CN109273771B

CN109273771B - 二次电池

Info

Publication number: CN109273771B
Application number: CN201810953328.3A
Authority: CN
Inventors: 康蒙; 申玉良; 王家政; 何立兵
Original assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2021-04-27
Anticipated expiration: 2038-08-21
Also published as: CN109273771A

Abstract

本发明涉及一种二次电池。具体地，该二次电池包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述负极极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体至少一个表面上且含有负极活性材料的负极膜层，所述二次电池满足：0.12≤α/(β+γ)≤0.6，其中α表示电池的容量过量系数；β表示负极膜层的压实密度，单位g/cm³；γ表示负极膜层单位面积的电容量，单位mAh/cm²。该二次电池兼具高能量密度、快速充电和长循环寿命等特点。

Description

二次电池

技术领域

本发明属于电化学技术领域，更具体地说，本发明涉及一种二次电池。

背景技术

新能源汽车代表了世界汽车产业发展的方向。二次电池作为新型高电压、高能量密度的可充电电池，具有重量轻、能量密度高、无污染、无记忆效应、使用寿命长等突出特点，从而被广泛应用于新能源汽车。

然而，充电时间较长是限制新能源汽车快速普及的重要因素之一。从技术原理来说，负极对电池的快充性能影响较大，如果负极无法承受大电流充电，在快充时负极会有金属析出，同时在负极表面还会产生大量副产物，影响电池的循环寿命和安全性。

有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题、具有较高的充电速度同时又能保持较高能量密度和较长的循环寿命的二次电池。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种兼具高能量密度、快速充电和长循环寿命等特点的二次电池。

为实现上述发明目的，本发明提供一种二次电池，包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述负极极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体至少一个表面上且含有负极活性材料的负极膜层，其特征在于：所述二次电池满足下列公式：

0.12≤α/(β+γ)≤0.6

其中，

α表示电池的容量过量系数(无量纲)；

β表示负极膜层的压实密度，单位g/cm³；

γ表示负极膜层单位面积的电容量，单位mAh/cm²。

相对于现有技术，本发明至少包括如下所述的有益效果：

本发明在电池设计时，通过合理搭配正、负极膜层的电容量、负极膜层的压实密度等参数，使其满足特定关系式，可以使二次电池同时兼具良好的快充性能、良好的循环寿命和较高的能量密度。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的二次电池。

本发明的二次电池，包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述负极极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体至少一个表面上且含有负极活性材料的负极膜层，其特征在于：所述二次电池满足下列公式：

0.12≤α/(β+γ)≤0.6

其中，

α表示电池的容量过量系数(无量纲)；

β表示负极膜层的压实密度，单位g/cm³；

γ表示负极膜层单位面积的电容量，单位mAh/cm²。

发明人通过大量研究发现，负极活性材料、负极膜层及电池的许多设计参数对电池的循环性能和快充能力都有一定程度的影响。现有电池和极片的设计手段大多需要经历反复尝试，但这种尝试具有很大的不确定性，将对设计成本造成巨大浪费。

发明人通过大量实验，总结并提出了与电池设计相关的重要关系式α/(β+γ)，发现若该关系式满足特定取值范围要求时，所得电池可兼具良好的快充性能、良好的循环寿命和较高的能量密度。这将大大提升电池设计的有效性，节约研发所需的时间和成本。

优选地，所述二次电池满足：0.2≤α/(β+γ)≤0.4。

上面的关系式α/(β+γ)中，α表示电池的容量过量系数，即相同面积的正负极片正对时，负极膜层的电容量与正极膜层的电容量之比值，α＝负极膜层的电容量/正极膜层的电容量，无量纲；β表示负极膜层的压实密度，单位g/cm³；γ表示负极膜层单位面积的电容量，单位mAh/cm²。

以上关系式中，α表示负极极片相对正极极片容量的过量系数。电池充放电时，正极的活性离子脱出并嵌入到负极中，容量过量系数表示负极可接收的电容量与正极脱出的电容量之间的关系。一方面正极脱出的活性离子在负极表面会形成SEI膜，另一方面剩余的活性离子将嵌入负极材料之中。采用不同过量系数设计的电池，满充时，负极极片将处于不同的SOC态。过量系数越大，负极的SOC态越低，当负极极片处于较低SOC态时，其膨胀和副反应均较小，这将有助于电池的快充性能和寿命性能。但容量过量系数过大会导致电池能量密度过小，同时，在其它条件不变的情况下，负极极片厚度增加，不利于电池的快充性能。优选地，α的范围控制在0.8≤α≤2.0，更优选为1.0≤α≤1.3。

以上关系式中，β表示负极膜层的压实密度。正负极极片均是多孔电极，电池的充放电过程实际包含离子在多孔电极中的液相传导，故多孔电极中的孔道丰富程度将直接影响电池的快充和寿命性能。在其它条件相同的情况下，负极膜层的压实密度β越小，则其孔道结构越发达，越有利于活性离子的液相传导，尤其是在电池经历多次充放电反复膨胀的严苛条件下。但压实密度过小，会导致负极极片脱膜掉粉，充电时电子电导较差而产生析锂，影响电池的快充和寿命性能，同时也会降低电池的能量密度。优选地，β的范围控制在0.8g/cm³≤β≤2.0g/cm³，更优选为1.0g/cm³≤β≤1.6g/cm³。

以上关系式中，γ表示负极膜层单位面积的电容量，即表示电池满充时负极膜层单位面积上可接收的活性离子总量。电池设计容量相同，且使用某一固定倍率充电时，若电芯所用负极膜层单位面积的电容量越大，代表瞬时到达负极膜层表面单位面积上的活性离子数目越多，电池的快充性能和循环性能越差；但是，负极膜层单位面积的电容量越大，代表较小面积的负极膜层即可接受从正极脱出的全部活性离子，电池的能量密度越高。优选地，γ的范围控制在1mAh/cm²≤γ≤7mAh/cm²，更优选为2mAh/cm²≤γ≤5mAh/cm²。

以上分析仅基于每个参数单独存在时对电池的影响，但实际电池应用过程中，以上三个参数是相互关联，密不可分的。具体而言，在电池循环过程中，因为负极会不断膨胀，活性材料的容量也会不断损失，那么电池设计中的α、β和γ参数将一直处于动态变化，本发明给出的关系式将三者关联，三者共同影响电池的快充和循环性能，满足0.12≤α/(β+γ)≤0.6的电池将具有优异的快充和循环性能。若α/(β+γ)小于0.12或者大于0.6时，电池将会出现动力学恶化，循环变差。优选地，满足0.2≤α/(β+γ)≤0.4，此时电池综合性能更优。

为了综合考虑、改善电池的其它性能，通常将负极极片的其他参数控制在如下优选范围内：

通常，负极活性材料的平均粒径D50越大，负极活性材料的克容量越大，则负极膜层单位面积电容量γ越大，电池实际能量密度会越高，但电池的快充性能会越差。优选地，负极活性材料的平均粒径D50的范围为0.5μm≤D50≤20μm，进一步优选为3μm≤D50≤15μm。

通常，负极膜层单位面积涂膜重量CW越大，负极膜层单位面积电容量γ越大，电池实际能量密度会越高，但充放电时活性离子的液相传导阻抗会越大，电池的快充性能越差。优选地，所述负极膜层单位面积涂膜重量CW的范围为2mg/cm²≤CW≤18mg/cm²，进一步优选地，4mg/cm²≤CW≤10mg/cm²。

通常，当负极膜层单位面积涂布重量CW一定时，负极膜层的厚度L越大，则代表负极膜层的压实密度越小，越有利于充放电时活性离子的液相传导，电池的快充性能会越好，但电池实际能量密度会越低。优选地，负极集流体上的负极膜层厚度L的范围为0.01mm≤L≤0.3mm，进一步优选地，0.015mm≤L≤0.15mm。

本发明的负极膜层中使用的负极活性材料可以是本领域常用的各种负极活性材料，本发明对此并无特殊限制。例如，本发明的负极膜层中使用的负极活性材料可以是石墨材料、软炭、硬炭、碳纤维、中间相碳微球、硅基材料、锡基材料、钛酸锂中的一种或几种。

所述石墨材料可选自人造石墨、天然石墨中的至少一种。所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅合金中的一种或几种。所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物、锡合金中的一种或几种。

在一个优选实施方式中，所述负极活性材料包括石墨材料。其中所述石墨材料占所述负极活性材料总重量的百分比可以高于50％，优选地高于60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％，或为约100％。

另外，为了进一步提高负极活性材料的循环稳定性和/或快充性能，在负极活性材料表面进行包覆是最为常见和有效的方法。例如，负极活性材料的表面包覆层可以是软炭、硬炭、钛酸锂、硅基材料、导电碳、聚合物中的一种或多种。所述包覆材料含量占包覆后石墨材料的1％-20％，优选为1％-10％。

这些材料的制备方法是公知的，且可以通过商业途径获得。本领域技术人员可以根据实际使用环境做出恰当选择。

本说明书中涉及的各种参数具有本领域公知的通用含义，可以按本领域公知的方法进行测量。例如，可以按照在本发明的实施例中给出的方法进行测试。

本发明二次电池的构造和制备方法本身是公知的。通常，二次电池主要由正极极片、负极极片、隔离膜和电解液组成，正负极极片浸在电解液中，离子以电解液为介质在正负极之间运动，实现电池的充放电。为避免正负极通过电解液发生短路，需要用隔离膜将正负极极片分隔。二次电池的形态例如可以是以铝壳作为外壳，也可以是软包电池。

需要说明的是，本申请的电池可为锂离子电池、钠离子电池以及任何其它使用本发明的二次电池。

具体的，当电池为锂离子电池时：

正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面且包括正极活性物质的正极膜层，正极活性物质可选自锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、过渡金属磷酸盐、磷酸铁锂等，但本发明并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作锂离子电池正极活性物质的传统公知的材料。这些正极活性物质可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。优选地，正极活性材料可选自LiCoO₂、LiNiO₂、LiMnO₂、LiMn₂O₄、LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂(NCM333)、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(NCM523)、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)、LiNi_0.85Co_0.15Al_0.05O₂、LiFePO₄、LiMnPO₄中的一种或几种。

具体的，当电池为钠离子电池时：

正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面且包括正极活性物质的正极膜层，正极活性物质可选自钠铁复合氧化物(NaFeO₂)、钠钴复合氧化物(NaCoO₂)、钠铬复合氧化物(NaCrO₂)、钠锰复合氧化物(NaMnO₂)、钠镍复合氧化物(NaNiO₂)、钠镍钛复合氧化物(NaNi_1/2Ti_1/2O₂)、钠镍锰复合氧化物(NaNi_1/2Mn_1/2O₂)、钠铁锰复合氧化物(Na_2/3Fe_1/3Mn_2/3O₂)、钠镍钴锰复合氧化物(NaNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂)、钠铁磷酸化合物(NaFePO₄)、钠锰磷酸化合物(NaMnPO₄)、钠钴磷酸化合物(NaCoPO₄)、普鲁士蓝类材料、聚阴离子材料(磷酸盐、氟磷酸盐、焦磷酸盐、硫酸盐)等，但本申请并不限定于这些材料，本申请还可以使用其他可被用作钠离子电池正极活性物质的传统公知的材料。这些正极活性物质可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。

在本发明另一方面的电池中，隔离膜以及电解液的具体种类及组成均不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择。

具体地，所述隔离膜可选自聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜以及它们的多层复合膜。

当电池为锂离子电池时，作为非水电解液，通常使用在有机溶剂中溶解的锂盐溶液。锂盐例如是LiClO₄、LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、LiSbF₆等无机锂盐、或者LiCF₃SO₃、LiCF₃CO₂、Li₂C₂F₄(SO₃)₂、LiN(CF₃SO₂)₂、LiC(CF₃SO₂)₃、LiC_nF_2n+1SO₃(n≥2)等有机锂盐。非水电解液中使用的有机溶剂例如是碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸亚乙烯酯等环状碳酸酯，碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基乙酯等链状碳酸酯，丙酸甲酯等链状酯，γ-丁内酯等环状酯，二甲氧基乙烷、二乙醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚等链状醚，四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃等环状醚，乙腈、丙腈等腈类，或者这些溶剂的混合物。

以下，以锂离子二次电池为例来简要说明本发明的二次电池。

首先，按照本领域常规方法制备电池正极极片。本发明对于正极极片所使用的正极活性材料不进行限定。通常，在上述正极活性材料中，需要添加导电剂(例如碳黑等碳素材料)、粘结剂(例如PVDF)等。视需要，也可以添加其他添加剂，例如PTC热敏电阻材料等。通常将这些材料混合在一起分散于溶剂(例如NMP)中，搅拌均匀后均匀涂覆在正极集流体上，烘干后即得到正极极片。可以使用铝箔等金属箔或多孔金属板等材料作为正极集流体。优选使用铝箔。

本发明的负极极片可以采用本领域的公知方法进行制备。通常，将负极活性材料以及可选的导电剂(例如碳黑等碳素材料和金属颗粒等)、粘结剂(例如SBR)、其他可选添加剂(例如PTC热敏电阻材料)等材料混合在一起分散于溶剂(例如去离子水)中，搅拌均匀后均匀涂覆在负极集流体上，烘干后即得到含有负极膜层的负极极片。可以使用铜箔等金属箔或多孔金属板等材料作为负极集流体。优选使用铜箔。

值得注意的是，在制备正负极极片时，集流体可以双面涂布也可以单面涂布。当负极集流体双面涂布时，参数β、参数γ都是针对某个单面负极膜层测定的，且两个膜层中任意一个满足0.12≤α/(β+γ)≤0.6，即认为落入本发明的范围内。类似地，本文中负极膜层单位面积涂膜重量CW和负极膜层厚度L也是针对单面膜层测定的。

最后，将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将裸电芯置于外包装壳中，干燥后注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，获得二次电池。

与传统的二次电池相比，本发明可以允许二次电池在不降低循环寿命和/或能量密度的前提下，改善电池的快速充电性能。因此，对于新能源汽车等领域具有非常重要的意义。

以下结合实施例进一步说明本发明的有益效果。

实施例

为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例进一步详细描述本发明。但是，应当理解的是，本发明的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限制本发明，且本发明的实施例并不局限于说明书中给出的实施例。实施例中未注明具体实验条件或操作条件的按常规条件制作，或按材料供应商推荐的条件制作。

一、用于测试的电池的制备

实施例1-16和对比例1-8的电池均按照下述方法进行制备：

A)正极极片的制备：

将正极活性材料(成分详见表1)、导电剂(Super P)、粘结剂(PVDF)等按96∶2∶2比例进行混合，加入溶剂(NMP)，在真空搅拌机作用下搅拌至体系成均一透明状，获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆于正极集流体铝箔上；将涂覆有正极浆料的正极集流体在室温晾干后转移至烘箱干燥，然后经过冷压、分切等工序得到正极极片。

B)负极极片的制备：

将负极活性材料(成分详见表1)、导电剂(Super P)、CMC(羧甲基纤维素)、粘接剂(丁苯橡胶)按质量比94.5：1.5：1.5：2.5进行混合，与溶剂(去离子水)在真空搅拌机作用下混合均匀制备成负极浆料，将负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔上，将涂覆有负极浆料的负极集流体在室温晾干后转移至烘箱干燥，然后经过冷压、分切等工序得到负极极片。

C)电解液的制备：

将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按照体积比1∶1∶1进行混合，接着将充分干燥的锂盐LiPF₆按照1mol/L的比例溶解于混合有机溶剂中，配制成电解液。

D)隔离膜：

选用12微米的聚乙烯薄膜。

E)电池的组装：

将上述正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将裸电芯置于外包装壳中，将上述制备好的电解液注入到干燥后的裸电芯中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，获得锂离子二次电池。

二、参数的测定

测试1电池容量过量系数α

步骤1)：正极膜层的平均放电容量测试。取上述各实施例及对比例的正极极片，利用冲片模具获得正极膜层的小圆片。以金属锂片为对电极，Celgard膜为隔离膜，溶解有LiPF₆(1mol/L)的EC+DMC+DEC(体积比为1∶1∶1的碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯)的溶液为电解液，在氩气保护的手套箱中组装6个相同的CR2430型扣式电池。电池组装完后静置12h，在0.1C的充电电流下进行恒流充电，直到电压到达上限截止电压xV，然后保持电压xV进行恒压充电，直到电流为50uA，最后在0.1C的放电电流下进行恒流放电，直到电压到达下限截止电压yV，记录首次循环的放电容量。6个扣式电池放电容量的平均值即为正极膜层的平均放电容量。

本申请各实施例及对比例中：

当正极活性材料为磷酸铁锂(LFP)时，上限截止电压xV＝3.75V，下限截止电压yV＝2V。

当正极活性材料为锂镍钴锰氧化物(NCM523/NCM811)时，上限截止电压xV＝4.2V，下限截止电压yV＝2.8V。

步骤2)：负极膜层的平均充电容量测试。取上述各实施例及对比例的负极极片，利用冲片模具获得与上述步骤1)中正极小圆片面积相同且包含负极膜层的小圆片。以金属锂片为对电极，Celgard膜为隔离膜，溶解有LiPF₆(1mol/L)的EC+DMC+DEC(体积比为1∶1∶1的碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯)的溶液为电解液，在氩气保护的手套箱中组装6个CR2430型扣式电池。电池组装完后静置12h，在0.05C的放电电流下进行恒流放电，直到电压为5mV，然后再用50uA的放电电流进行恒流放电，直到电压为5mV，接着用10uA的放电电流进行恒流放电，直到电压为5mV。静止5分钟，最后在0.05C的充电电流下进行恒流充电，直到最终电压为2V，记录首次循环的充电容量。6个扣式电池充电容量的平均值即为负极膜层的平均充电容量。

步骤3)：根据α＝上述负极膜层的平均充电容量(mAh)/上述正极膜层的平均放电容量(mAh)，计算得出电池容量过量系数α。

测试2负极膜层的压实密度β(单位g/cm³)

步骤1)：分别通过标准天平称量负极膜层质量、通过直尺测量负极极片涂布面积，然后可计算负极膜层单位面积质量(g/cm²)。

步骤2)：根据负极膜层压实密度β＝负极膜层单位面积的质量(g/cm²)/负极膜层厚度(cm)，计算得出负极膜层压实密度β，其中负极膜层厚度可通过万分尺测量。

测试3负极膜层单位面积的电容量γ(单位mAh/cm²)

步骤1)：取上述测试1中“负极膜层的平均充电容量测试方法”测得的负极膜层的平均充电容量。使用卡尺测得扣式电池负极小圆片的直径d，再根据公式π*(0.5*d)²计算求得扣式电池负极小圆片的面积。

步骤2)：根据负极膜层单位面积的电容量γ＝负极膜层的平均充电容量(mAh)/负极小圆片的面积(cm²)，计算得出负极膜层单位面积电容量γ。

三、电池性能测试

将上述实施例1-16与对比例1-8按照下列方法测试各项电池性能。

1动力学性能测试

在25℃下，将实施例和对比例制备得到的锂离子电池以2.5C满充、以1C满放重复10次后，再将锂离子电池以3C满充，然后拆解出负极极片并观察负极极片表面的析锂情况。其中，负极表面析锂区域面积小于5％认为是轻微析锂，负极表面析锂区域面积为5％至40％认为是中度析锂，负极表面析锂区域面积大于40％认为是严重析锂。

2循环性能测试：

在25℃下，将实施例和对比例制备得到的锂离子电池以2C倍率充电、以1C倍率放电，进行满充满放循环测试，直至锂离子电池的容量衰减至初始容量的80％，记录循环次数。

3实际能量密度测试

在25℃下，将实施例和对比例制备得到的锂离子电池以1C倍率满充、以1C倍率满放，记录此时的实际放电能量；在25℃下，使用电子天平对该锂离子电池进行称重；锂离子电池1C实际放电能量与锂离子电池重量的比值即为锂离子电池的实际能量密度。

其中，实际能量密度小于预期能量密度的80％时，认为电池实际能量密度非常低；实际能量密度大于等于预期能量密度的80％且小于预期能量密度的95％时，认为电池实际能量密度偏低；实际能量密度大于等于预期能量密度的95％且小于预期能量密度的105％时，认为电池实际能量密度适中；实际能量密度大于等于预期能量密度的105％且小于预期能量密度的120％时，认为电池实际能量密度偏高；实际能量密度为预期能量密度的120％以上时，认为电池实际能量密度非常高。

四、各实施例、对比例测试结果

按照上述方法分别制备实施例1-16和对比例1-8的电池，并测量各项性能参数，结果见下表。

表1

从表1的测试结果可以看出：

实施例1-11和对比例1-2考察了以磷酸铁锂作为正极活性材料、石墨作为负极活性材料时，比值α/(β+γ)对于电池性能的影响。从这些实施例和对比例的数据可知：当0.12≤α/(β+γ)≤0.6时，电池同时具有良好的快充性能(快充测试中不析锂或仅轻微析锂)和循环性能(循环次数不少于2000次)。当α/(β+γ)>0.6或α/(β+γ)<0.12时，如对比例1、2所示，电池出现严重析锂且循环次数仅有几百次。实施例1、10、11的α/(β+γ)值接近临界值，它们在快充测试时表现出轻微析锂，且循环性能较好(循环次数高于2000次)。另外，从实施例3-7可以看出，当满足0.2≤α/(β+γ)≤0.4时，电池无析锂，循环寿命优异(循环次数高于4000次)，且实际能量密度适中，电池综合性能最佳。因此，为了保证电池快充性能和循环性能，必须确保0.12≤α/(β+γ)≤0.6；尤其是0.2≤α/(β+γ)≤0.4时，性能最佳。

实施例12-16和对比例3-8考察了不同的正极活性材料、负极活性材料组合时，比值α/(β+γ)对于电池性能的影响。从这些实验数据可以看出，本发明提出的公式α/(β+γ)广泛地适用于各种不同的正极、负极活性材料组合；当0.12≤α/(β+γ)≤0.6时，电池同时具有良好的快充性能和循环性能；尤其是0.2≤α/(β+γ)≤0.4时，性能最佳。例如，实施例15和对比例3-4考察了以石墨作为负极活性材料、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(NCM523)作为正极活性材料时，比值α/(β+γ)对于电池性能的影响。实施例15和对比例3-4实验结果表明，上述结论仍然成立，即为了保证电池快充性能和循环性能，必须确保0.12≤α/(β+γ)≤0.6；尤其是0.2≤α/(β+γ)≤0.4时，性能最佳。同样地，实施例14跟对比例5-6的对比、实施例16跟对比例7-8的对比，仍然得到了相同结论。

还需补充说明的是，根据上述说明书的揭示和指导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实方式，对本发明的一些修改和变更也落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种二次电池，包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述负极极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体至少一个表面上且含有负极活性材料的负极膜层，其特征在于：所述负极活性材料包括石墨，且所述二次电池满足1.0≤α≤1.3，1.2g/cm³≤β≤1.5g/cm³且0.256≤α/(β+γ)≤0.4；其中，

α表示电池的容量过量系数，即相同面积的正负极片正对时，负极膜层的电容量与正极膜层的电容量之比值，无量纲；

β表示负极膜层的压实密度，单位g/cm³；

γ表示负极膜层单位面积的电容量，单位mAh/cm²。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述二次电池满足0.256≤α/(β+γ)≤0.359。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述参数γ的范围为2mAh/cm²≤γ≤3.8mAh/cm²。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述负极膜层厚度L满足0.015mm≤L≤0.15mm。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述负极膜层单位面积涂膜重量CW的范围为4mg/cm²≤CW≤10mg/cm²。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述负极活性材料的平均粒径D50的范围为3μm≤D50≤15μm。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述负极活性材料还包括软炭、硬炭、碳纤维、中间相碳微球、硅基材料、锡基材料中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面且包括正极活性物质的正极膜层，所述正极活性材料选自锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、磷酸铁锂中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述参数α的范围为1.1≤α≤1.2。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述参数β的范围为1.4g/cm³≤β≤1.5g/cm³。

11.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于：所述参数γ的范围为2mAh/cm²≤γ≤3mAh/cm²。