极片以及二次电池的制作方法

本技术涉及电池，尤其涉及一种极片以及二次电池。

背景技术：

1、随着二次电池的日益发展，对其性能提出了更高的要求，电芯化成是电芯生产中的重要步骤，对电池性能有很大影响。化成时，阴极界面和阳极界面的电解质组成决定了sei膜和cei膜的成分和性质。常规电池中电解液的设计要同时考虑阴极和阳极的性能，在成膜溶剂和添加剂的含量调控上存在一定的矛盾，无法兼顾电池动力学、循环性能以及高温性能的同步提升。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种极片以及二次电池，本技术利用凝胶电解质对电解液具有局部固定作用的特性，可以限制阴/阳极的电解质成分不互相交换或仅有少量交换，使得阴阳极的电极-电解质界面得到改善，进而改善二次电池的动力学、循环以及高温性能。

2、第一方面，本技术提供了一种极片，极片包括极片本体，极片本体的至少一个表面上设置有超分子凝胶涂层，超分子凝胶涂层包括超分子载体和物质f，超分子载体是通过超分子自组装形成的交联网格，物质f封装在交联网格内，物质f包括碳酸亚乙烯酯(cas:872-36-6)、氟代碳酸乙烯酯(cas:114435-02-8)、碳酸乙烯酯(cas:96-49-1)、碳酸丙烯酯(cas:108-32-7)或二腈类化合物中的至少两种。其中，二腈类化合物包括丁二腈(cas:110-61-2)、戊二腈(cas:544-13-8)、己二腈(cas:111-69-3)、甲基戊二腈(cas:28906-50-5)、庚二腈(cas:)646-20-8、辛二腈(cas:629-40-3)或乙二醇双(丙腈)醚(cas:3386-87-6)中的至少一种。超分子载体包括18-冠醚-6(cas:17455-13-9)、苯并-18-冠醚-6(cas:14098-24-9)、二苯并-21-冠7-醚(cas:14098-41-0)、二苯并-24-冠醚-8(cas:14174-09-5)、二苯并26-冠醚-8(cas:14174-09-5)或二苯并-30-冠-10-醚(cas:17455-25-3)中的至少一者。

3、本技术通过在极片表面设置超分子凝胶涂层，则极片表面及其孔隙中含有超分子凝胶电解质(即物质f)，上述的超分子凝胶电解质具有高离子电导率、低流动性的特点，且能够通过温度控制其溶胶/凝胶转变，利于生产。本技术利用超分子凝胶，将二元腈类、碳酸丙烯酯等容易增加阴极(正极)成膜阻抗的功能性添加剂/溶剂固定在阴极表面的凝胶中，而将氟代碳酸乙烯酯等利于阳极(负极)成膜稳定性的成分固定在阳极表面的凝胶中，能够改善阴阳极的成膜阻抗和稳定性，进而改善二次电池的动力学、循环以及高温性能。

4、在一些实施方式中，正极极片包括正极集流体和设置在正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层，正极活性材料层的表面设置有超分子凝胶涂层，记为第一超分子凝胶涂层，物质f至少包括碳酸丙烯酯和二腈类化合物。对于正极极片，以第一超分子凝胶涂层的总质量百分含量为100％计，包括0％～1％碳酸亚乙烯酯，0％～5％氟代碳酸乙烯酯，0％～20％碳酸乙烯酯，20％～50％碳酸丙烯酯以及1％～10％二腈类化合物。循环后，对于正极极片，以第一超分子凝胶涂层的总质量百分含量为100％计，包括20％～50％碳酸丙烯酯以及1％～10％二腈类化合物。正极极片的各项参数均在上述范围内时，利于改善二次电池的动力学、循环以及高温性能。

5、优选地，化成后，对于正极极片，以第一超分子凝胶涂层的总质量百分含量为100％计，包括0.8％～1％碳酸亚乙烯酯，4％～5％氟代碳酸乙烯酯，18％～20％碳酸乙烯酯，45％～50％碳酸丙烯酯以及8％～10％二腈类化合物。

6、在一些实施方式中，极片包括负极极片，负极极片包括负极集流体和设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层，负极活性材料层的表面设置有超分子凝胶涂层，记为第二超分子凝胶涂层，物质f至少包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和碳酸乙烯酯。对于负极极片，以第二超分子凝胶涂层的总质量百分含量为100％计，0.1％～3％碳酸亚乙烯酯，0.1％～20％氟代碳酸乙烯酯，20％～50％碳酸乙烯酯，0％～20％碳酸丙烯酯以及1.5％～3％二腈类化合物。循环后，对于负极极片，以第二超分子凝胶涂层的总质量百分含量为100％计，包括0.36％～3.64％碳酸亚乙烯酯，0.39％～24.24％氟代碳酸乙烯酯，12.12％～38.83％碳酸乙烯酯，42.5％～47.9％碳酸丙烯酯以及2.36％～13.95％二腈类化合物。负极极片的各项参数均在上述范围内时，利于改善二次电池的动力学、循环以及高温性能。

7、优选地，化成后，对于负极极片，以第二超分子凝胶涂层的总质量百分含量为100％计，包括2％～3％碳酸亚乙烯酯，4％～5％氟代碳酸乙烯酯，18％～20％碳酸乙烯酯，13％～15％碳酸丙烯酯以及1％～1.5％二腈类化合物。

8、在一些实施方式中，将正极极片和负极极片分别配置于二次电池中，化成后，化成的条件包括：化成温度为75℃～85℃，化成压力为1mpa～1.5mpa，化成时使用2c倍率将电池恒流充电至60％soc～80％soc。循环的条件包括：在25℃下，以2c恒流充电至充电截止电压，恒压充电至0.05c截止，再以0.5c放电至放电截止电压，循环次数为300次。

9、在一些实施方式中，超分子凝胶涂层的转变温度为t，50℃≤t≤120℃。可见，超分子凝胶涂层具有温度转变特性，在温度高于溶胶-凝胶转变温度t时呈现液态，低于t时呈现凝胶态。

10、在一些实施方式中，正极活性材料层包括正极材料，正极材料的dv50为5μm～30μm，负极活性材料层包括负极材料，负极材料的dv50为3μm～20μm。

11、第二方面，本技术提供了一种二次电池，二次电池包括正极极片、负极极片和电解液，当正极极片是上述第一方面的任一种正极极片(即至少含有碳酸丙烯酯和二腈类化合物)时，电解液包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和碳酸乙烯酯，碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯的质量比为(0.5～1.5):(4～5):(5～20)。优选地，对于正极极片，化成后，以第一超分子凝胶涂层的总质量百分含量为100％计，包括0％～1％碳酸亚乙烯酯，0％～5％氟代碳酸乙烯酯，0％～20％碳酸乙烯酯，20％～50％碳酸丙烯酯以及1％～10％二腈类化合物。循环后，对于正极极片，以第一超分子凝胶涂层的总质量百分含量为100％计，包括20％～50％碳酸丙烯酯以及1％～10％二腈类化合物。如此，利于改善二次电池的动力学、循环以及高温性能。

12、在一些实施方式中，当负极极片是上述第一方面的任一种负极极片(即至少含有碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和碳酸乙烯酯)时，电解液包括碳酸丙烯酯和二腈类化合物，碳酸丙烯酯和二腈类化合物的质量比为(10～30):(1～7)。优选地，对于负极极片，化成后，以第二超分子凝胶涂层的总质量百分含量为100％计，包括0.1％～4.1％碳酸亚乙烯酯，0.1％～22％氟代碳酸乙烯酯，18％～51％碳酸乙烯酯，0％～20％碳酸丙烯酯以及0％～3％二腈类化合物。循环后，对于负极极片，以第二超分子凝胶涂层的总质量百分含量为100％计，包括0.36％～3.64％碳酸亚乙烯酯，0.39％～24.24％氟代碳酸乙烯酯，12.12％～38.83％碳酸乙烯酯，42.5％～47.9％碳酸丙烯酯以及2.36％～13.95％二腈类化合物。如此，利于改善二次电池的动力学、循环以及高温性能。

13、在一些实施方式中，化成的条件包括：化成温度为75℃～85℃，化成压力为1mpa～1.5mpa，化成时使用2c倍率将电池恒流充电至60％soc～80％soc。循环的条件包括：在25℃下，以2c恒流充电至充电截止电压，恒压充电至0.05c截止，再以0.5c放电至放电截止电压，循环次数为300次。

14、在一些实施方式中，正极极片包括正极活性材料层，正极活性材料层包括正极材料，正极材料的dv50为5μm～30μm。负极极片包括负极活性材料层，负极活性材料层包括负极材料，负极材料的dv50为3μm～20μm。

15、在一些实施方式中，二次电池还包括隔离膜，隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，隔离膜的透气值为p，15000sec/100ml≤p≤30000sec/100ml。正极材料的dv50值、负极材料的dv50值以及隔离膜的透气值均合适时，在兼顾二次电池动力学的同时，还可以改善其低温性能。

16、将本技术第一方面提供的极片配置于二次电池中时，二次电池具有较优的动力学性能、较好的循环性能和高温性能。从而本技术第二方面提供的二次电池也具有较优的动力学性能、较好的循环性能和高温性能。