[发明专利]一种二次电池及用电装置

说明书

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种二次电池，包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极活性物质，所述正极活性物质为橄榄石结构，所述正极极片和负极极片满足关系式：0.25PDc*Tc0.42；0.1PDa*Ta0.2；0.75(CB‑1.1)/VC1.5；其中，PDc为正极极片压实密度；PDa为负极极片压实密度；Tc为正极极片厚度；Ta为正极极片厚度；CB为单位面积负极容量相对正极容量的过量比；VC为锂电池电解液成膜添加剂碳酸亚乙烯酯在电解液中的含量。本发明对正负极极片的设计和VC添加量加以控制，从而使磷酸铁锂电池兼具高能量密度、高循环寿命和高使用寿命。

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种二次电池及用电装置。

背景技术

锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、高工作电压、较低的自放电率、环境友好等突出优势，可以作为多用途供电的理想电源。磷酸铁锂电池作为一种主流的锂电池，相对于采用其他正极材料的锂电池，如三元锂电池和钴酸锂电池，具有更加突出的成本优势以及更优异的安全性能和更长的循环寿命。磷酸铁锂电池也因其突出的优点而应用广泛，当其用于乘用车时，设计的极片以及控制的VC含量制成的电池往往仅需要2000～3000次的循环寿命即可满足乘用车8至10年的使用需要，乘用车的锂电池需要较高的能量密度，所以极片设计和VC添加往往需要考虑能量密度和循环寿命的平衡。

因为其突出的成本优势，磷酸铁锂电池也被用于储能和工程车以及商用车等领域，这些领域优先考虑的是在整个电池使用周期内做到成本回收甚至盈利，因此往往需要10～15年的使用周期以及4000～6000甚至更高的循环寿命，这些现有的磷酸铁锂电池不能兼具高的循环寿命和能量密度，因此亟需一种决定方案。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种二次电池，具有优异的能量密度、循环寿命和使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种二次电池，包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极活性物质，所述正极活性物质为橄榄石结构，所述正极极片和负极极片满足以下关系式：

0.25PDc*Tc0.42；0.1PDa*Ta0.2；0.75(CB-1.1)/VC1.5；

其中，PDc为正极极片的压实密度；

其中，PDa为负极极片的压实密度；

其中，Tc为正极极片的厚度；

其中，Ta为负极极片的厚度；

其中，CB为单位面积负极容量相对正极容量的过量比；

其中，VC为锂电池电解液成膜添加剂碳酸亚乙烯酯在电解液中的含量。

优选地，所述正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一表面的正极活性涂层，所述正极活性涂层包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和分散剂，所述正极活性物质、导电剂粘结剂和分散剂的重量份数比为80～99:1～20:1～5:1～5。

优选地，所述正极活性物质的化学式为LiFe_xM_1-xPO₄，其中，M为Mg、Ni、V、Mn中的一种或几种组合，0＜x＜1。

优选地，所述正极活性物质表面包覆有碳包覆层，所述正极活性物质的颗粒粒径分布满足以下关系式：0.5μmDc505μm，1(Dc90-Dc10)/Dc508。

优选地，所述负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一表面的负极活性涂层，所述负极活性涂层包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和分散剂，所述负极活性物质、导电剂粘结剂和分散剂的重量份数比为85～99:1～15:1～5:1～5。