[发明专利]二次电池及电子装置

说明书

本申请提供了一种二次电池及电子装置，二次电池中的电极组件包括阳极极片，阳极极片包括阳极集流体和阳极活性材料层，阳极活性材料层包括石墨，石墨的结晶度L_c≥30nm。阳极活性材料层包括具有远离阳极集流体的第一表面并设有贯穿第一表面的凹部。石墨的结晶度较高，有利于提高二次电池的能量密度。凹部不仅可以增加石墨中能够嵌入锂离子的活性位点，还能够形成锂离子扩散的通道，有助于锂离子在阳极极片中的扩散，缓解高结晶度石墨在充放电过程的析锂问题；也可以增加高结晶度石墨与电解液的反应位点，有利于使石墨表层形成的固体电解质界面膜更加致密，减少了石墨中嵌入溶剂，缓解了石墨片层的剥离，有利于缓解二次电池的循环衰减。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种二次电池及电子装置。

背景技术

在电池技术的发展中，由于二次电池具备输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点，而被广泛应用。如何提高二次电池的能量密度以及获得更好的性能，一直是电池技术领域的工作人员的研究方向。

发明内容

本申请提供一种二次电池及电子装置，该二次电池在提高能量密度的同时还能缓解穿梭离子析出和循环衰减的问题。

为了实现上述目的，本申请采取了如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种二次电池，包括电极组件，电极组件包括阳极极片，阳极极片包括阳极集流体和设于阳极集流体上的阳极活性材料层；阳极活性材料层包括阳极活性材料，阳极活性材料包括石墨，石墨的结晶度为L_c nm，L_c≥30；阳极活性材料层具有远离阳极集流体的第一表面，阳极活性材料层设有贯穿第一表面的凹部。

在上述技术方案中，由于结晶度较高的石墨具有首效高、容量高的性能，有利于提高阳极极片的能量密度，从而提高二次电池的能量密度；凹部不仅增加了石墨中能够嵌入锂离子的活性位点，还能够形成锂离子扩散的通道，有助于锂离子在阳极极片中的扩散，有利于缓解高结晶度石墨在充放电过程容易析锂问题；同时，凹部增加了高结晶度石墨与电解液的反应位点，有利于使高结晶度石墨表层形成的固体电解质界面膜更加致密，缓解了高结晶度石墨片层的剥离，有利于缓解阳极极片的循环衰减，从而有利于缓解二次电池的循环衰减。

在本申请技术方案所提供的实施例中，L_c≤60。如此，可以使得石墨的结晶度不至于过高，从而改善循环容量保持率显著加速衰减的问题。

在本申请技术方案所提供的实施例中，凹部包括孔和/或槽。孔状结构便于在加工过程定位，凹部包括孔使得凹部在加工过程中定位精确，有利于实现对凹部的精确控制；槽状结构能够进行连续加工，具有较高的加工效率，凹部包括槽，能够实现凹部的连续加工，有利于提高凹部的加工效率。

在本申请技术方案所提供的实施例中，凹部的半径为R μm，石墨的颗粒中体积累计分布为10%、50%、90%的粒径分别为D_v10μm、D_v50μm、D_v90μm，（D_v50-D_v10）≤R≤（D_v50+D_v90）。这使得能够在石墨颗粒上形成凹部，增大了石墨颗粒的表面积，不仅增加了石墨颗粒上锂离子能嵌入的活性位点，还增加了石墨颗粒与电解液的接触面积，从而增加了石墨颗粒与电解液的反应位点，有利于在石墨表层形成更为致密的固体电解质界面膜。

在本申请技术方案所提供的实施例中，凹部的深度为H μm，阳极活性材料层的厚度为L_a μm，0.3L_c≤H≤0.5L_a，使得凹部具有一定的深度，能够伸入墨片层，有利于离子和电解液向阳极极片扩散，还减小了凹部的底部到达阳极集流体的可能，有利于降低对能量密度的影响以及维持阳极活性材料层与阳极集流体之间的粘接力，有利于减小阳极活性材料层从阳极集流体上脱落的可能。