[發(fā)明專利]電化學(xué)裝置和電子裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202180001912.9
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113366673B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王強
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞新能源科技有限公司;寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/48;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京天達(dá)共和律師事務(wù)所 11798
• 代理人: 李園;向偉

本申請?zhí)峁┝穗娀瘜W(xué)裝置和電子裝置。電化學(xué)裝置包括正極極片、負(fù)極極片和設(shè)置于正極極片和負(fù)極極片之間的隔離膜。正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層，正極活性材料層包括正極活性材料，正極活性材料包括鈷酸鋰。負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置在負(fù)極集流體上的負(fù)極活性材料層，負(fù)極活性材料層包括負(fù)極活性材料。電化學(xué)裝置滿足如下關(guān)系式：3≤100×(4.5?U)?10×(CB?1)≤10，CB＝(A’×B’×C’)/(A×B×C)。本申請的實施例通過提升電化學(xué)裝置的CB并且減小充電截止電壓U，減小負(fù)極活性材料層在充放電過程中的體積膨脹，防止正極電位的提升給正極活性材料帶來不利影響，進而提升電化學(xué)裝置的循環(huán)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電化學(xué)儲能領(lǐng)域，尤其涉及電化學(xué)裝置和電子裝置。

背景技術(shù)

隨著電化學(xué)裝置(例如，鋰離子電池)的發(fā)展和進步，對其循環(huán)性能和能量密度提出了越來越高的要求。目前，為了提升電化學(xué)裝置的能量密度，通常采用一些高克容量的負(fù)極活性材料(例如，硅基材料)，然而，高克容量的負(fù)極活性材料隨著循環(huán)的進行伴隨著顯著的體積膨脹，造成負(fù)極活性材料層的脫膜和粉化等問題，降低電化學(xué)裝置的循環(huán)性能。

因此，如何在確保電化學(xué)裝置的能量密度的同時，改善電化學(xué)裝置的循環(huán)性能，仍是丞待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的一些實施例提供了一種電化學(xué)裝置，電化學(xué)裝置包括正極極片、負(fù)極極片和設(shè)置于正極極片和負(fù)極極片之間的隔離膜。正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層，正極活性材料層包括正極活性材料，正極活性材料包括鈷酸鋰。負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置在負(fù)極集流體上的負(fù)極活性材料層，負(fù)極活性材料層包括負(fù)極活性材料。電化學(xué)裝置滿足如下關(guān)系式：

3≤100×(4.5-U)-10×(CB-1)≤10，

CB＝(A’×B’×C’)/(A×B×C)，

其中，A為正極活性材料的質(zhì)量占正極活性材料層的總質(zhì)量的百分含量，B為正極活性材料的克容量，單位為mAh/g，C為正極活性材料層的單位面積質(zhì)量，單位為mg/cm²，A’為負(fù)極活性材料的質(zhì)量占負(fù)極活性材料層的總質(zhì)量的百分含量，B’為負(fù)極活性材料的克容量，單位為mAh/g，C’為負(fù)極活性材料層的單位面積質(zhì)量，單位為mg/cm²，U為電化學(xué)裝置的充電截止電壓，單位為V。

在一些實施例中，3.5≤100×(4.5-U)-10×(CB-1)≤6。在一些實施例中，1.04≤CB≤2.0，4.3≤U4.5。在一些實施例中，0.17＜CB/U＜0.48。在一些實施例中，負(fù)極活性材料包括SiO_x、硅合金或硅碳復(fù)合物中的至少一種，其中0.3≤x≤1.5。在一些實施例中，電化學(xué)裝置還包括設(shè)置在負(fù)極集流體和負(fù)極活性材料層之間的導(dǎo)電層，導(dǎo)電層包括導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。在一些實施例中，導(dǎo)電劑包括炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯、碳納米管、碳纖維或碳納米線中的至少一種。

本申請的另一實施例提供了一種電化學(xué)裝置，電化學(xué)裝置包括正極極片、負(fù)極極片和設(shè)置于正極極片和負(fù)極極片之間的隔離膜。正極極片包括正極集流體和設(shè)置在正極集流體上的正極活性材料層，正極活性材料層包括正極活性材料，正極活性材料包括鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰中的至少一種。負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置在負(fù)極集流體上的負(fù)極活性材料層，負(fù)極活性材料層包括負(fù)極活性材料。電化學(xué)裝置滿足如下關(guān)系式：

4≤100×(4.49-U)-10×(CB-1)≤22，

CB＝(A’×B’×C’)/(A×B×C)，