本申請(qǐng)涉及電池領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種鋰離子電池及用電裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽(yáng)能電站等儲(chǔ)能電源系統(tǒng)，以及電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)汽車、軍事裝備、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域，從而得到了極大的發(fā)展。

2、在鋰離子電池的制備過(guò)程中，由于工藝限制，不可避免地會(huì)出現(xiàn)正負(fù)極容量不匹配的位置，即存在低cb值區(qū)。低cb值區(qū)對(duì)應(yīng)的負(fù)極極片上容易發(fā)生析鋰，對(duì)鋰離子電池的容量和安全性產(chǎn)生不利影響。因此，如何改善析鋰對(duì)離子電池性能的影響是一項(xiàng)亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)是鑒于上述技術(shù)問題而進(jìn)行的，其目的在于，提供一種鋰離子電池及用電裝置。該鋰離子電池包括含有金屬離子的電解液，能夠有效改善低cb值區(qū)的析鋰問題。

2、第一方面，提供一種鋰離子電池，所述鋰離子電池包括：電解液，所述電解液包括金屬離子，所述金屬離子的還原電位高于鋰離子的還原電位；低cb值區(qū)，所述鋰離子電池在所述低cb值區(qū)的cb值滿足：0＜cb＜1，所述cb值為單位面積的負(fù)極活性物質(zhì)的容量與單位面積的正極活性物質(zhì)的容量的比值。

3、在鋰離子電池的低cb值區(qū)處，cb值小于1，換言之，在低cb值區(qū)，單位面積的正極活性物質(zhì)的容量大于單位面積的負(fù)極活性物質(zhì)的容量。因此，在循環(huán)過(guò)程中，低cb值區(qū)對(duì)應(yīng)的負(fù)極極片處容易發(fā)生析鋰。本申請(qǐng)的實(shí)施例中，電解液中引入了還原電位高于鋰離子的金屬離子，在低cb值區(qū)對(duì)應(yīng)的負(fù)極極片處發(fā)生析鋰的情況下，電解液中的金屬離子能夠自由移動(dòng)至析鋰的位置，被鋰還原成金屬單質(zhì)，由此，改善低cb值區(qū)析鋰的情況，幫助提高鋰離子電池的可逆容量和循環(huán)性能。

4、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述鋰離子電池包括負(fù)極極片，所述低cb值區(qū)對(duì)應(yīng)的負(fù)極極片的面積占所述負(fù)極極片的面積的百分比x滿足：0％＜x；可選地，0％＜x≤10％；可選地，0％＜x≤2％。

5、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述鋰離子電池在所述低cb值區(qū)的cb值滿足：0.5＜cb＜1。

6、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述金屬離子的還原電位滿足：其中，mn+代表所述金屬離子，n代表所述金屬離子的化合價(jià)，c代表所述金屬離子在所述電解液中的摩爾濃度，r代表理想氣體常數(shù)，t代表溫度，f代表法拉第常數(shù)，代表鋰離子的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。

7、本申請(qǐng)的實(shí)施例中，通過(guò)選擇還原電位滿足上述條件的金屬離子，能夠使得金屬離子被析出的鋰還原成金屬單質(zhì)，從而改善低cb值區(qū)的析鋰問題。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述金屬離子的還原電位滿足：

9、本申請(qǐng)的實(shí)施例中，通過(guò)選擇還原電位滿足上述條件的金屬離子，在金屬離子能夠被鋰還原的同時(shí)，有助于降低金屬離子的氧化性，從而降低金屬離子對(duì)電解液以及正、負(fù)極極片的影響。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述金屬離子在所述電解液中的摩爾濃度c滿足：0.001m≤c≤0.2m。

11、本申請(qǐng)的實(shí)施例中，通過(guò)控制金屬離子在電解液中的濃度在合適的范圍內(nèi)，在抑制析鋰的同時(shí)，還有助于降低鋰離子電池的自放電。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述金屬離子包括mg2+、al3+、zn2+、sb2+中的至少一種。

13、第二方面，提供一種鋰離子電池，所述鋰離子電池包括：低cb值區(qū)，所述鋰離子電池在所述低cb值區(qū)的cb值滿足：0.5＜cb＜1；負(fù)極極片，所述低cb值區(qū)對(duì)應(yīng)的所述負(fù)極極片處單位面積內(nèi)的金屬元素的含量大于高cb值區(qū)對(duì)應(yīng)的所述負(fù)極極片處單位面積內(nèi)的所述金屬元素的含量；其中，所述鋰離子電池在所述高cb值區(qū)的cb值滿足：cb≥1；所述cb值為單位面積的負(fù)極活性物質(zhì)的容量與單位面積的正極活性物質(zhì)的容量的比值；所述金屬元素對(duì)應(yīng)的金屬離子的還原電位高于鋰離子的還原電位。

14、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述低cb值區(qū)對(duì)應(yīng)的所述負(fù)極極片的面積占所述負(fù)極極片的面積的百分比x滿足：0％＜x；可選地，0％＜x≤10％；可選地，0％＜x≤2％。

15、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述鋰離子電池在所述低cb值區(qū)處的cb值滿足：0.5＜cb＜1。

16、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述金屬元素包括mg、al、zn、sb中的至少一種。

17、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述鋰離子電池包括：電解液，所述電解液包括金屬離子，所述金屬離子為所述金屬元素對(duì)應(yīng)的離子。

18、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述金屬離子在所述電解液中的摩爾濃度c’滿足：0m≤c’＜0.2m。

19、第三方面，提供一種用電裝置，所述用電裝置包括第一方面任一可能的實(shí)現(xiàn)方式中的鋰離子電池和/或第二方面任一可能的實(shí)現(xiàn)方式中的鋰離子電池。

技術(shù)特征：

1.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池在所述低cb值區(qū)處的cb值滿足：0.5＜cb＜1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，其特征在于，所述金屬離子的還原電位φ(mn+/m)滿足：φ(mn+/m)+(rtlnc)/f≥φ(li+/li)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，其特征在于，所述金屬離子的還原電位φ(mn+/m)滿足：φ(mn+/m)+(rtlnc)/f≤3v?vs.li+/li。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，其特征在于，所述金屬離子在所述電解液中的摩爾濃度c滿足：0.001m≤c≤0.2m。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，其特征在于，所述金屬離子包括mg2+、al3+、zn2+、sb2+中的至少一種。

8.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池，其特征在于，所述低cb值區(qū)對(duì)應(yīng)的所述負(fù)極極片的面積占所述負(fù)極極片的面積的百分比x滿足：0％＜x；可選地，0％＜x≤10％；可選地，0％＜x≤2％。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池在所述低cb值區(qū)處的cb值滿足：0.5＜cb＜1。

11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，其特征在于，所述金屬元素包括mg、al、zn、sb中的至少一種。

12.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鋰離子電池，其特征在于，所述金屬離子在所述電解液中的摩爾濃度c’滿足：0≤c’＜0.2m。

14.一種用電裝置，其特征在于，所述用電裝置包括如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，和/或如權(quán)利要求8-13中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種鋰離子電池及用電裝置，該鋰離子電池包括電解液，該電解液包括金屬離子，該金屬離子的還原電位高于鋰離子的還原電位；低CB值區(qū)，該鋰離子在該低CB值區(qū)的CB值滿足：0＜CB＜1，CB值為單位面積的負(fù)極活性物質(zhì)的容量與單位面積的正極活性物質(zhì)的容量的比值。本申請(qǐng)?zhí)峁┑匿囯x子電池能夠有效改善低CB值區(qū)析鋰的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：吳凱,蔣昊,楊成龍,高靖宇,陳傲賽,張海明,喻鴻鋼,金海族,羅莉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2