二次电池以及相应的用电装置的制作方法

本发明涉及电池，具体涉及一种二次电池以及相应的用电装置。

背景技术：

1、目前，锂离子电池以其高能量密度、高倍率性能和长循环寿命等优势被广泛应用，但同时锂离子电池也面临锂资源紧缺等问题。近年来，钠离子电池由于其丰富的钠资源和较低的成本优势而受到越来越多的关注。

2、但是钠离子电池的电化学性能还有待进一步提升。

技术实现思路

1、本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种二次电池以及相应的用电装置，其负极极片具有更高的压实密度，相比于传统电池，其倍率性能和循环性能更好。

2、本申请是通过如下的技术方案实现的。

3、本申请的第一方面提供了一种二次电池，包括负极极片，所述负极极片包括：

4、负极集流体；

5、缓冲层，设置在所述负极集流体的至少一个表面上，且所述缓冲层包括缓冲材料；

6、活性物质层，设置在所述缓冲层的表面上，且所述活性物质层包括硬碳；

7、所述缓冲材料的硬度低于所述硬碳的硬度。

8、上述二次电池，其负极极片包含硬碳的活性物质层和负极集流体之间设置了硬度较低的缓冲层，能够减少硬碳对集流体的损伤，提高负极极片的压实密度，进而提升电池的体积能量密度。进一步，可以降低负极极片在电池运行后期的断裂几率，提升电池运行的长期可靠性和安全性。更进一步，还可以改善电池的倍率性能和循环性能。

9、在其中一些实施例中，所述缓冲材料的硬度记为h1，所述硬碳的硬度记为h2，则0.1≤h1/h2＜1，可选为0.5≤h1/h2≤0.9。

10、在其中一些实施例中，所述缓冲材料的硬度为0.01gpa-0.6gpa，可选为0.1gpa-0.3gpa；和/或，所述硬碳的硬度为0.1gpa-1gpa，可选为0.6gpa-0.9gpa。

11、在其中一些实施例中，所述缓冲材料包括碳材料、有机高分子聚合物、金属硫化物、金属磷化物、金属氧化物、钠的快离子导体以及钠合金中的一种或几种。

12、在其中一些实施例中，所述缓冲材料具有导电性和/或所述缓冲材料能够与活性离子发生氧化/还原反应。

13、在其中一些实施例中，所述缓冲材料为软碳。

14、在其中一些实施例中，所述活性物质层的厚度和所述缓冲层的厚度的比值≥1；

15、可选地，所述活性物质层的厚度和所述缓冲层的厚度的比值为1～20；

16、可选地，所述活性物质层的厚度和所述缓冲层的厚度的比值为6～10。

17、在其中一些实施例中，所述缓冲层的厚度为1μm-55μm，可选为10μm-20μm；和/或，所述活性物质层的厚度为55μm-110μm，可选为90μm-100μm。

18、在其中一些实施例中，所述缓冲层与所述活性物质层彼此相对的两个表面具有相对应的凹凸结构，且所述缓冲层表面的凹凸结构和所述缓冲层表面的凹凸结构嵌合。

19、在其中一些实施例中，所述凹凸结构包括多个凸部和多个凹部，多个所述凸部或多个所述凹部呈阵列分布，

20、可选地，多个所述凸部或多个所述凹部呈连续分布或间隔分布，

21、再可选地，多个所述凸部或多个所述凹部呈等间隔分布。

22、在其中一些实施例中，在缓冲层的横截面上，沿第一方向或第二方向，所述凸部的最大长度≤5mm，所述第一方向和所述第二方向相异，所述横截面是指垂直于集流体厚度方向的平面。

23、可选地，所述凸部的最大长度≤3mm。

24、可选地，所述凸部的最大长度为0.05mm～1mm。

25、在其中一些实施例中，沿第三方向，所述凸部的最大高度记为h1，0mm＜h1≤1mm，可选地，0.01mm≤h1≤0.05mm；

26、所述凹部的最大深度记为h2，0mm＜h2≤1mm，可选地，0.01mm≤h2≤0.05mm；

27、其中，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

28、在其中一些实施例中，相邻的所述凸部或所述凹部之间的最大距离l≤5mm。

29、可选地，l≤3mm。

30、可选地，0.1mm≤l≤1mm。

31、在其中一些实施例中，所述活性物质层的凹凸结构中的凸部和所述缓冲层的凹凸结构中的凹部的形状相同，

32、可选地，为半球形、锥形、立方形或棱台形。

33、在其中一些实施例中，所述负极极片的压实密度为0.9g/cm3-1.3g/cm3。

34、在其中一些实施例中，所述二次电池为钠离子二次电池。

35、本申请的第二方面，提供了一种用电装置，包括本申请第二方面的电池。

技术特征：

1.一种二次电池，包括负极极片，所述负极极片包括：

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述缓冲材料的硬度记为h1，所述硬碳的硬度记为h2，则0.1≤h1/h2＜1，可选为0.5≤h1/h2≤0.9。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述缓冲材料的硬度为0.01gpa-0.6gpa，可选为0.1gpa-0.3gpa；和/或，所述硬碳的硬度为0.1gpa-1gpa，可选为0.6gpa-0.9gpa。

4.根据权利要求1-3任一项所述的二次电池，其特征在于，所述缓冲材料包括碳材料、有机高分子聚合物、金属硫化物、金属磷化物、金属氧化物、钠的快离子导体以及钠合金中的一种或几种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的负极极片，其特征在于，所述缓冲材料具有导电性和/或所述缓冲材料能够与活性离子发生氧化/还原反应。

6.根据权利要求1-4任一项所述的负极极片，其特征在于，所述缓冲材料为软碳。

7.根据权利要求1-6任一项所述的负极极片，其特征在于，所述活性物质层的厚度和所述缓冲层的厚度的比值≥1；

8.根据权利要求1-7任一项所述的负极极片，其特征在于，所述缓冲层的厚度为1μm-55μm，可选为10μm-20μm；和/或，所述活性物质层的厚度为55μm-110μm，可选为90μm-100μm。

9.根据权利要求任一项所述的负极极片，其特征在于，所述缓冲层与所述活性物质层彼此相对的两个表面具有相对应的凹凸结构，且所述缓冲层表面的凹凸结构和所述缓冲层表面的凹凸结构嵌合。

10.根据权利要求9所述的负极极片，其特征在于，所述凹凸结构包括多个凸部和多个凹部，多个所述凸部或多个所述凹部呈阵列分布，

11.根据权利要求9或10所述的负极极片，其特征在于，在缓冲层的横截面上，沿第一方向或第二方向，所述凸部的最大长度≤5mm；可选地，所述凸部的最大长度≤3mm；其中，所述第一方向和所述第二方向相异，所述横截面是指垂直于集流体厚度方向的平面。

12.根据权利要求9-11任一项所述的负极极片，其特征在于，

13.根据权利要求9-12任一项所述的负极极片，其特征在于，相邻的所述凸部或所述凹部之间的最大距离l≤5mm；可选地，l≤3mm。

14.根据权利要求9-13任一项所述的负极极片，其特征在于，所述活性物质层的凹凸结构中的凸部和所述缓冲层的凹凸结构中的凹部的形状相同，

15.根据权利要求1-14任一项所述的二次电池，其特征在于，所述负极极片的压实密度为0.9g/cm3-1.3g/cm3。

16.根据权利要求1-14任一项所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池为钠离子二次电池。

17.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1-15任一项所述的二次电池。

技术总结本申请涉及一种二次电池以及相应的用电装置。所述二次电池包括负极极片，所述负极极片包括：负极集流体；缓冲层，设置在所述负极集流体的至少一个表面上，且所述缓冲层包括缓冲材料；活性物质层，设置在所述缓冲层的表面上，且所述活性物质层包括硬碳；所述缓冲材料的硬度低于所述硬碳的硬度。所述二次电池可具有高的压实密度、倍率性能和循环性能。技术研发人员：孙龙,谢岚,宋帅,王陈平,林真,李伟,吴凯受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17