.05≤β≤0.15。

由此，本申请通过在电解液中包含特定的化合物，并将该化合物在电解液中的含量w、负极极片的化成产气面积系数α以及电极组件的化成产气排气速率因子β的数值控制在一定的关系范围内，从而能够减少化成产气量且加速其排出，保持优良的化成界面，保证电池的安全性能，而且能够增大电池的体积能量密度，降低电芯内阻。

另外，在任意实施方式中，该通式(Ⅰ)所示的化合物选自如下化合物1-16中的至少一种。

能够进一步减少化成产气量以使化成界面优良和兼顾电芯的高能量密度及内阻性能。