一种二次电池及电子装置的制作方法

本申请涉及电化学，特别是涉及一种二次电池及电子装置。

背景技术：

1、消费类锂离子电池目前普遍采用易定制化的软包电池，但软包电池存在循环过程中不断鼓胀的问题，这主要归因于软包电池的负极极片在循环过程中的膨胀，因此当下对低膨胀锂离子电池有着较大的需求。

2、使用常规苯乙烯-丙烯酸酯作为锂离子电池的负极粘结剂，苯乙烯-丙烯酸酯的粘结拉伸回弹性能差，不能有效抑制锂离子电池循环过程中的膨胀。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种二次电池及电子装置，能够降低二次电池的膨胀，同时还使二次电池具有较好的动力学性能。具体技术方案如下：

2、本申请的第一方面提供了一种二次电池，其包括负极极片，负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一个表面上的负极材料层，负极材料层包括粘结剂，粘结剂包括共聚物，共聚物的单体包括芳香族乙烯、二烯烃和丙烯酸酯，基于芳香族乙烯、二烯烃和丙烯酸酯的质量之和，芳香族乙烯的质量百分含量w1为45％至80％，二烯烃的质量百分含量w2为10％至35％，丙烯酸酯的质量百分含量w3为1％至20％。通过调控负极极片包括上述粘结剂，且粘结剂中芳香族乙烯、二烯烃、丙烯酸酯的质量百分含量在本申请范围内，能够降低二次电池的膨胀，同时还使二次电池具有较好的动力学性能。

3、在本申请的一种实施方案中，基于芳香族乙烯、二烯烃和丙烯酸酯的质量之和，芳香族乙烯的质量百分含量w1为50％至70％，二烯烃的质量百分含量w2为15％至30％，丙烯酸酯的质量百分含量w3为1％至20％。粘结剂中芳香族乙烯、二烯烃、丙烯酸酯的质量百分含量在上述范围内，能够进一步降低二次电池的膨胀，同时还使二次电池具有较好的动力学性能。

4、在本申请的一种实施方案中，芳香族乙烯包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯或二乙烯基苯中的至少一种，二烯烃包括异戊二烯，丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙脂、丙烯酸正丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙脂或甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种。选用上述芳香族乙烯、二烯烃以及丙烯酸酯，使得粘结剂的强度较高、柔韧性较好、反复拉伸回弹性能较好、在整个电化学窗口中较稳定、与电解液发生副反应的可能性较小，可以有效承受物理和电化学膨胀；同时丙烯酸酯的加入能有效提升二次电池的动力学性能，从而进一步降低二次电池的膨胀，同时还使二次电池具有较好的动力学性能。

5、在本申请的一种实施方案中，芳香族乙烯为苯乙烯，二烯烃为异戊二烯，丙烯酸酯为丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯。选用上述芳香族乙烯、二烯烃以及丙烯酸酯，能够进一步提升粘结剂的强度、柔韧性、反复拉伸回弹性能，使粘结剂更加稳定，进一步减少粘结剂与电解液发生副反应的可能性，进一步提升粘结剂承受物理和电化学膨胀的能力，同时丙烯酸酯的加入能进一步提升二次电池的动力学性能，从而进一步降低二次电池的膨胀以及提升二次电池的动力学性能。

6、在本申请的一种实施方案中，共聚物的弹性模量e为20mpa至200mpa，优选地，共聚物的弹性模量e为80mpa至200mpa。通过调控共聚物的弹性模量在本申请范围内，共聚物具有较好的弹性，共聚物的反复拉伸回弹性能较好，可以较好地承受物理和电化学膨胀，使负极极片的反弹较小，能够进一步降低二次电池的膨胀。

7、在本申请的一种实施方案中，共聚物的损耗因子δ为0.6至0.8。通过调控共聚物的损耗因子在本申请范围内，共聚物的损耗因子相对较小，每次拉伸损耗的较少，共聚物具有较好的反复拉伸回弹性能和抗疲劳性能，可以较好地承受物理和电化学膨胀，使负极极片的反弹较小，能够进一步降低二次电池的膨胀。

8、在本申请的一种实施方案中，共聚物的玻璃化转变温度tg为-15℃至50℃。通过调控共聚物的玻璃化转变温度在本申请范围内，在冷压过程中能较好地保持共聚物的结构，有利于负极极片的加工。

9、在本申请的一种实施方案中，共聚物的凝胶含量为95％至100％。通过调控共聚物的凝胶含量在本申请范围内，共聚物的耐电解液能力较高，共聚物在电解液中较为稳定，与电解液发生副反应的可能性较小，并且还可以较好地承受物理和电化学膨胀，使负极极片的反弹较小，能够进一步降低二次电池的膨胀。

10、在本申请的一种实施方案中，共聚物的粒径dv50为90nm至300nm。通过调控共聚物的粒径dv50在本申请范围内，在冷压过程中能较好地保持共聚物的结构，有利于负极极片的加工。

11、在本申请的一种实施方案中，基于负极材料层的质量，粘结剂的质量百分含量w1为0.8％至2％。通过调控粘结剂的质量百分含量在本申请范围内，粘结剂具有合适的质量百分含量，粘结剂具有较好的反复拉伸回弹性能，可以较好地承受物理和电化学膨胀，同时丙烯酸酯的加入能有效提升二次电池的动力学性能，从而进一步降低二次电池的膨胀以及提升二次电池的动力学性能。

12、在本申请的一种实施方案中，负极材料层满足以下特征中的至少一者：(1)负极材料层的涂布重量cw为80mg/1540.25mm2至160mg/1540.25mm2；(2)负极材料层的压实密度pd为1.60g/cm3至1.90g/cm3。

13、本申请的第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案中的二次电池。因此，本申请提供的电子装置具有较低的膨胀，同时还具有较好的动力学性能。

14、本申请的有益效果：

15、本申请提供了一种二次电池及电子装置，二次电池包括负极极片，负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一个表面上的负极材料层，负极材料层包括粘结剂，粘结剂包括共聚物，共聚物的单体包括芳香族乙烯、二烯烃和丙烯酸酯，基于芳香族乙烯、二烯烃和丙烯酸酯的质量之和，芳香族乙烯的质量百分含量w1为45％至80％，二烯烃的质量百分含量w2为10％至35％，丙烯酸酯的质量百分含量w3为1％至20％。通过调控负极材料层包括上述粘结剂，粘结剂中各组分的含量在本申请范围内，能够降低二次电池的膨胀，同时还使二次电池具有较好的动力学性能。

16、当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种二次电池，其包括负极极片，所述负极极片包括负极集流体以及设置于所述负极集流体至少一个表面上的负极材料层，所述负极材料层包括粘结剂，所述粘结剂包括共聚物，所述共聚物的单体包括芳香族乙烯、二烯烃和丙烯酸酯，基于所述芳香族乙烯、所述二烯烃和所述丙烯酸酯的质量之和，所述芳香族乙烯的质量百分含量w1为45％至80％，所述二烯烃的质量百分含量w2为10％至35％，所述丙烯酸酯的质量百分含量w3为1％至20％。

2.根据权利要求1所述的二次电池，所述芳香族乙烯的质量百分含量w1为50％至70％，所述二烯烃的质量百分含量w2为15％至30％。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述芳香族乙烯包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯或二乙烯基苯中的至少一种，所述二烯烃包括异戊二烯，所述丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙脂、丙烯酸正丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙脂或甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其中，所述芳香族乙烯为苯乙烯，所述二烯烃为异戊二烯，所述丙烯酸酯为丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述共聚物的弹性模量e为20mpa至200mpa。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，所述共聚物的弹性模量e为80mpa至200mpa。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述共聚物的损耗因子δ为0.6至0.8。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述共聚物的玻璃化转变温度tg为-15℃至50℃。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述共聚物的凝胶含量为95％至100％。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述共聚物的粒径dv50为90nm至300nm。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的二次电池，其中，基于所述负极材料层的质量，所述粘结剂的质量百分含量w1为0.8％至2％。

12.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述负极材料层满足以下特征中的至少一者：

13.一种电子装置，其包括权利要求1至12中任一项所述的二次电池。

技术总结本申请提供了一种二次电池及电子装置，二次电池包括负极极片，负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一个表面上的负极材料层，负极材料层包括粘结剂，粘结剂包括共聚物，共聚物的单体包括芳香族乙烯、二烯烃和丙烯酸酯，基于芳香族乙烯、二烯烃和丙烯酸酯的质量之和，芳香族乙烯的质量百分含量w1为45％至80％，二烯烃的质量百分含量w2为10％至35％，丙烯酸酯的质量百分含量w3为1％至20％。通过调控负极材料层包括上述粘结剂，粘结剂中各组分的含量在本申请范围内，能够降低二次电池的膨胀，同时还使二次电池具有较好的动力学性能。技术研发人员：喻磊受保护的技术使用者：宁德新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20