[發明專利]電化學裝置和電子裝置

有效

• 申請號: 202110687683.2
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113421999B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 朱珊;關婷;吳飛
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/136;H01M4/36;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/0525;H01M10/44
• 代理公司: 北京天達共和律師事務所 11798
• 代理人: 李園;向偉

本申請提供了電化學裝置和電子裝置。電化學裝置包括極片，極片包括集流體、第一涂層和第二涂層。第一涂層設置在集流體和第二涂層之間。第二涂層包括第一活性材料。第一涂層的電阻為R1，第二涂層的電阻為R2，第一涂層的厚度為d，第二涂層的厚度為D，其中，R2*d/D＜R1且1.1≤R1/(R2*d/D)≤8。電化學裝置滿足如下特征：在充電過程中，以第一電流恒流充電至第一電壓，然后以小于第一電流的第二電流恒流充電至高于第一電壓的第二電壓，之后恒壓充電至截止電流。本申請在確保電化學裝置的安全性能的同時，能夠實現更快的充電，提升快充性能。

技術領域

本申請涉及電化學儲能領域，尤其涉及電化學裝置和電子裝置。

背景技術

隨著電化學儲能技術的發展，對電化學裝置(例如，鋰離子電池)的安全性能和快充性能提出了越來越高的要求。電化學裝置的安全性能和快充性能經常是存在一定的矛盾的，如何兼顧電化學裝置的安全性能和快充性能是期望解決的問題。

發明內容

本申請的實施例提供了一種電化學裝置，電化學裝置包括極片，極片包括集流體、第一涂層和第二涂層。第一涂層設置在集流體和第二涂層之間。第二涂層包括第一活性材料。第一涂層的電阻為R1，第二涂層的電阻為R2，第一涂層的厚度為d，第二涂層的厚度為D，其中，R2*d/D＜R1且1.1≤R1/(R2*d/D)≤8。電化學裝置滿足如下特征：在充電過程中，以第一電流恒流充電至第一電壓，然后以小于第一電流的第二電流恒流充電至高于第一電壓的第二電壓，之后恒壓充電至截止電流。

在一些實施例中，第一涂層的厚度大于0.5μm并且小于8μm。在一些實施例中，第二涂層的厚度大于20μm并且小于200μm。

在一些實施例中，極片為正極極片，第一涂層包括導電碳、陶瓷或第二活性材料中的至少一種以及第一粘結劑，第二活性材料的電導率低于第一活性材料的電導率。在一些實施例中，當第一涂層包括第二活性材料時，第一涂層中的第一粘結劑的質量含量為1％至10％；當第一涂層不包括第二活性材料時，第一涂層中的第一粘結劑的質量含量為30％至80％。在一些實施例中，第一粘結劑包括聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烴的共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚胺酯、氟化橡膠或聚乙烯醇中的至少一種。在一些實施例中，導電碳包括導電炭黑、碳納米管、導電石墨、石墨烯、乙炔黑或納米碳纖維中的至少一種。

在一些實施例中，極片是負極極片，第一涂層包括導電碳或陶瓷中的至少一種以及第二粘結劑。在一些實施例中，第一涂層中的第二粘結劑的質量含量為30％至80％。在一些實施例中，第二粘結劑包括聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烴的共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚胺酯、氟化橡膠或聚乙烯醇中的至少一種。在一些實施例中，導電碳包括導電炭黑、碳納米管、導電石墨、石墨烯、乙炔黑或納米碳纖維中的至少一種。

在一些實施例中，第一電壓為電化學裝置的荷電狀態為100％時的電壓，第二電壓和第一電壓之間的差小于等于500mV，第二電流與第一電流的比值大于0.5并且小于1。在一些實施例中，截止電流大于0.1C并且小于0.6C。

本申請的一些實施例提供了一種電子裝置，包括上述任一電化學裝置。

本申請的實施例通過使R2*d/D＜R1且1.1≤R1/(R2*d/D)≤8，能夠增大極片的整體阻抗，防止短路的發生，提升電化學裝置的安全性能。另外，通過采用新的充電方式，即以小于第一電流的第二電流恒流充電至高于第一電壓的第二電壓，之后恒壓充電至截止電流，有利于提升電化學裝置的充電速度。因此，本申請的技術方案在確保電化學裝置的安全性能的同時，能夠實現更快的充電，提升快充性能。

附圖說明

圖1示出了根據本申請的一些實施例的電化學裝置的極片10的沿著其寬度和厚度方向限定的平面截取的截面圖。

圖2和圖3示意性地示出了本申請的充電過程與常規的恒流恒壓充電過程的差異。