一种二次电池、用电装置的制作方法

本申请属于电池，尤其是一种二次电池、用电装置。

背景技术：

1、电池的制备工艺中包含注液浸润，电芯中电解液的浸润为自发的渗吸过程，由于正负极集流体的阻隔，电解液先浸润电芯的端面，再从电芯的端面渗吸到电芯的内部，电解液在电芯中的浸润过程可分为三步：在毛细管力的作用下，电解液在极片与隔膜间的缝隙中浸润；电解液在隔膜的孔道中浸润；在隔膜的导流作用下，电解液通过隔膜向两边的正负极片浸润。因此，隔膜与电解液之间的浸润性直接关系到电芯的制作效率。此外，电解液与隔膜之间的浸润性差，还影响后期电池的倍率、循环性能。

2、常规隔膜材料为聚乙烯(pp)、聚丙烯(pe)或pp/pe/pp三层膜，由于极性低导致其与电解液的亲和性差、对电解液浸润速度慢；此外，电解液的表面张力大、黏度大，也会导致电解液不易在隔膜上舒展、且流动慢。通过隔膜表面涂覆无机陶瓷颗粒、选用低黏度的电解液溶剂，可提高隔膜对电解液的浸润性；然而，对于低注液系数、高群裕度的电池设计，仍然较难满足需求。

3、因此，隔膜和电解液的搭配对电池的倍率、循环性能至关重要，基于此提出本申请。

技术实现思路

1、本申请的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种具有良好的倍率性能和循环性能的二次电池、用电装置。

2、为实现上述目的，本申请的第一方面提供了一种二次电池，包括隔膜和电解液，所述二次电池满足5.29≤k≤7.05；

3、其中，k＝p[(rγcosθ)/(2η)]0.5，

4、p为隔膜的孔隙率；

5、r nm为隔膜的平均孔径；

6、θ°为电解液与隔膜的接触角；

7、γn/m为电解液在25℃下的表面张力；

8、ηmpa·s为电解液在25℃下的黏度。

9、作为本申请的实施方案，所述隔膜的孔隙率p为42％-51％。

10、作为本申请的实施方案，所述隔膜的平均孔径r为47-52。

11、作为本申请的实施方案，所述电解液与隔膜的接触角θ为4-41。

12、作为本申请的实施方案，所述电解液在25℃下的表面张力γ为30-41。

13、作为本申请的实施方案，所述电解液在25℃下的黏度η为4.1-5.3。

14、作为本申请的实施方案，所述隔膜包括基膜和至少设于所述基膜一个表面的涂层，所述涂层包括表面活性剂。

15、作为本申请的实施方案，以涂层的总质量计，表面活性剂的质量百分数为0.02％-0.1％。

16、作为本申请的实施方案，所述表面活性剂包括氟碳类表面活性剂、硅氧烷类表面活性剂、聚乙二醇类表面活性剂、离子型表面活性剂中的至少一种。

17、作为本申请的实施方案，所述基膜包括聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯复合材料中的至少一种。

18、作为本申请的实施方案，所述氟碳类表面活性剂包括zonyl fso-100、capstonefs-40中的至少一种。

19、作为本申请的实施方案，所述硅氧烷类表面活性剂包括silwet l-7607、silwetl-77中的至少一种。

20、作为本申请的实施方案，所述聚乙二醇类表面活性剂包括聚乙二醇辛基苯基醚tritonx-100、聚乙二醇peg4000中的至少一种。

21、作为本申请的实施方案，所述离子型表面活性剂包括十二烷基硫酸钠(sds)、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

22、作为本申请的实施方案，所述涂层还包括粘结剂，所述粘结剂包括聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

23、作为本申请的实施方案，所述电解液包括溶剂、锂盐和添加剂。

24、作为本申请的实施方案，所述溶剂包括碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丁酸甲酯、丙酸甲酯中的至少一种。

25、作为本申请的实施方案，所述锂盐包括含氟锂盐、含硼锂盐、含氯锂盐、含硫锂盐中的至少一种。

26、作为本申请的实施方案，所述添加剂包括磺酸酯类物质、环状碳酸酯类物质、碳酸亚乙烯酯类物质、有机硫酸酯类物质中的至少一种。

27、作为本申请的实施方案，所述含氟锂盐包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂中的至少一种。

28、作为本申请的实施方案，所述含氯锂盐包括高氯酸锂、氯化锂中的至少一种。

29、作为本申请的实施方案，所述含硼锂盐包括双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种。

30、作为本申请的实施方案，所述含硫锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种。

31、作为本申请的实施方案，所述磺酸酯类物质包括丙烯基-1,3-磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯中的至少一种。

32、作为本申请的实施方案，所述环状碳酸酯类物质包括氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的至少一种。

33、作为本申请的实施方案，所述碳酸亚乙烯酯类物质包括碳酸亚乙烯酯、4,4-二甲基恶唑-2-酮中的至少一种。

34、作为本申请的实施方案，所述有机硫酸酯类物质包括硫酸乙烯酯、亚硫酸亚乙酯中的至少一种。

35、作为本申请的实施方案，所述锂盐在所述溶剂中的摩尔浓度为0.5-5mol/l。

36、作为本申请的实施方案，以所述溶剂的质量计，所述添加剂的质量百分数为0.1％-5％。

37、在本申请的第二方面，本申请提供一种用电装置，包含本申请所述二次电池。

38、本申请的有益效果是：

39、本申请提供的二次电池合理搭配隔膜的孔隙率和平均孔径、电解液在25℃下的表面张力和黏度以及电解液和隔膜的接触角，使其在合适的范围内，能够显著的提升二次电池的倍率性能和循环性能。

技术特征：

1.一种二次电池，包括隔膜和电解液，其特征在于，所述二次电池满足：5.29≤k≤7.05；

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，满足以下条件中的至少一者：

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述隔膜包括基膜和至少设于所述基膜一个表面的涂层，所述涂层包含表面活性剂。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，满足以下条件中的至少一者：

5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述氟碳类表面活性剂包括zonylfso-100、capstone fs-40中的至少一种；

6.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述涂层还包括粘结剂，所述粘结剂包括聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电解液包括溶剂、锂盐和添加剂；

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述含氟锂盐包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂中的至少一种；

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述锂盐在所述溶剂中的摩尔浓度为0.5-5mol/l；和/或，

10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的二次电池。

技术总结本申请公开了一种二次电池、用电装置，属于电池技术领域。本申请提供的二次电池合理搭配隔膜的孔隙率和平均孔径、电解液在25℃下的表面张力和黏度，以及电解液和隔膜的接触角，使其在合适的范围内，能够显著的提升二次电池的倍率性能和循环性能。技术研发人员：石清璇受保护的技术使用者：欣旺达动力科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20