二次电池及其制备方法与流程

本申请涉及二次电池，特别涉及一种二次电池及其制备方法。

背景技术：

1、当前，从消费电子到新能源动力汽车领域，二次电池都已经是主要的能量存储和转化系统。锂离子电池和钠离子电池是常见的二次电池。然而，二次电池在频繁的充放电使用后易析出活性物质（例如析出锂或钠），活性物质的析出会降低电池的安全特性，例如，锂离子电池在频繁的充放电使用后易发生析锂，析锂现象的发生与锂电子电池在充电过程中极化现象有关，析锂会导致电池容量迅速衰减，析出的锂形成的锂枝晶还可能刺穿隔膜导致电池内短路并可能引起热失控等安全问题。

2、因此，如何改善二次电池在频繁充放电后的活性物质的析出问题，是一个研究热点。

技术实现思路

1、基于此，本申请第一方面提供一种二次电池的制备方法，其技术方案如下：

2、一种二次电池的制备方法，包括以下步骤：

3、将电解液注液至组装好电芯的电池壳体中，得到第一半成品电池；

4、将所述第一半成品电池化成，得到第二半成品电池；

5、向所述第二半成品电池的电解液中加入添加剂，制备二次电池，所述添加剂包括多孔材料，所述多孔材料选自mof材料和cof材料中的至少一种。

6、本申请第二方面提供一种二次电池，其技术方案如下：

7、一种二次电池，通过上述制备方法制备而成。

8、与传统方案相比，本申请具有以下有益效果：

9、本申请在第一半成品电池化成后的第二半成品电池的电解液中加入含有mof材料和cof材料中的至少一种的多孔材料，可以有效防止二次电池充放电循环后析出活性物质（锂/钠等），可降低二次电池的安全风险。具体地，mof材料和cof材料具有“笼状”结构，能够充当离子筛的作用，并且，其上的不饱和金属位点能够吸附阴离子，使活性阴离子运动主要局限于“笼状”结构的多孔骨架中，使mof材料和cof材料可选择性地运输活性金属锂/钠离子，而构建活性离子传输通道是抑制锂枝晶生长的有效方法，有利于减少极化，有助于锂/钠离子均匀通量，在高电流密度工作下有利于实现稳定的锂/钠离子剥离/嵌入，锂/钠离子沉积的均匀化，能够减少活性金属表面上不可避免的不规则性沉积，活性物质金属离子可以均匀沉积在负极电极，在充电/放电期间形成稳定的电极-电解液界面层，避免生产金属枝晶，抑制副产物生长，可以有效降低安全隐患，实现长寿命循环。因此，本申请的二次电池可以有效防止二次电池充放电循环后析出锂/钠离子。同时，上述多孔材料分散在电解液中，不饱和金属位点能够吸附阴离子，还能削弱了阴离子和阳离子之间的相互作用，使金属盐容易解离，促进去溶剂化过程并提高阳离子的转移效率。并且，还能缓解阳极/电解液界面处的阴离子消耗，能够减少局部空间电荷的积累，从而改善二次电池的低温性能。同时，多孔材料还具有超高比表面积和丰富的氧化还原活性位点（如金属离子、有机官能团）可以促进电极上的电化学反应，提高离子迁移率，获得高比容量。另外，需要特别指出，电池化成后，电池内部已经形成了sei膜，相比于在电池化成前加入，在电池化成后向电解液中加入含有mof材料和cof材料中的至少一种的多孔材料，mof和cof不参与成膜反应，不仅可以避免其对成膜稳定性的不利影响，防止因sei膜成膜性较差造成的循环过程中活性离子的消耗以及生产金属枝晶的问题，而且还能避免多孔材料在化成过程中出现分解失效问题，有利于降低成本。综上，本申请有利于抑制锂、钠等枝晶的生长，延长循环寿命，提高二次电池的安全性。

技术特征：

1.一种二次电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的二次电池的制备方法，其特征在于，所述多孔材料与所述电解液的总注液量的质量体积比为（10~50）mg：（100~500）ml。

3.根据权利要求1所述的二次电池的制备方法，其特征在于，所述mof材料选自hkust-1、uio-66（zr）、uio-66-nh2、uio-66-clo4、uio-67、uio-67-nh2、uio-68-nh2、zif-8、zif-67、mil-100（fe）、mil-53（fe）、mil-53（al）、mil-68（in）-nh2、mil-101-nh2、mil-125（ti）-nh2、mof-5、mof-5-nh2、mof-525（cu）、znco-mof和mof[(me2nh2)+]中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的二次电池的制备方法，其特征在于，所述cof材料选自eb-cof：no3。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池的制备方法，其特征在于，所述添加剂还包括分散剂和有机溶剂。

6.根据权利要求5所述的二次电池的制备方法，其特征在于，所述分散剂选自pvp和hfe中的一种或两种。

7.根据权利要求5所述的二次电池的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自烷基碳酸酯类溶剂、醚基类溶剂和羧酸脂类溶剂中的一种或多种。

8.根据权利要求1至4、6至7中任一项所述的二次电池的制备方法，其特征在于，所述化成的工艺条件包括以下条件中的至少一条：

9.根据权利要求1至4、6至7中任一项所述的二次电池的制备方法，其特征在于，向所述第二半成品电池的电解液中加入添加剂后，还包括将所述电池壳体封口的步骤。

10.一种二次电池，其特征在于，通过权利要求1至9中任一项所述的制备方法制备而成。

技术总结本申请涉及二次电池技术领域，特别涉及一种二次电池及其制备方法。所述二次电池的制备方法，包括以下步骤：将电解液注液至组装好电芯的电池壳体中，得到第一半成品电池；将所述第一半成品电池化成，得到第二半成品电池；向所述第二半成品电池的电解液中加入添加剂，制备二次电池，所述添加剂包括多孔材料，所述多孔材料选自MOF材料和COF材料中的至少一种。本申请在第一半成品电池化成后的第二半成品电池的电解液中加入含有MOF材料和COF材料中的至少一种的多孔材料，可以有效防止二次电池充放电循环后析出活性物质（锂/钠等），可降低二次电池的安全风险。技术研发人员：刘天睿,郑鹏,施朝忠,温世森受保护的技术使用者：南通拓邦尤能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9