[發(fā)明專利]電化學(xué)裝置和電子裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210351971.5
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN114824439A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張飛
• 申請（專利權(quán)）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525
• 代理公司: 北京天達(dá)共和律師事務(wù)所 11798
• 代理人: 向偉

本申請?zhí)峁┮环N電化學(xué)裝置和電子裝置，其中，一種電化學(xué)裝置，包括：正極、負(fù)極、隔離膜和電解液；正極包括：正極集流體和設(shè)置在正極集流體至少一個表面上的正極活性物質(zhì)層，正極活性物質(zhì)層包括：正極活性物質(zhì)，正極活性物質(zhì)層的體積為V1cm³，正極活性物質(zhì)的真體積為V2cm³，0.8≤V2/V1≤0.92。本申請一些實施例中，正極活性物質(zhì)層具有較高的堆積效率和密度，在體積一定的情況下可以存儲更多的能量，并減少電解液與正極活性物質(zhì)的浸潤空間，從而減少在高電壓高溫情況下正極材料與電解液之間的反應(yīng)，能夠改善電化學(xué)裝置在高電壓高溫下的循環(huán)性能和低溫放電性能。

本申請是2021年03月05日提交的申請?zhí)枮?02110242963.2，發(fā)明名稱為“電化學(xué)裝置和電子裝置”的發(fā)明專利的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電化學(xué)裝置和電子裝置。

背景技術(shù)

電化學(xué)裝置(例如鋰離子電池)被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，隨著社會的進(jìn)步，人們對電化學(xué)裝置的能量密度提出了更高的要求。

一些技術(shù)中，人們嘗試通過提高電壓以放出更多的能量，從而提高電化學(xué)裝置的能量密度，然而，在高電壓體系下電化學(xué)裝置遇到了一系列新的技術(shù)瓶頸，以正極材料為鈷酸鋰的鋰離子電池為例，一方面，當(dāng)鋰離子電池低溫放電性能優(yōu)良時，高溫循環(huán)性能會下降；當(dāng)高溫循環(huán)性能有所提升時，低溫放電性能有所下降，在高溫循環(huán)性能和低溫放電性能之間很難平衡。另一方面，在高電壓體系下，鈷酸鋰表面表現(xiàn)出強(qiáng)氧化能力，容易與電解液發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致正極活性物質(zhì)與電解液之間的界面關(guān)系不佳，而在處理界面關(guān)系的問題時，既需要平衡低溫下的放電性能，還需要保證高溫下的循環(huán)性能，問題不易解決。

一些相關(guān)技術(shù)中，通過對正極活性物質(zhì)的表面采用金屬氧化物或其他材料進(jìn)行包覆修飾嘗試解決上述問題，但是包覆物質(zhì)會對鋰離子的傳輸造成一定的阻礙作用，導(dǎo)致直流電阻(DCR，Directive Current Resistance)增加，倍率性能也會降低，并且鋰離子電池的高低溫放電性能也會造成劣化。

因此，如何使電化學(xué)裝置同時具有良好的高溫循環(huán)性能和低溫放電性能是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁╇娀瘜W(xué)裝置和電子裝置，能夠在提高能量密度的同時，減少正極活性物質(zhì)的表面與電解液的反應(yīng)，改善電化學(xué)裝置在高電壓高溫下的循環(huán)性能和低溫放電性能。

本申請在一些實施例中提出一種電化學(xué)裝置，包括：正極、負(fù)極、隔離膜和電解液；正極包括：正極集流體和設(shè)置在正極集流體至少一個表面上的正極活性物質(zhì)層，正極活性物質(zhì)層包括：正極活性物質(zhì)，正極活性物質(zhì)層的體積為V1 cm³，正極活性物質(zhì)的真體積為V2cm³，0.8≤V2/V1≤0.92。

在一些實施例中，電解液進(jìn)一步包含腈類化合物或羧酸酯化合物中的至少一種，腈類化合物占電解液總質(zhì)量的m，滿足0.5≤m％≤10，羧酸酯化合物占電解液總質(zhì)量的n，12≤n％≤40。

在一些實施例中，滿足0.006≤m/(V2/V1)≤0.095。

在一些實施例中，滿足0.16≤n/(V2/V1)≤0.5。

在一些實施例中，腈類化合物包括：1,3,6-己三甲腈、丁二腈、己二腈、辛二腈、戊二腈、癸二腈、乙二醇二乙氰醚、1,3,5-戊三甲腈、對甲基苯甲腈、2,2-二氟丁二腈、三氰基苯、反式丁烯二腈或反式己烯二腈中的至少一種；和/或，羧酸酯化合物包括：乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯或丙酸戊酯或丁酸丙酯中的至少一種。