[發明專利]一種電化學裝置和電子裝置

有效

• 申請號: 202310932496.5
• 申請日: 2023-07-27
• 公開（公告）號: CN116666646B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 池金鋒
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/70;H01M10/0564;H01M10/0525
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 劉繼富;王春偉

本申請提供了一種電化學裝置和電子裝置，電化學裝置包括卷繞式電極組件和電解液，卷繞式電極組件包括正極極片、負極極片和隔膜，隔膜設置在正極極片和負極極片之間，正極極片包括正極集流體和位于正極集流體表面的正極材料層，負極極片包括負極集流體和位于負極集流體表面的負極材料層；其中，正極集流體為鋁箔，正極集流體的厚度為Ha?μm，正極集流體的抗拉強度為Ta?MPa，負極集流體為銅箔，負極集流體的厚度為Hc?μm，負極集流體的抗拉強度為Tc?MPa，電解液的電導率為S?mS/cm，滿足：1.6≤Ta×Ha/(Tc×Hc)+0.1S≤3。通過上述設置，可以提高電化學裝置的安全性能。

技術領域

本申請涉及電化學領域，具體涉及一種電化學裝置和電子裝置。

背景技術

電化學裝置（例如鋰離子電池）具有比能量密度大、循環壽命長、標稱電壓高、自放電率低、體積小、重量輕等許多優點，在消費電子領域具有廣泛的應用。

鋰離子電池制備過程中，電極極片在熱壓工序受壓后，可能會因局部斷裂產生金屬毛刺。另外，鋰離子電池在外力作用下，例如在安全測試過程中受到擠壓后結構發生破壞，也容易產生金屬毛刺。上述金屬毛刺容易影響鋰離子電池的安全性能。

發明內容

本申請的目的在于提供一種電化學裝置和電子裝置，以改善電化學裝置的安全性能。

需要說明的是，本申請的發明內容中，以鋰離子電池作為電化學裝置的例子來解釋本申請，但是本申請的電化學裝置并不僅限于鋰離子電池。具體技術方案如下：

本申請的第一方面提供了一種電化學裝置，其包括卷繞式電極組件和電解液，其中，卷繞式電極組件包括正極極片、負極極片和隔膜，隔膜設置在正極極片和負極極片之間，正極極片包括正極集流體和位于正極集流體表面的正極材料層，負極極片包括負極集流體和位于負極集流體表面的負極材料層；其中，正極集流體為鋁箔，正極集流體的厚度為Ha?μm，正極集流體的抗拉強度為Ta?MPa，負極集流體為銅箔，負極集流體的厚度為Hc?μm，負極集流體的抗拉強度為Tc?MPa，電解液的電導率為S?mS/cm，滿足：1.6≤Ta×Ha/(Tc×Hc)+0.1S≤3。通過選擇上述范圍內的集流體，同時調控Ta×Ha/(Tc×Hc)+0.1S的值在上述范圍內，能夠降低正極極片出現毛刺的概率，同時能夠鈍化電化學裝置在外力作用下所產生的金屬毛刺，降低電化學裝置因金屬毛刺發生安全問題的風險，從而提高電化學裝置的安全性能。

在本申請的一些實施方案中，正極集流體鋁箔的純度≥99%，9≤Ha≤20，150≤Ta≤300。通過調控鋁箔的純度、Ha和Ta的值在上述范圍內，有利于提高電化學裝置的安全性能。

在本申請的一些實施方案中，負極集流體銅箔的純度≥98%，4≤Hc≤16，400≤Tc≤600。通過調控銅箔的純度、Hc和Tc的值在上述范圍內，有利于提高電化學裝置的安全性能。

在本申請的一些實施方案中，電解液包含鋰鹽、非水有機溶劑和醚腈化合物，基于電解液的質量，醚腈化合物的質量百分含量C為0.01%至8%，優選為1%至3%。通過調控醚腈化合物的質量百分含量在上述范圍內，有利于提高電化學裝置的安全性能。

在本申請的一些實施方案中，醚腈化合物包括乙二醇雙（丙腈）醚、丙三醇三（丙腈）醚、丙二醇雙（丙腈）醚或聚乙烯乙烯醇-β-丙腈醚中的至少一種。通過選擇上述范圍內的醚腈化合物，有利于提高電化學裝置的安全性能。

在本申請的一些實施方案中，醚腈化合物含量與集流體滿足：0.07≤Ha/Ta+0.2C≤1.5。通過調控Ha/Ta+0.2C的值在上述范圍內，有利于提高電化學裝置的安全性能。

在本申請的一些實施方案中，5≤S≤14。通過調控S的值在上述范圍內，有利于提高電化學裝置的循環性能和存儲性能。