[發(fā)明專利]電化學(xué)裝置及包含其的電子裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010177667.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN111342135B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 栗文強(qiáng);管明明;鄭建明;鄭湘嶺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0567
• 分類號(hào): H01M10/0567;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/058;H01M10/42
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 蕭輔寬

本申請(qǐng)涉及一種電化學(xué)裝置。本申請(qǐng)的電化學(xué)裝置包含正極、負(fù)極和電解液，其中電解液包含具有特定結(jié)構(gòu)的磷酸酐官能團(tuán)的陰離子。通過在電解液中添加上述陰離子，可以同時(shí)改善并兼顧電化學(xué)裝置的低溫放電性能和高溫存儲(chǔ)性能，并且改善電化學(xué)裝置在常溫和高溫下的循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電化學(xué)裝置及包含其的電子裝置。

背景技術(shù)

隨著智能產(chǎn)品的普及和應(yīng)用，人們對(duì)手機(jī)、筆記本電腦、相機(jī)等電子產(chǎn)品的需求逐年增加，而電化學(xué)裝置作為電子產(chǎn)品的電源在我們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜絹碓街匾慕巧?。其中，鋰離子電池憑借其具有比能量大、工作電壓高、自放電率低、體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)而在消費(fèi)電子領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。

然而，隨著電化學(xué)裝置在電動(dòng)汽車、可移動(dòng)電子設(shè)備和無人機(jī)中的廣泛應(yīng)用，人們不僅要求電化學(xué)裝置在常溫環(huán)境下能夠正常工作，還要求電化學(xué)裝置在惡劣環(huán)境下也能夠安全使用。例如，如何確保電化學(xué)裝置在極端低溫條件下能夠正常使用而不會(huì)導(dǎo)致電子產(chǎn)品瞬間斷電，如何降低電化學(xué)裝置在高溫條件下發(fā)生鼓脹的風(fēng)險(xiǎn)從而確保電子產(chǎn)品在高溫環(huán)境下的安全使用，以及如何使電化學(xué)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)大倍率充放電等問題急需得到解決。此外，現(xiàn)有技術(shù)在致力于確保低溫環(huán)境下電化學(xué)裝置正常使用的同時(shí)，是無法兼顧到電化學(xué)裝置在高溫環(huán)境下的電化學(xué)性能的。因此，如何使得電化學(xué)裝置在高溫和低溫的環(huán)境下均兼顧有優(yōu)異的電化學(xué)性能也是人們需要考慮和解決的一個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容

至少為了解決上述問題，本申請(qǐng)?jiān)陔娀瘜W(xué)裝置的電解液中引入了具有磷酸酐官能團(tuán)的陰離子。首先，通過利用磷酸酐官能團(tuán)中磷氧雙鍵(P＝O鍵)的富電子特性，能夠促使鋰離子的快速傳輸，從而改善電化學(xué)裝置的倍率性能以及其在低溫下的放電性能。其次，通過利用磷酸酐官能團(tuán)的橋聯(lián)結(jié)構(gòu)和陰離子所帶的負(fù)電荷，有助于在正極定向形成保護(hù)膜，從而改善電化學(xué)裝置的循環(huán)穩(wěn)定性和高溫存儲(chǔ)性能。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)層面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電化學(xué)裝置，包括：正極，所述正極包括正極集流體和正極活性材料層，所述正極活性材料層包含正極活性材料；負(fù)極，所述負(fù)極包括負(fù)極集流體和負(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；和電解液，所述電解液包括鋰離子和式I表示的陰離子：

其中，n為0-5范圍內(nèi)的整數(shù)；

R¹選自經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C₁-C₁₂烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C₂-C₁₂烯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C₆-C₂₀芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C₁-C₁₂烴氧基，其中經(jīng)取代時(shí)，所述取代基獨(dú)立地選自硅烷基、硅氧烷基、氨基、醚基、酯基、羧基、磺酸基、巰基、氰基、鹵素或其組合。

根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，其中所述式I表示的陰離子包含：

中的至少一種；

根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，基于所述電解液的總重量，所述式I表示的陰離子的質(zhì)量百分含量為0.001％至7％。

根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述電解液中進(jìn)一步包括氟代碳酸酯、氟代羧酸酯、含硫添加劑、含腈添加劑或鋰鹽添加劑中的一種或多種。

根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，其中所述氟代碳酸酯包括3,3,3-三氟碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、2,2,3,3-四氟丙基碳酸甲酯、2,2,3,3,3-五氟丙基碳酸乙酯、二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯、二(2-氟乙基)碳酸酯、三氟甲基碳酸酯或雙氟碳酸乙烯酯中的至少一種。

根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，基于所述電解液的總重量，所述氟代碳酸酯的含量為0.01％至20％。