二次电池、电池模组、用电装置的制作方法

本申请涉及二次电池，具体涉及二次电池、电池模组、用电装置。

背景技术：

1、二次电池因其具有环境友好、工作电压高、循环寿命长、自放电小等优点，已被广泛应用于智能手机、平板电脑、电动工具和电动汽车等各类电子产品中。然而，二次电池的安全性是制约其发展的主要因素。

2、二次电池的安全事故主要是电池热失控导致的。当电池处于内/外短路、过充电、加热等工况时，电池内部温度持续升高，正极膜层、电解液等关键材料易发生分解和不良热反应，在短时间内释放出大量的热，导致电池内部的温度进一步急剧升高，使得电池处于危险的状态，而且可能引发电池起火、燃烧、爆炸等安全事故。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供一种二次电池、电池模组、用电装置。本申请提供的二次电池在处于内/外短路、过充电、加热等工况时，能够有效减少电池起火、燃烧、爆炸等现象的产生，可有效提高电池的安全性。

2、本申请的第一方面，提供一种二次电池，包括正极片、负极片、以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜和凝胶电解质；

3、所述正极片包括正极集流体和正极膜层，所述正极膜层包括正极活性材料和苯并噁嗪化合物；

4、所述凝胶电解质包括聚合物基体和填充于聚合物基体间隙中的电解质；所述聚合物基体包括四丙烯酸异戊四酯单体聚合制备的聚合物。

5、在其中一个实施例中，所述苯并噁嗪化合物的结构为，其中，r1、r2和r3各自独立地选自h、卤素、s1取代或未取代的c1~c6烷基、s2取代或未取代的c1~c6烷氧基；s1和s2各自独立地选自氧代基、羟基、硝基和卤素中的一种或多种。

6、在其中一个实施例中，所述苯并噁嗪化合物的结构为。

7、在其中一个实施例中，所述正极活性材料为linixcoyal1-x-yo2，其中，0.3≤x≤0.8，0≤y≤0.7，x+y≤1。

8、在其中一个实施例中，所述电解质包括锂盐和有机溶剂。

9、在其中一个实施例中，以重量份数计，所述凝胶电解质包括：1份~10份的聚合物基体、锂盐1份~2份以及85份~98份的有机溶剂。

10、在其中一个实施例中，以重量份数计，所述凝胶电解质的制备原料包括：1份~10份的四丙烯酸异戊四酯单体、0.1份~3份的引发剂、锂盐1份~2份以及85份~98份的有机溶剂。

11、在其中一个实施例中，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰和过氧化苯乙酰中的一种或多种。

12、在其中一个实施例中，所述锂盐包括lipf6、libf4、libob、lidfob、litfsi和lifsi中的一种或多种。

13、在其中一个实施例中，所述有机溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的一种或多种。

14、在其中一个实施例中，所述聚合反应的工艺参数包括：聚合温度为30℃~80℃。

15、在其中一个实施例中，所述正极膜层包括质量比为（93~97）：（0.01~0.1）：（2.5~3.5）：（1.5~2.5）的正极活性材料、苯并噁嗪化合物、粘结剂和导电剂。

16、本申请的第二方面，提供一种电池模组，包括壳体、设置于壳体内的多个二次电池以及设置于所述壳体端部的盖板，所述二次电池为本申请第一方面任一项实施例所述的二次电池。

17、在其中一个实施例中，相邻的所述二次电池之间设置有阻燃层；可选地，所述阻燃层包括聚丙烯薄膜层、聚酰亚胺薄膜层、聚酰胺薄膜层和聚乳酸薄膜层中的一种或多种。

18、在其中一个实施例中，所述壳体内壁上涂覆有阻燃层；可选地，所述阻燃层包括聚丙烯薄膜层、聚酰亚胺薄膜层、聚酰胺薄膜层和聚乳酸薄膜层中的一种或多种。

19、在其中一个实施例中，所述盖板上依次层叠有云母层、阻燃层和聚氨酯层；可选地，所述阻燃层包括聚丙烯薄膜层、聚酰亚胺薄膜层、聚酰胺薄膜层和聚乳酸薄膜层中的一种或多种。

20、本申请的第三方面，提供一种用电装置，包括本申请第一方面所述的二次电池或包括本申请第二方面所述的电池模组。

21、本申请提供的二次电池中，选用包括正极活性材料和苯并噁嗪化合物的正极膜层，以及包括四丙烯酸异戊四酯基聚合物的凝胶电解质；其中苯并噁嗪化合物在高温工况下能够开环聚合形成包覆正极活性材料的三维交联结构，且凝胶电解质中包括的四丙烯酸异戊四酯基聚合物的高分子网络结构也能够覆盖于正负极表面形成保护层，在二者的相互协同下，使得正极活性材料在高温下能够被包覆，进而能够抑制正极活性材料的反应活性，降低电极和电解质之间的不良热反应，并增加电池内阻，使得二次电池在处于内/外短路、过充电、加热等工况时，可以有效避免电池起火、燃烧、爆炸等现象的产生，提高电池的安全性。

技术特征：

1.一种二次电池，其特征在于，包括正极片、负极片、以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜和凝胶电解质；

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述苯并噁嗪化合物的结构为，其中，r1、r2和r3各自独立地选自h、卤素、s1取代或未取代的c1~c6烷基、s2取代或未取代的c1~c6烷氧基；s1和s2各自独立地选自氧代基、羟基、硝基和卤素中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述苯并噁嗪化合物的结构为。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性材料为linixcoyal1-x-yo2，其中，0.3≤x≤0.8，0≤y≤0.7，x+y≤1。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电解质包括锂盐和有机溶剂，所述凝胶电解质具有如下特征中的一种或多种：

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰和过氧化苯乙酰中的一种或多种；和/或，

7.根据权利要求1~6任一项所述的二次电池，其特征在于，所述聚合反应的工艺参数包括：聚合温度为30℃~80℃。

8.根据权利要求1~6任一项所述的二次电池，其特征在于，所述正极膜层包括质量比为（93~97）：（0.01~0.1）：（2.5~3.5）：（1.5~2.5）的正极活性材料、苯并噁嗪化合物、粘结剂和导电剂。

9.一种电池模组，其特征在于，包括壳体、设置于所述壳体内的多个二次电池以及设置于所述壳体端部的盖板，所述二次电池为权利要求1~8任一项所述的二次电池。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，相邻的所述二次电池之间设置有阻燃层；和/或，

11.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1~8任一项所述的二次电池，或包括权利要求9或10所述的电池模组。

技术总结本申请属于二次电池技术领域，具体涉及二次电池、电池模组、用电装置。该二次电池，包括正极片、负极片、以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜和凝胶电解质；所述正极片包括正极集流体和正极膜层，所述正极膜层包括正极活性材料和苯并噁嗪化合物；所述凝胶电解质包括聚合物基体和填充于聚合物基体间隙中的电解质；所述聚合物基体包括四丙烯酸异戊四酯单体聚合反应后的制备的聚合物。本申请提供的二次电池在处于内/外短路、过充电、加热等工况时，可以有效避免电池起火、燃烧、爆炸等现象的产生，具有较高的安全性。技术研发人员：焦丰顺,张杰,邓永生,邵志奇,张植华,赖昭阳,李宝华,张瑞锋,张哲旭,朱荣伍受保护的技术使用者：深圳供电局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25