【技術實現步驟摘要】
本申請屬于電池，具體涉及一種二次電池及其制備方法和用電裝置。
技術介紹
1、二次電池也叫充電電池，是可反復進行放電充電而多次使用的電池。近年來，隨著以鈉離子電池為代表的二次電池得到越來越廣泛的應用，人們對其性能、尤其是循環性能提出了更高的要求。
2、因此，進一步提高二次電池的循環性能和高溫存儲性能仍是目前亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、本申請的目的在于提供一種二次電池及其制備方法，其能夠改善包含其的二次電池的循環性能和高溫存儲性能；本申請的目的還在于提供包含二次電池的用電裝置，能獲得改善的二次電池循環性能和高溫存儲性能。
2、第一方面，本申請實施例提供了一種二次電池，包括正極極片，正極極片包括正極集流體和設置在正極集流體至少一個表面上的正極膜層，正極膜層包括正極活性材料和含有硫屬元素的材料。
3、根據本申請實施例，二次電池中正極極片的正極膜層包括含有硫屬元素的材料，硫屬元素包括硫、硒或碲中的至少一種。一方面，含有硫屬元素的材料的存在已經表明其已經降低了正極膜層在制備過程殘留的殘堿含量，如na2o和/或na2co3的含量，避免殘堿對包含正極膜層的正極極片造成一定的腐蝕，形成電解質殘留物或產生其他不良的電化學反應，導致正極極片的導電性降低，從而避免二次電池中的殘堿在電化學循環中產生電解質殘留物，或在二次電池中發生其他不良的電化學反應，在提高該正極極片的導電性的基礎上，提高包含該正極極片的二次電池的動力學性能。
4、另一方面，在二次
5、此外，正極極片的殘堿中的na2co3在二次電池化成時，形成co2可以與二次電池化成過程中形成的其他氣體一起釋放，避免該氣體在后續充放電化學循環中產品，避免其影響二次電池的結構，造成起鼓等現象，影響二次電池的電化學性能。
6、含有硫屬元素的材料包括具有還原性的含有硫屬元素的材料，其存在于正極極片中，包含該正極極片的二次電池在化成或后續循環過程中，還原性的含有硫屬元素的材料可以在電解液中通過還原和氧化途徑，可以在負極極片和電解質接觸的界面生成固體電解質膜(sei膜)，如生成包含聚(環氧乙烷)(peo)-類聚合物和烷基硫酸鋰(r-oso2ona)組分的sei膜，該sei膜具有優異的彈性和一定的強度，該具有強韌性的sei膜可在負極極片-電解液界面允許負極極片在充放電過程中的發生的一定量的體積變化量，有利于保護電芯的結構穩定性，從而提高二次電池的循環性能和使用壽命；此外，具有該組分的sei膜可以快速傳輸包括na+在內的活性離子，有利于提高二次電池的動力性能，例如提高快速充放電的能力。
7、在一些可選的實施方式中，基于正極膜層的總質量，硫屬元素的質量占比小于等于3％，可選為0.1％-2％。
8、根據本申請實施例，正極膜層包含質量含量為0.01％至3％的硫屬元素，硫屬元素包括硫、硒、碲中的至少一種。該硫屬元素在制備正極極片即在漿料攪拌過程中與部分殘堿反應形成中間產物，能有效降低漿料的ph，緩解或避免漿料的凝膠現象；此外，上述中間產物會進一步與漿料中的殘堿反應，進一步避免凝膠現象的出現，有利于漿料的均勻攪拌和漿料的正常涂布，從而有利提高正極極片包含均勻性在內的綜合性能，有利于包含該正極極片的二次電池的循環性能和動力學性能。
9、在一些可選的實施方式中，含有硫屬元素的材料包括含有硫屬元素的單質和/或含有硫屬元素的鹽。
10、根據本申請實施例，硫屬元素的單質在正極極片中以零價存在，硫屬元素的鹽包括具有還原性的鹽。也可以包括具有正二價硫屬元素的鹽，由于其具有一定的還原性，在二次電池的化成和/或循環時，與正極極片中的殘堿反應生成包含mo成分的保護膜(m包括ni、co、mn、fe和cu中至少一種)，有利于提高正極活性材料在后續循環過程中與電解液界面穩定性，減少副反應，有利于提高包含該正極極片的二次電池的循環性能以及高溫存儲性能。此外，硫屬元素的單質與殘堿反應釋放的額外包含na+離子在內的活性離子可以用于補償形成sei而造成的活性離子損失，提高了活性離子在二次電池中的含量，有利于增加二次電池的能量密度、儲能容量、功率性能和循環壽命。
11、在一些可選的實施方式中，含有硫屬元素的鹽包括a2o32-或ao42-，其中a表示硫屬元素。
12、根據本申請實施例，硫屬元素a的鹽存在于正極極片中，有利于提高正極極片中正極膜層中組分的均勻性，有利于與正極極片中的殘堿反應生成包含mo成分的保護膜，有利于提高正極活性材料在后續循環過程中與電解液界面穩定性，減少副反應，有利于提高包含該正極極片的二次電池的循環性能以及高溫存儲性能。
13、根據本申請實施例，含有硫屬元素的鹽可以是硫屬元素的單質與正極活性材料反應得到，也可以直接添加。
14、在包含該正極極片的二次電池進行化成或進行電化學循環時，正極極片包含具有還原性的含有硫屬元素的材料可以繼續與正極極片中的殘堿反應，降低正極活性材料中殘堿含量的同時形成人造的保護膜，該保護膜具有十分穩定的電化學穩定性，其成分包括na2so4等，位于正極活性材料表面或單獨存在，有利于提高與電解液接觸的正極活性材料在后續循環過程中的穩定性，減少副反應，有利于提高包含該正極極片的二次電池的循環性能以及高溫存儲性能；
15、此外，具有還原性的含有硫屬元素的鹽與殘堿反應釋放的額外包含na+離子在內的活性離子可以用于補償形成sei而造成的活性離子損失，提高了活性離子在二次電池中的含量，有利于增加二次電池的能量密度、儲能容量、功率性能和循環壽命。
16、在一些可選的實施方式中，硫屬元素的價態包括零價、正二價、正四價和正六價中的至少一種；可選地，硫屬元素的價態包括正六價和正四價。
17、在包含該正極極片的二次電池進行化成和后續循環時，正極極片包含的硫屬元素的單質。硫屬元素的單質與正極極片中的殘堿反應生成包含mo成分的保護膜(m包括ni、co、mn、fe和cu中至少一種)，有利于提高正極活性材料在后續循環過程中與電解液界面穩定性，減少副反應，有利于提高包含該正極極片的二次電池的循環性能以及高溫存儲性能。此外，硫屬元素的單質與殘堿反應釋放的額外包含na+離子在內的活性離子可以用于補償形成sei而造成的活性離子損失，提高了活性離子在二次電池中的含量，有利于增加二次電池的能量密度、儲能容量、功率性能和循環壽命。
18、在一些可選的實施方式中，正六價的硫屬元素在正極膜層中摩爾量n2與零價、正四價和正六價的硫屬元素在正極膜層中摩爾量之和n0的比值為(0.5-1)：1，可選為(0.7-1)：1。
19、根據本申請實施例本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種二次電池，包括正極極片，其特征在于，所述正極極片包括正極集流體和設置在正極集流體至少一個表面上的正極膜層，所述正極膜層包括正極活性材料和含有硫屬元素的材料。
2.根據權利要求1所述的二次電池，其特征在于，基于所述正極膜層的總質量，所述硫屬元素的質量占比小于等于3％，可選為0.1％-2％。
3.根據權利要求1或2所述的正極極片，其特征在于，所述硫屬元素包括硫、硒或碲中的至少一種。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的二次電池，其特征在于，所述含有硫屬元素的材料包括含有硫屬元素的單質和/或含有硫屬元素的鹽。
5.根據權利要求4所述的二次電池，其特征在于，所述含有硫屬元素的鹽包括A2O32-或AO42-，其中A表示所述硫屬元素。
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的二次電池，其特征在于，所述硫屬元素的價態包括零價、正二價、正四價和正六價中的至少一種；可選地，所述硫屬元素的價態包括正六價和正四價。
7.根據權利要求6所述的二次電池，其特征在于，所述正六價的所述硫屬元素在所述正極膜層中摩爾量n2與所述零價、
8.根據權利要求1-7中任意一項所述的二次電池，其特征在于，所述正極活性材料包括層狀過渡金屬氧化物；
9.根據權利要求1或8所述的二次電池，其特征在于，所述正極活性材料包括至少部分包覆于所述正極活性材料的包覆層，可選地，所述包覆層包含MOz，M包括Ni、Co、Mn、Fe和Cu中一種或幾種，0＜z＜2。
10.根據權利要求9所述的二次電池，其特征在于，所述包覆層的厚度為1至10nm。
11.根據權利要求1-10中任意一項所述的二次電池，其特征在于，所述正極膜層包括氧化鈉，可選地，所述氧化鈉在所述正極膜層中的質量含量≤1000ppm；和/或，
12.根據權利要求1-11所述的二次電池，其特征在于，所述二次電池為鈉離子二次電池。
13.根據權利要求1-12中任意一項所述的二次電池，其特征在于，所述正極膜層包括補鈉劑。
14.根據權利要求1-13所述的二次電池，其特征在于，所述補鈉劑包括硫化鈉、硒化鈉、氮化鈉中的一種或多種。
15.一種用于制備權利要求1-14的二次電池的方法，其特征在于，包括制備正極極片：
16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，基于混合物的總質量，混合物包含0.01％至5％的硫屬元素的單質；和/或，
17.根據權利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述硫屬元素的價態包括零價、正二價和正六價中的至少一種；可選地，所述硫屬元素的價態包括零價和正二價；
18.根據權利要求15-17中任意一項所述的方法，其特征在于，制備正極漿料包括：將包括正極活性材料、含有硫屬元素的材料和補鈉劑的混合物加入溶劑中形成漿料；
19.根據權利要求18所述的方法，其特征在于，所述含有硫屬元素的材料與所述補鈉劑的質量比為1：(0.5-5)，可選為1：(0.5-3)；和/或，
20.一種用電裝置，其特征在于，包括權利要求1-14中任意一項所述的二次電池和權利要求15-19中任意一項所述的方法制備得到的二次電池。
...【技術特征摘要】
1.一種二次電池，包括正極極片，其特征在于，所述正極極片包括正極集流體和設置在正極集流體至少一個表面上的正極膜層，所述正極膜層包括正極活性材料和含有硫屬元素的材料。
2.根據權利要求1所述的二次電池，其特征在于，基于所述正極膜層的總質量，所述硫屬元素的質量占比小于等于3％，可選為0.1％-2％。
3.根據權利要求1或2所述的正極極片，其特征在于，所述硫屬元素包括硫、硒或碲中的至少一種。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的二次電池，其特征在于，所述含有硫屬元素的材料包括含有硫屬元素的單質和/或含有硫屬元素的鹽。
5.根據權利要求4所述的二次電池，其特征在于，所述含有硫屬元素的鹽包括a2o32-或ao42-，其中a表示所述硫屬元素。
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的二次電池，其特征在于，所述硫屬元素的價態包括零價、正二價、正四價和正六價中的至少一種；可選地，所述硫屬元素的價態包括正六價和正四價。
7.根據權利要求6所述的二次電池，其特征在于，所述正六價的所述硫屬元素在所述正極膜層中摩爾量n2與所述零價、所述正四價和所述正六價的所述硫屬元素在所述正極膜層中摩爾量之和n0的比值為(0.5-1)：1，可選為(0.7-1)：1。
8.根據權利要求1-7中任意一項所述的二次電池，其特征在于，所述正極活性材料包括層狀過渡金屬氧化物；
9.根據權利要求1或8所述的二次電池，其特征在于，所述正極活性材料包括至少部分包覆于所述正極活性材料的包覆層，可選地，所述包覆層包含moz，m包括ni、co、mn、fe和cu中一種或幾種，0＜z＜2。
...【專利技術屬性】
技術研發人員：吳凱，嚴觀福生，靳超，葉永煌，代志鵬，
申請(專利權)人：寧德時代新能源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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