[发明专利]二次电池

权利要求书

1.一种二次电池，其特征在于，包括正极、负极和非水电解液，所述正极包括含正极活性材料的正极材料层，所述正极活性材料包括锰基材料，所述非水电解液包括溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示的化合物：

其中，n为0或1，A选自C或O，X选自R₁、R₂各自独立选自H、R₁和R₂不同时选自H，且X、R₁和R₂中至少含有一个硫原子；

所述二次电池满足以下条件：

0.05≤100×W×u/(q×s)≤5；

且2.0g/Ah≤W≤4.5g/Ah，0.05％≤u≤3.5％，5％≤q≤65％，10mg/cm²≤s≤30mg/cm²；

其中，W为非水电解液质量与二次电池额定容量的比值，单位为g/Ah；

u为结构式1所示的化合物在非水电解液中的质量百分含量，单位为％；

q为正极材料层中锰元素的质量百分含量，单位为％；

s为正极材料层的单面面密度，单位为mg/cm²。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池满足以下条件：

0.1≤100×W×u/(q×s)≤4。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述非水电解液质量与二次电池额定容量的比值W为2.0～4.0g/Ah。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述结构式1所示的化合物在非水电解液中的质量百分含量u为0.05％～3.0％。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极材料层中锰元素的质量百分含量q为5％～50％。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极材料层的单面面密度s为15～25mg/cm²。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述结构式1所示的化合物选自以下化合物1～22中的一种或多种：

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性材料选自式(A)和式(B)所示的化合物中的一种或多种：

Li_1+xNi_aCo_bM’_1-a-bO_2-yA_y 式(A)

Li_1+zMn_cL_2-cO_4-dK_d 式(B)

式(A)中，-0.1≤x≤0.2，0a1，0≤b1，0a+b1，0≤y0.2，M’包括Mn，以及包括Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si、Fe，Ce中的零种、一种或多种，A包括S、N、F、B、Cl、Br及I中的一种或多种；

式(B)中，-0.1≤z≤0.2，0c≤2，0≤d1，L包括Ni、Fe、Cr、Ti、Zn、V、Al、Mg、Zr及Ce中的一种或多种，K包括S、N、F、B、Cl、Br及I中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述非水电解液中还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂包括环状硫酸酯类化合物、磺酸内酯类化合物、环状碳酸酯类化合物、磷酸酯类化合物、硼酸酯类化合物和腈类化合物中的至少一种；

优选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述辅助添加剂的添加量为0.01％～30％。

10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，所述环状硫酸酯类化合物选自硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯或甲基硫酸乙烯酯中的至少一种；

所述磺酸内酯类化合物选自甲基二磺酸亚甲酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯或1,3-丙烯磺酸内酯中的至少一种；

所述环状碳酸酯类化合物选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯或结构式2所示化合物中的至少一种，

所述结构式2中，R₂₁、R₂₂、R₂₃、R₂₄、R₂₅、R₂₆各自独立地选自氢原子、卤素原子、C1-C5基团中的一种；

所述磷酸酯类化合物选自三(三甲基硅烷)磷酸酯、结构式3所示化合物中的至少一种：

所述结构式3中，R₃₁、R₃₂、R₃₂各自独立的选自C1-C5的饱和烃基、不饱和烃基、卤代烃基、-Si(C_mH_2m+1)₃，m为1～3的自然数，且R₃₁、R₃₂、R₃₃中至少有一个为不饱和烃基；

所述硼酸酯类化合物选自三(三甲基硅烷)硼酸酯；

所述腈类化合物选自丁二腈、戊二腈、乙二醇双(丙腈)醚、己烷三腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈中的一种或多种。