本技術(shù)屬于電化學(xué)，涉及一種二次電池以及包含該二次電池的電子裝置。

背景技術(shù)：

1、二次電池例如鋰離子電池，具有環(huán)境友好、能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于手機、電腦、穿戴設(shè)備、消費級無人機、電動工具、電動摩托車、電動車或大型儲能裝置中。隨著消費市場的不斷擴大，對電池的性能要求越來越高，例如二次電池需在高低溫或高倍率等條件下保持良好性能。目前，二次電池的電解液常選用碳酸酯化合物作為溶劑體系，但該類電解液在高倍率條件下不穩(wěn)定，易引起二次電池的性能降低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)目的在于提供一種二次電池以及包含該二次電池的電裝置，在本技術(shù)所提供的二次電池中，通過對所使用的電解液體系進行改進，減少了含有所述電解液體系的二次電池在高溫下產(chǎn)生的氣體，進一步改善了二次電池的高倍率放電性能。

2、根據(jù)本技術(shù)的第一方面，本技術(shù)提供了一種二次電池，所述二次電池包含正極、負(fù)極、隔離膜和電解液；

3、所述負(fù)極包含負(fù)極活性材料層，所述負(fù)極活性材料層包含負(fù)極活性材料，所述負(fù)極活性材料包含硅碳材料；

4、所述電解液包含丙酸乙酯和丙酸丙酯，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述丙酸乙酯的質(zhì)量百分含量為a％，所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量為b％，其中，1.7≤a/b≤5.7；

5、所述電解液還包含碳酸亞乙烯酯、含硼鋰鹽、含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物中的至少一種；

6、

7、其中，式ⅰ中a選自c2至c5的亞烷基。

8、本技術(shù)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，二次電池的電解液中包含特定比例的丙酸乙酯和丙酸丙酯時可提升二次電池的低溫性能，但在高溫條件下，以硅碳材料作為負(fù)極活性材料的二次電池的硅碳材料表面的缺陷結(jié)構(gòu)易造成表面固態(tài)電解質(zhì)膜(sei)破壞而不均，使電池內(nèi)部產(chǎn)氣增加，且二次電池在高倍率放電時，內(nèi)部阻抗增大，產(chǎn)氣進一步增加，放電容量降低。

9、基于此，本技術(shù)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在以硅碳材料作為負(fù)極活性材料的二次電池的電解液中，將丙酸乙酯和丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量比值a/b控制為1.7至5.7的范圍，與碳酸亞乙烯酯、含硼鋰鹽、含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物中的至少一種進行搭配組合使用時，可顯著提高高溫高倍率條件下負(fù)極硅碳材料的表面潤濕性，在硅碳材料表面形成均勻的sei膜，促進負(fù)極上的電極反應(yīng)均勻進行，減少高溫、高倍率條件下產(chǎn)生的氣體，顯著改善二次電池的循環(huán)特性和高速放電特性，使負(fù)極上發(fā)生的脫嵌鋰能夠均勻進行，有效地控制高倍率放電時放電容量的降低，提升二次電池的高倍率放電性能。

10、在本技術(shù)的一些實施方案中，所述硅碳材料為單質(zhì)硅和石墨材料混合制備得到或以多孔碳材料為骨架經(jīng)硅沉積后得到；優(yōu)選地，所述硅碳材料以多孔碳材料為骨架經(jīng)硅烷沉積后得到；優(yōu)選地，所述硅碳材料的制備包括如下步驟：將多孔碳骨架進行硅烷沉積反應(yīng)，得到前驅(qū)體材料，將前驅(qū)體材料進行微氧化，得到所述硅碳材料。

11、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述丙酸乙酯與所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量的比值范圍為：3.1≤a/b≤4.9。本技術(shù)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)進一步將所述丙酸乙酯與所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量的比值范圍控制在上述范圍時，可以更為顯著減少高溫、高倍率條件下產(chǎn)生的氣體，顯著改善二次電池的循環(huán)特性和高速放電特性等性能。

12、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述丙酸乙酯的質(zhì)量百分含量范圍為：20％≤a≤70％，所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量范圍為：11％≤b≤20％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述丙酸乙酯的質(zhì)量百分含量范圍為：36％≤a≤54％；所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量范圍為11％≤b≤15％。當(dāng)丙酸乙酯以及丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量滿足上述范圍特征時，此時，丙酸丙酯和丙酸乙酯一起作用使電解液具有較低的粘度，且改善高溫下sei膜的柔軟性，在硅碳材料表面形成更均勻的sei膜，降低副反應(yīng)的發(fā)生，減少高溫下二次電池的產(chǎn)氣，提升二次電池的高倍率放電性能。

13、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述丙酸乙酯與所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量之和范圍為32％≤a+b≤84％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述丙酸乙酯與所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量之和范圍為47％≤a+b≤65％。當(dāng)所述丙酸乙酯與所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量之和滿足上述范圍特征時，可保證電解液具有較低的粘度，提高二次電池內(nèi)部的動力學(xué)性能，降低二次電池內(nèi)部活性離子傳輸阻抗，減少二次電池在高溫下產(chǎn)生的氣體，提升二次電池的高倍率放電性能。

14、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述丙酸乙酯的質(zhì)量百分含量范圍為：20％≤a≤70％，所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量范圍為：11％≤b≤20％的同時，所述丙酸乙酯與所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量之和范圍滿足32％≤a+b≤84％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述丙酸乙酯的質(zhì)量百分含量范圍滿足：36％≤a≤54％，所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量范圍為：11％≤b≤15％的同時，所述丙酸乙酯與所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量之和范圍為47％≤a+b≤65％。

15、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物的質(zhì)量百分含量為0.11％至4.9％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物的質(zhì)量百分含量為0.12％至1.5％；更優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物的質(zhì)量百分含量為0.4％至1.0％。更優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物的質(zhì)量百分含量為0.4％至0.8％。

16、在本技術(shù)的一些實施方案中，所述含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物包括式ⅱ所示化合物；

17、

18、其中，通過調(diào)控所述含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物的質(zhì)量百分含量在上述范圍時，含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物可使得sei膜具有較低的阻抗，提高活性離子的嵌入脫出速率，進一步提高二次電池在高倍率下的放電性能。

19、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸亞乙烯酯的質(zhì)量百分含量為0.01％至0.3％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸亞乙烯酯的質(zhì)量百分含量為0.01％至0.1％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸亞乙烯酯的質(zhì)量百分含量為0.01％至0.06％。

20、在本技術(shù)的一些實施方案中，所述電解液包含碳酸亞乙烯酯和含硼鋰鹽，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸亞乙烯酯和含硼鋰鹽的質(zhì)量百分含量之和為0.04％至0.2％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸亞乙烯酯和含硼鋰鹽的質(zhì)量百分含量之和為0.1％至0.2％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸亞乙烯酯和含硼鋰鹽的質(zhì)量百分含量之和為0.1％至0.16％。

21、在本技術(shù)的一些實施方案中，調(diào)控所述碳酸亞乙烯酯的質(zhì)量百分含量在上述范圍，可進一步促進硅碳材料表面形成均勻的低阻抗sei膜，減少二次電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體，提升二次電池的高倍率放電性能。調(diào)控所述碳酸亞乙烯酯和含硼鋰鹽的質(zhì)量百分含量之和在上述范圍，可以進一步促進硅碳材料表面形成均勻的sei膜，促進負(fù)極上的電極反應(yīng)均勻進行，減少副反應(yīng)的發(fā)生，二次電池內(nèi)部產(chǎn)氣減少，且使得電解液的粘度適當(dāng)，提升二次電池的循環(huán)性能和高倍率放電性能。

22、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述含硼鋰鹽的質(zhì)量百分含量為0.01％至0.25％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述含硼鋰鹽的質(zhì)量百分含量為0.05％至0.15％；更優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述含硼鋰鹽的質(zhì)量百分含量為0.07％至0.12％。

23、在本技術(shù)的一些實施方案中，所述含硼鋰鹽選自二氟草酸硼酸鋰、四氟硼酸鋰、硼酸鋰中的至少一種。

24、其中，在本技術(shù)所提供的技術(shù)方案中，向電解液中添加含硼鋰鹽，且當(dāng)所述含硼鋰鹽的質(zhì)量百分含量在上述范圍時，進一步促進硅碳材料表面形成均勻的sei膜，降低二次電池的阻抗，減少二次電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體，提升二次電池的循環(huán)性能和高倍率放電性能。尤其地，當(dāng)含硼鋰鹽選擇四氟硼酸鋰時，可以進一步提升sei膜彈性，降低活性離子傳輸阻抗，進一步提升二次電池的循環(huán)性能和高倍率放電性能。

25、在本技術(shù)的一些實施方案中，所述電解液還包含氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯中的至少一者。本技術(shù)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所述電解液中包含氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯中的至少一者時，可進一步提高二次電池內(nèi)部動力學(xué)，促進活性離子傳輸，提升二次電池的高倍率性能。

26、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為2％至7％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為2.1％至4.6％。調(diào)控所述氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量在上述范圍時，可進一步提升二次電池的高倍率性能。

27、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸丙烯酯的質(zhì)量百分含量為20％至40％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸丙烯酯的質(zhì)量百分含量為20％至35％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸丙烯酯的質(zhì)量百分含量為20％至25％。調(diào)控所述碳酸丙烯酯的質(zhì)量百分含量在上述范圍時，可進一步提升二次電池的高倍率性能。

28、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為4％至18％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為11％至16％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為11％至14％。調(diào)控所述碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量在上述范圍時，可進一步提升二次電池的高倍率性能。

29、在本技術(shù)的一些實施方案中，所述電解液還包含1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯、丁二腈、乙二醇雙(丙腈)醚、1,3,6-己烷三腈中的至少兩者。本技術(shù)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，上述添加劑可改善sei的柔軟性，和丙酸丙酯和丙酸乙酯共同改善sei膜在硅碳材料表面成膜均勻性，減少電池內(nèi)部副反應(yīng)的發(fā)生，減少高溫下氣體的產(chǎn)生，降低二次電池內(nèi)部阻抗，進一步提升二次電池的高倍率放電性能。

30、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯的質(zhì)量百分含量為0.1％至4％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯的質(zhì)量百分含量為1.2％至3.6％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯的質(zhì)量百分含量為2.0％至3.0％。當(dāng)所述1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯的質(zhì)量百分含量在上述范圍時，硅碳材料表面的sei膜分布更均勻，可進一步減少高溫下氣體的產(chǎn)生和提升二次電池的高倍率放電性能。

31、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述丁二腈的質(zhì)量百分含量為0.1％至4％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述丁二腈的質(zhì)量百分含量為1.6％至2.4％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述丁二腈的質(zhì)量百分含量為1.8％至2.4％。調(diào)控所述丁二腈的質(zhì)量百分含量在上述范圍時，硅碳材料表面的sei膜柔軟性更好，可進一步減少高溫下氣體的產(chǎn)生和提升二次電池的高倍率放電性能。

32、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述乙二醇雙(丙腈)醚的質(zhì)量百分含量為0.01％至1％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述乙二醇雙(丙腈)醚的質(zhì)量百分含量為0.4％至0.8％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述乙二醇雙(丙腈)醚的質(zhì)量百分含量為0.5％至0.8％。硅碳材料表面的sei膜均勻性更好，可進一步減少高溫下氣體的產(chǎn)生和提升二次電池的高倍率放電性能。

33、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述1,3,6-己烷三腈的質(zhì)量百分含量為0.1％至3.5％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述1,3,6-己烷三腈的質(zhì)量百分含量為1.3％至2.8％；優(yōu)選地，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述1,3,6-己烷三腈的質(zhì)量百分含量為1.8％至2.5％。調(diào)控所述1,3,6-己烷三腈的質(zhì)量百分含量在上述范圍時，促進活性離子的傳輸，可進一步減少高溫下氣體的產(chǎn)生和提升二次電池的高倍率放電性能。

34、在本技術(shù)的一些實施方案中，所述硅碳材料在所述負(fù)極活性材料中的質(zhì)量占比為1％至15％；優(yōu)選地，所述硅碳材料在所述負(fù)極活性材料中的質(zhì)量占比為2％至10％。

35、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，當(dāng)所述丙酸乙酯的質(zhì)量百分含量為a％，所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量為b％，1.7≤a/b≤2.5，以及所述丙酸乙酯的質(zhì)量百分含量范圍為：20％≤a≤30％，所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量范圍為：11％≤b≤15％，所述含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物的質(zhì)量百分含量為0.11％至4.9％，所述碳酸亞乙烯酯的質(zhì)量百分含量為0.01％至0.3％；或所述含硼鋰鹽的質(zhì)量百分含量為0.01％至0.25％；或所述氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為2％至5％；或所述碳酸丙烯酯的質(zhì)量百分含量為30％至40％；或所述碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為8％至14％；或所述1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯的質(zhì)量百分含量為1.1％至3.5％；或所述丁二腈的質(zhì)量百分含量為1％至4％；或所述乙二醇雙(丙腈)醚的質(zhì)量百分含量為0.1％至1％；或所述1,3,6-己烷三腈的質(zhì)量百分含量為0.5至3％。

36、在本技術(shù)的一些實施方案中，基于所述電解液的總質(zhì)量，當(dāng)所述丙酸乙酯的質(zhì)量百分含量為a％，所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量為b％，1.9≤a/b≤2.2，以及所述丙酸乙酯的質(zhì)量百分含量范圍為：20％≤a≤30％，所述丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量范圍為：11％≤b≤15％，所述含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物的質(zhì)量百分含量為0.11％至1.0％，所述碳酸亞乙烯酯的質(zhì)量百分含量為0.01％至0.1％；或所述含硼鋰鹽的質(zhì)量百分含量為0.05％至0.2％；或所述氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為2％至5％；或所述碳酸丙烯酯的質(zhì)量百分含量為30％至40％；或所述碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為8％至14％；或所述1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯的質(zhì)量百分含量為1.1％至3％；或所述丁二腈的質(zhì)量百分含量為1.1％至3％；或所述乙二醇雙(丙腈)醚的質(zhì)量百分含量為0.1％至0.8％；或所述1,3,6-己烷三腈的質(zhì)量百分含量為0.7至2.5％。

37、在本技術(shù)的一些實施方案中，所述負(fù)極活性材料還包含石墨、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑。

38、根據(jù)本技術(shù)的第二方面，本技術(shù)提供了一種電子裝置，所述電子裝置包含如本技術(shù)第一方面任意一項所述的二次電池。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下有益效果：

40、本技術(shù)提供了一種二次電池，在以硅碳材料作為負(fù)極活性材料的二次電池的電解液中，通過調(diào)控將丙酸乙酯和丙酸丙酯的質(zhì)量百分含量比值a/b控制為1.7至5.7的范圍，與碳酸亞乙烯酯、含硼鋰鹽、含有式ⅰ所示結(jié)構(gòu)式的化合物中的至少一種進行搭配組合使用時，在高溫高倍率條件下，可提高負(fù)極硅碳材料的表面潤濕性，在硅碳材料表面形成均勻的sei膜，促進負(fù)極上的電極反應(yīng)均勻進行，減少高溫、高倍率條件下產(chǎn)生的氣體，顯著改善二次電池的循環(huán)特性和高速放電特性，使負(fù)極上發(fā)生的脫嵌鋰能夠均勻進行，有效地控制高倍率放電時放電容量的降低，提升二次電池的高倍率放電性能。