本發(fā)明涉及電化學(xué)，具體涉及二次電池和用電裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著鋰離子電池在電動汽車、便攜式電子設(shè)備和儲能系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，對高能量密度和快速充電能力的需求越來越高。磷酸錳鐵鋰（lmfp）作為一種新型的正極材料，由于其優(yōu)異的能量密度，受到了廣泛關(guān)注。

2、然而，傳統(tǒng)的lmfp正極材料由于其固有的材料特性，在高倍率充電時鋰離子的脫嵌和插入速率受限，導(dǎo)致充電效率低下。特別是在低溫條件下，鋰離子在lmfp中的嵌入和脫嵌能力受到限制，使得lmfp電池的嵌鋰能力較差，在低溫快充條件下，電池的充電容量低，快充能力非常差。

3、為了解決這一問題，現(xiàn)有技術(shù)一般是通過包覆導(dǎo)電助劑、優(yōu)化電解液配方或改變材料的微觀結(jié)構(gòu)來優(yōu)化快充能力，但這些方法不足以有效改善電池在低溫下的快充性能。

4、因此，需要開發(fā)一種具有更高快充能力的二次電池。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種二次電池和用電裝置，所述的二次電池中包括正極極片，正極極片中正極活性材料包括磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰，通過在磷酸錳鐵鋰中摻混部分磷酸鐵鋰，并綜合控制磷酸鐵鋰的粒徑分布系數(shù)，以及正極活性材料的電壓平臺特性，使得二次電池具有優(yōu)異的低溫快充能力，且電池具有良好的循環(huán)壽命。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種二次電池，包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液，所述正極極片包括正極集流體和設(shè)置于所述正極集流體至少一個表面上的正極活性材料層，所述正極活性材料層包含正極活性材料，所述正極活性材料包括磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰；

3、所述二次電池在10℃下以1c倍率在2.5~4.25v電壓范圍進(jìn)行充電測試，得到充電曲線；所述充電曲線中電位最低的充電平臺為第一階梯平臺；

4、所述二次電池滿足如下關(guān)系式：2.9≤0.3×dspan×q/u≤12.9；

5、其中，所述dspan為磷酸鐵鋰的粒徑分布系數(shù)；

6、所述u為第一階梯平臺的電位值，單位為v；

7、所述q為第一階梯平臺所對應(yīng)的充電容量占總放電容量的比例，單位為%。

8、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述二次電池滿足如下關(guān)系式：5.5≤0.3×dspan×q/u≤8.8。

9、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述u的范圍為3.1~3.4v。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，所述u的范圍為3.2~3.25v。

11、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述q的范圍為10~40%。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，所述q的范圍為20~30%。

13、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述dspan的范圍為2.77~3.88。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，所述dspan的范圍為2.82~3.28。

15、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰的質(zhì)量比為（2.3~9）∶1。

16、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置于所述負(fù)極集流體至少一個表面上的負(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)極活性材料包括天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、硬碳、軟碳、硅、siox、硅碳、鈦酸鋰中的至少一種。

17、在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種用電裝置，包含上述所述的二次電池。

18、本發(fā)明的有益效果在于：

19、本發(fā)明提供了一種二次電池和用電裝置。本發(fā)明的二次電池中包括正極極片，正極極片中正極活性材料包括磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰，通過在磷酸錳鐵鋰中摻混部分磷酸鐵鋰，并綜合控制磷酸鐵鋰的粒徑分布系數(shù)，以及正極活性材料的電壓平臺特性，使得二次電池具有優(yōu)異的低溫快充能力和良好的高溫循環(huán)壽命。

技術(shù)特征：

1.一種二次電池，其特征在于，包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液，所述正極極片包括正極集流體和設(shè)置于所述正極集流體至少一個表面上的正極活性材料層，所述正極活性材料層包含正極活性材料，所述正極活性材料包括磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述二次電池，其特征在于，所述二次電池滿足如下關(guān)系式：5.5≤0.3×dspan×q/u≤8.8。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述二次電池，其特征在于，所述u的范圍為3.1~3.4v。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述二次電池，其特征在于，所述u的范圍為3.2~3.25v。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述二次電池，其特征在于，所述q的范圍為10~40%。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述二次電池，其特征在于，所述q的范圍為20~30%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述二次電池，其特征在于，所述dspan的范圍為2.77~3.88。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述二次電池，其特征在于，所述dspan的范圍為2.82~3.28。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述二次電池，其特征在于，所述磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰的質(zhì)量比為（2.3~9）∶1。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述二次電池，其特征在于，所述負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置于所述負(fù)極集流體至少一個表面上的負(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)極活性材料包括天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、硬碳、軟碳、硅、siox、硅碳、鈦酸鋰中的至少一種。

11.一種用電裝置，其特征在于，包含權(quán)利要求1~10任一項(xiàng)所述的二次電池。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種二次電池和用電裝置。本發(fā)明的二次電池，包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液，所述正極極片中正極活性材料包括磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰；二次電池在10℃下以1C倍率進(jìn)行充電測試的充電曲線中電位最低的充電平臺為第一階梯平臺；所述二次電池滿足如下關(guān)系式：2.9≤0.3×D<subgt;span</subgt;×Q/U≤12.9；其中，所述D<subgt;span</subgt;為磷酸鐵鋰的粒徑分布系數(shù)；所述U為第一階梯平臺的電位值；所述Q為第一階梯平臺所對應(yīng)的充電容量占總放電容量的比例。本發(fā)明通過綜合控制磷酸鐵鋰的粒徑分布系數(shù)，以及正極活性材料的電壓平臺特性，使得二次電池具有優(yōu)異的低溫快充能力和良好的循環(huán)壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：單旭意,李倩,宗峰怡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中創(chuàng)新航科技集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19