电化学装置和电子装置制造方法及图纸

本申请涉及电化学装置和电子装置。具体而言，本申请提供一种电化学装置，其包括：负极极片，其包括负极集流体和骨架层，所述骨架层置于所述负极集流体上的中间区域，所述负极集流体上未被所述骨架层覆盖的区域设置有绝缘层；正极极片；和电解液，其包括基于所述电解液的总重量计约1wt％‑约40wt％的砜化合物、约1wt％‑约40wt％的磷化合物和约1wt％‑约70wt％的氟醚化合物。本申请的电化学装置具有优越的循环性能和安全性能。

【技术实现步骤摘要】
电化学装置和电子装置
本申请涉及储能领域，具体涉及电化学装置和电子装置，特别是锂金属电池。
技术介绍
随着消费电子类的产品如笔记本电脑、手机、掌上游戏机、平板电脑、移动电源和无人机等的普及，人们对其中的电化学装置(例如，电池)的要求越来越严格。例如，人们不仅要求电池轻便，而且还要求电池拥有高容量和长的工作寿命。在众多的电池中，锂金属电池凭借其具有能量密度高、安全性高、自放电低、无记忆效应、工作寿命长等突出优点已经在市场上占据主流地位。目前，如何进一步提升锂金属电池的循环性能已成锂金属电池领域的研发重点。有鉴于此，确有必要提供一种改进的电化学装置和电子装置。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种电化学装置和电子装置以在至少某种程度上解决至少一种存在于相关领域中的问题。在一个实施例中，本申请提供了一种电化学装置，其包括：负极极片，其包括负极集流体和骨架层，所述骨架层置于所述负极集流体上的中间区域，所述负极集流体上未被所述骨架层覆盖的区域设置有绝缘层；正极极片；和电解液，其包括基于所述电解液的总重量计约1wt％-约40wt％的砜化合物、约1wt％-约40wt％的磷化合物和约1wt％-约70wt％的氟醚化合物。根据本申请的一些实施例，所述砜化合物选自以下的一种或多种：其中：R1和R2各自独立地选自C6～26芳基、卤素、C1～12烷基、C2～12烯基和C1～12卤代烷基；并且R3选自氢、C6～26芳基、卤素、C1～12烷基和C1～12卤代烷基。根据本申请的一些实施例，所述磷化合物选自以下的一种或多种：其中：R4、R5和R6各自独立地选自C1～10烷基、C2～10烯基、C2～10炔基、C1～10卤代烷基、C2～10卤代烯基、C6～26芳基、C6～26卤代芳基和C1～10烷氧基。根据本申请的一些实施例，R4与R5连同其所连接的原子形成具有2-5个碳原子的环状磷酸酯。根据本申请的一些实施例，所述氟醚化合物选自以下的一种或多种：其中R7和R8各自独立地为C1～10卤代烷基或C2～10卤代烯基。根据本申请的一些实施例，所述骨架层选自以下的一种或多种：多孔碳、碳纳米管、碳纤维和中空碳球。根据本申请的一些实施例，所述骨架层距离所述负极集流体的边缘约0.5mm-约50mm。根据本申请的一些实施例，所述骨架层具有约30％-约95％的孔隙率。根据本申请的一些实施例，所述骨架层具有约10-2S/cm-约10-8S/cm的电导率。根据本申请的一些实施例，所述绝缘层的宽度为约0.5mm-约10mm。根据本申请的一些实施例，所述绝缘层由有机聚合物材料或无机材料形成，所述有机聚合物材料选自以下的一种或多种：聚酰亚胺、聚氟乙烯、聚醚醚酮、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，并且所述无机材料选自氧化铝、氢氧化铝和氮化硼中的一种或多种。根据本申请的一些实施例，所述电解液进一步包括基于所述电解液的总重量的约0.01wt％-约10wt％添加剂。根据本申请的一些实施例，所述添加剂选自以下的一种或多种：碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、四氟硼酸锂(LiBF4)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)、4-三氟代甲基碳酸乙烯酯、1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物(DTD)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、亚硫酸亚乙酯(ES)、碳酸亚乙烯酯(VC)、丁二酸酐(SA)、亚硫酸丙烯酯(PS)、丙烯基-1,3-磺酸内酯、双(三甲基硅基)硫酸酯、硝酸锂(LiNO3)、N-甲基,丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基,丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐、1,3-二噁烷、1,4-二氧六环中、1,2-双(氰乙氧基)乙烷、己二腈、1,3,5-戊三甲腈、反丁烯二腈和1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷。根据本申请的一些实施例，所述电解液包括0.1M-4M锂盐，所述锂盐选自以下的一种或多种：高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、六氟磷酸锂(LiPF6)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、四氟硼酸锂(LiPF4)、三氟甲基磺酸锂(LiTFA)和二氟磷酸锂(LiPO2F2)。在另一个实施例中，本申请提供一种电子装置，其包括根据本申请实施例所述的电化学装置。本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。附图说明在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附图以便于描述本申请的实施例。显而易见地，下文描述中的附图仅只是本申请中的部分实施例。对本领域技术人员而言，在不需要创造性劳动的前提下，依然可以根据这些附图中所例示的结构来获得其他实施例的附图。图1(a)展示了1MLiPF6/EC-EMC(w:w＝3/7)电解液体系的锂沉积形貌。图1(b)展示了本申请的电解液的锂沉积形貌。图2展示了本申请的一个负极极片的结构的侧视图。图3展示了本申请的另一个负极极片的结构的侧视图。图4展示了本申请的负极极片的结构的俯视图。图5展示了本申请的电化学装置的侧视图。具体实施方式本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。除非另外明确指明，本文使用的下述术语具有下文指出的含义。如本申请中所使用，术语“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。另外，有时在本申请中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。在具体实施方式及权利要求书中，由术语“一种或多种”连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的一种或多种”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的一种或多种”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。如本文所用，术语“烷基”预期是具有1至20个碳原子的直链饱和烃结构。“烷基”还预期是具有3至20个碳原子的支链或环状烃结构。例如，烷基可为1～20个碳原子的烷基、1～10个碳原子的烷基、1～5个碳原子的烷基、5～20个碳原子的烷基、5～15个碳原子的烷基或5～10个碳原子的烷基。当指定具有具体碳数的烷基时，预期涵盖具有该碳数的所有几何异构体；因此，例如，“丁基”意思是包括，但不限于，正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基和环丁基；“丙基”包括，但不限于，正丙基、异丙基和环丙基。烷基实例包括，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学装置，其包括：负极极片，其包括负极集流体和骨架层，所述骨架层置于所述负极集流体上的中间区域，所述负极集流体上未被所述骨架层覆盖的区域设置有绝缘层；正极极片；和电解液，其包括基于所述电解液的总重量计1wt％‑40wt％的砜化合物、1wt％‑40wt％的磷化合物和1wt％‑70wt％的氟醚化合物。

【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，其包括：负极极片，其包括负极集流体和骨架层，所述骨架层置于所述负极集流体上的中间区域，所述负极集流体上未被所述骨架层覆盖的区域设置有绝缘层；正极极片；和电解液，其包括基于所述电解液的总重量计1wt％-40wt％的砜化合物、1wt％-40wt％的磷化合物和1wt％-70wt％的氟醚化合物。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述砜化合物选自以下的一种或多种：其中：R1和R2各自独立地选自C6～26芳基、卤素、C1～12烷基、C2～12烯基和C1～12卤代烷基；并且R3选自氢、C6～26芳基、卤素、C1～12烷基和C1～12卤代烷基。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述磷化合物选自以下的一种或多种：其中：R4、R5和R6各自独立地选自C1～10烷基、C2～10烯基、C2～10炔基、C1～10卤代烷基、C2～10卤代烯基、C6～26芳基、C6～26卤代芳基和C1～10烷氧基。4.根据权利要求3所述的电化学装置，其中R4与R5连同其所连接的原子形成具有2-5个碳原子的环状磷酸酯。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述氟醚化合物选自以下的一种或多种：其中R7和R8各自独立地为C1～10卤代烷基或C2～10卤代烯基。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电化学装置，其中所述骨架层选自以下的一种或多种：多孔碳、碳纳米管、碳纤维和中空碳球。7.根据权利要求6所述的电化学装置，其中所述骨架层由以下的一种或多种元素掺杂：N、S、P和O。8.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述骨架层距离所述负极集流体的边缘0.5mm-50mm。9.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述骨架层具有30％-95％的孔隙率。10.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述骨架层具有10-2S/cm-10-8S/cm的电导率。11.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述绝缘层的宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：文倩，王斌，郑建明，徐帅，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35