本技術屬于二次電池，具體涉及一種鋰離子二次電池和用電設備。

背景技術：

1、隨著科技的發(fā)展和市場需求的提升，鋰離子電池的應用領域日益擴大，從消費電子產(chǎn)品到電動汽車、儲能系統(tǒng)等領域，對電池性能的要求也越來越高。高電壓(≥4.55v)鋰離子電池電解液的開發(fā)背景主要源于對更高能量密度和安全性能的追求。

2、高電壓對電池材料特別是正極材料會產(chǎn)生較大的影響，過高的電壓可能會導致正極材料發(fā)生去鋰化(即li+的釋放)或結構崩塌，使得鋰離子的擴散路徑變得更加狹窄或者不穩(wěn)定，晶體結構的損傷會導致離子導電性降低，從而減少鋰離子的擴散速率；此外，高電壓也可能會引起電解液的分解，生成副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物不僅會導致電池性能下降，還可能在正極表面形成固態(tài)電解質(zhì)界面(cei)膜或阻礙離子傳導的薄膜，從而減緩鋰離子的擴散。

3、然而，鋰離子的擴散速率是影響電池性能的關鍵因素之一，因此，亟待開發(fā)一種能夠提高高電壓下鋰離子擴散速率鋰離子二次電池。

技術實現(xiàn)思路

1、因此，本技術要解決的技術問題在于現(xiàn)有技術中高電壓下鋰離子在正極活性材料中的擴散速率低，進而會影響電池的充放電性能和循環(huán)性能等缺陷，從而提供一種鋰離子二次電池和用電設備。

2、為此，本技術提供如下技術方案：

3、根據(jù)本技術的一個方面，提供一種鋰離子二次電池，包括正極片、負極片和電解液，

4、其中，所述正極片中包括正極活性材料，所述正極活性材料中摻雜有鈉元素，以所述正極活性材料的總質(zhì)量計，所述鈉元素的質(zhì)量百分含量為m2％，0.001≤m2≤1；

5、所述電解液中包括氟苯類化合物，以電解液的總質(zhì)量計，所述氟苯類化合物的質(zhì)量百分含量為m1％，2≤m1≤30。

6、在一些可選地實施方式中，電解液中所述氟苯類化合物的質(zhì)量百分含量與正極活性材料中鈉元素的質(zhì)量百分含量滿足：100≤m1/m2≤3000。

7、在一些可選地實施方式中，所述氟苯類化合物具有如下通式所示結構：

8、

9、其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6分別獨立地選自氫、鹵素、被鹵素取代或未被鹵素取代的c1-c20的烷烴基、被鹵素取代或未被鹵素取代的c1-c20的不飽和烯烴基、被鹵素取代或未被鹵素取代的c3-c20的環(huán)烷基、被鹵素取代或未被鹵素取代的苯基、被鹵素取代或未被鹵素取代的聯(lián)苯基、被鹵素取代或未被鹵素取代的c6-c26的苯烷基以及被鹵素取代或未被鹵素取代的c6-c26的稠環(huán)芳烴基中的任意一種，且r1、r2、r3、r4、r5、r6中至少有一個為f或含有f元素的基團；

10、優(yōu)選地，所述r1、r2、r3、r4、r5、r6分別獨立地選自氫、f、c1-c5的氟代烷烴基、c1-c5的氟代不飽和烯烴基中的任意一種；

11、優(yōu)選地，所述氟苯類化合物具有如下任一所示結構：

12、

13、在一些可選地實施方式中，所述正極活性材料中包括鈷酸鋰材料、三元單晶材料中的至少一種；

14、優(yōu)選地，所述正極活性材料中包括鈷酸鋰材料和三元單晶材料，以所述正極活性材料的總質(zhì)量計，所述三元單晶材料的質(zhì)量百分含量為20-40％；

15、和/或，所述正極活性材料的dv50為10-30μm，優(yōu)選地，所述三元單晶材料與鈷酸鋰材料的dv50之比為0.1-10；

16、和/或，所述正極活性材料中還含有第一元素，所述第一元素包括al、mg、ti、zr、nb、mo中的至少一種；

17、優(yōu)選地，以所述正極活性材料的總質(zhì)量計，所述第一元素的質(zhì)量百分含量為0.3％-3.5％。

18、在一些可選地實施方式中，所述電解液中還包括氟代碳酸乙烯酯類化合物，以電解液的總質(zhì)量計，所述氟代碳酸乙烯酯類化合物的質(zhì)量百分含量為m3％，5≤m3≤25；

19、優(yōu)選地，所述氟苯類化合物與氟代碳酸乙烯酯類化合物的質(zhì)量百分含量滿足：12≤m1+m3≤50；

20、優(yōu)選地，所述氟代碳酸乙烯酯類化合物包括氟代碳酸乙烯酯、雙氟代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、4,4,5,5-四氟-1,3-二氧戊環(huán)-2-酮中的至少一種。

21、在一些可選地實施方式中，所述負極片包括負極活性材料，所述負極活性材料中硅元素的質(zhì)量百分含量為m％，所述負極活性材料中硅元素的質(zhì)量百分含量與電解液中氟苯類化合物的質(zhì)量百分含量滿足：0.3≤m/m1≤5，3≤m≤30；

22、優(yōu)選地，所述負極活性材料包括人造石墨和硅碳材料；

23、優(yōu)選地，所述硅碳材料的粒徑dv50為dμm，5≤d≤30。

24、在一些可選地實施方式中，所述負極片表面設置有若干孔，所述孔的孔徑為d1μm，50≤d1≤500，和/或，所述孔的深度為d2μm，5≤d2≤45；和/或，兩個相鄰的孔中心間距為d3μm，100≤d3≤2000。

25、在一些可選地實施方式中，電池的cb值記為n/p，1.05≤n/p≤1.5；

26、優(yōu)選地，所述n/p與m1滿足：n/p≥m1/10。

27、根據(jù)本技術的又一方面，提供一種用電設備，包括上述的鋰離子二次電池。

28、本技術技術方案，具有如下優(yōu)點：

29、本技術提供的鋰離子二次電池，包括正極片、負極片和電解液，其中，所述正極片中包括正極活性材料，所述正極活性材料中摻雜有鈉元素，以所述正極活性材料的總質(zhì)量計，所述鈉元素的質(zhì)量百分含量為m2％，0.001≤m2≤1；所述電解液中包括氟苯類化合物，以電解液的總質(zhì)量計，所述氟苯類化合物的質(zhì)量百分含量為m1％，2≤m1≤30。本技術提供的鋰離子二次電池，通過在正極活性材料中摻雜鈉元素，配合在電解液中添加氟苯類化合物，能夠提高高電壓下鋰離子在正極材料中的擴散速率，使鋰離子二次電池具有較好的充放電性能和循環(huán)性能，特別是低溫與常溫循環(huán)性能。具體地，氟苯類化合物分子中的氟原子具有較強的電負性，且氟苯類化合物能夠降低電解液的表面張力，氟苯類化合物與鋰離子形成的復合物有助于加速鋰離子的擴散過程，這使得電解液更容易滲透到正極活性材料的孔隙和晶界中，從而加速鋰離子的擴散和遷移；此外，氟苯類化合物相比于羧酸酯類溶劑在電解液中的穩(wěn)定性較好，能夠保持電池的長時間穩(wěn)定性，這有助于減少電池在充放電過程中的性能衰減，延長電池的使用壽命。鈉元素(na+)摻雜到正極活性材料晶格中時，它會取代部分鋰元素(li+)的位置，由于鈉離子和鋰離子在半徑和電荷上的差異，這種取代會導致?lián)诫s后材料晶格結構的局部調(diào)整，這種調(diào)整使得氟苯類化合物和鋰離子形成的復合物在正極的晶格中的擴散通道變得更加寬敞和暢通，從而降低了鋰離子擴散的活化能，能夠更好的通過正極活性材料的孔隙和晶界，有效提高鋰離子在正極活性材料中的擴散和遷移；氟苯類化合物與鋰離子復合物中還包含一部分陰離子的基團(如雙(氟磺酰)亞胺陰離子(fsi-))，當復合物結構與正極活性材料表面摻雜的鈉離子接觸后，這種溶劑化層通過電靜吸引力將含有鋰離子的基團進一步遷移到正極活性材料中去，有效提高了電解液在正極活性材料表面的浸潤，加速鋰離子在正極活性材料中的擴散速率和動力學傳輸性能，提高電池的充放電性能和低溫/常溫循環(huán)性能。

30、本技術實施例的額外層面及優(yōu)點將部分地在后續(xù)說明中描述和顯示，或是經(jīng)由本技術實施例的實施而闡釋。