[发明专利]二次电池和电子装置

说明书

本申请提供了一种二次电池和电子装置。本申请的二次电池包括负极，负极包括集流体、负极活性材料层，负极活性材料层包括第一活性材料层和第二活性材料层，第一活性材料层设置于集流体和第二活性材料层之间，第一活性材料层包括第一活性材料，第一活性材料的平均颗粒球形度SDa满足0.4≤SDa≤0.7，第一活性材料的Dv50a满足14μm≤Dv50a≤18μm，第二活性材料层包括第二活性材料，第二活性材料的平均颗粒球形度SDb满足0.7≤SDb≤1，第二活性材料的Dv50b满足8μm≤Dv50b≤16μm。本申请的二次电池兼具高的能量密度和优异的快充能力。

技术领域

本申请涉及储能领域。具体地，本申请涉及一种二次电池和电子装置。

背景技术

二次电池具有工作电压高、应用温度范围宽、自放电率低等优势，在移动电子设备、家用电器、电动汽车等领域中得到广泛的应用。随着新能源行业的发展，人们对二次电池提出了更高的使用需求。如何使二次电池在具有较高能量密度的前提下，同时兼顾其它电化学性能，尤其是快充性能，仍然是二次电池领域的关键挑战所在。现有二次电池中常规极片设计通常为单层，所用活性材料难以兼具高能量密度和和快充能力，往往需要通过降低涂布重量来提高二次电池的快充能力，或增加涂布重量来提高锂二次电池的能量密度。但是在降低涂布重量来提高二次电池快充能力的同时，由于活性材料较少导致能量密度损失严重；同理，在增加涂布重量来提高二次电池能量密度的同时，由于极片厚度较大，活性离子传输路径过长，会导致其快充能力较差。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本申请提供一种二次电池，以在提升快充性能的同时尽可能减少对其体积能量密度的影响，兼具高的能量密度和优异的快充能力。

本申请的第一方面提供了一种二次电池，其包括负极，负极包括集流体、负极活性材料层，负极活性材料层包括第一活性材料层和第二活性材料层，第一活性材料层设置于集流体和第二活性材料层之间，第一活性材料层包括第一活性材料，第一活性材料的平均颗粒球形度SDa满足0.4≤SDa≤0.7，第一活性材料的Dv50a满足14μm≤Dv50a≤18μm，第二活性材料层包括第二活性材料，第二活性材料的平均颗粒球形度SDb满足0.7≤SDb≤1，第二活性材料的Dv50b满足8μm≤Dv50b≤16μm。活性材料的颗粒球形度衡量的是颗粒趋于球形的程度。颗粒球形度越小，表示活性材料颗粒越趋于大片层结构，其颗粒度Dv50也相对较大，受压后颗粒之间主要以面接触为主，使得颗粒之间的堆积较为密实，有利于极片维持较高的压实密度，进而能够提高电二次电池的体积能量密度，但颗粒堆积过于密实会导致极片孔隙较少，使电解液难以浸润和渗透，造成锂离子的传输困难，影响二次电池的动力学性能。颗粒球形度越大，表示活性材料越趋于球形结构，而较小的颗粒度有利于形成高球形度的颗粒结构，受压后颗粒之间主要以点接触或点线接触为主，有利于极片保持更丰富的孔隙结构，促进电解液的浸润和渗透，加速锂离子的传输，改善二次电池的动力学性能，但颗粒之间堆积较为稀疏，会导致极片压实密度较低，从而损失二次电池的体积能量密度。本申请的二次电池采用双层活性材料层设计，在上层(第二活性材料层)选用球形度较高和颗粒度略小的活性材料，下层(第一活性材料层)选用球形度较低和颗粒度较大的活性材料，并同时控制上下层活性材料的球形度和颗粒度在上述范围内，使得极片既有较高的压实密度，又能够使得锂离子在极片表层可以快速扩散和传递，从而使二次电池兼顾高能量密度和优异的动力学能力。

在一些实施方式中，0.4≤SDa≤0.7。第一活性材料的球形度过低时，颗粒堆积过于密实，会导致极片孔隙较少，使电解液难以浸润和渗透，造成锂离子的传输困难，进而影响二次电池的动力学性能。

在一些实施方式中，0.4≤SDa≤0.5，且15μm≤Dv50a≤18μm。第一活性材料的球形度和颗粒度同时在该范围时，二次电池在保证一定动力学性能的基础上，具有较高的体积能量密度。

在一些实施方式中，0.7≤SDb≤1。第二活性材料层的球形度较高时，颗粒之间堆积较为稀疏，会导致极片压实密度较低，从而损失二次电池的体积能量密度。