本申请涉及一种电化学装置及包含其的电子装置。具体而言，本申请提供一种电化学装置，包括正极、负极以及电解液，其中所述负极具有在负极集流体上的负极合剂层，所述负极合剂层包含碳材料作为负极活性材料，并且在所述负极合剂层的表面或所述碳材料表面的至少一部分上包括具有Si‑C和Si‑O键的高分子化合物。本申请的电化学装置具有改进的循环性能和存储性能。
Electrochemical devices and electronic devices including them
【技术实现步骤摘要】
电化学装置及包含其的电子装置
本申请涉及储能领域，具体涉及一种电化学装置及包含其的电子装置，特别是锂离子电池。
技术介绍
随着技术的发展和对移动装置的需求的增加，人们对电化学装置(例如，锂离子电池)的需求显著增加。同时具有高能量密度以及优异的寿命和循环特性的锂离子电池是研究方向之一。锂离子电池的理论容量可随着负极活性物质的种类而变化。随着循环的进行，锂离子电池通常会产生充电/放电容量降低的现象，使锂离子电池的性能劣化。近年来，在锂离子电池制造中，为了降低环境负担等，使用水性介质作为分散介质的水性浆料组合物得到越来越多的关注，但水性浆料会因为浆料组合物中气泡的存在导致活性物质层中产生多个针孔、凹坑等缺陷，从而影响电化学装置的循环和高温存储性能。有鉴于此，确有必要提供一种改进的、具有高功率特性和高安全性能的电化学装置及包含其的电子装置。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种电化学装置及包含其的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。在本申请的一方面，本申请提供了一种电化学装置，包括包括正极；负极；以及电解液，其中所述负极具有在负极集流体上的负极合剂层，所述负极合剂层包含碳材料作为负极活性材料，并且在所述负极合剂层的表面或所述碳材料表面的至少一部分上包括具有Si-C和Si-O键的高分子化合物。根据本申请的一些实施例，所述具有Si-C和Si-O键的高分子化合物具有以下特征中的至少一者：(a)包括聚醚硅氧烷；(b)氧化电位不小于4.5V，且还原电位不大于0.5V；(c)含0.1wt％所述具有Si-C和Si-O键的高分子化合物的水溶液的表面张力不大于30mN/m。根据本申请的一些实施例，基于所述负极合剂层的总重量，所述具有Si-C和Si-O键的高分子化合物的含量为3000ppm以下。根据本申请的一些实施例，所述碳材料具有以下特征中的至少一者：(a)小于5m2/g的比表面积；(b)5μm至30μm的中值粒径；(c)表面具有无定形碳。根据本申请的一些实施例，所述负极合剂层具有以下特征中的至少一者：(a)厚度不大于200μm；(b)具有10％至60％的孔隙率；(c)使直径15mm、重量12克的球落到所述负极合剂层上时，使所述负极合剂层产生裂纹的球的最小高度为50cm以上。根据本申请的一些实施例，所述电解液包括以下化合物中的至少一种：(a)丙酸酯；(b)具有氰基的有机化合物；(c)二氟磷酸锂；和(d)式1化合物：其中：W选自L选自单键或亚甲基；m为1至4的整数；n为0至2的整数；且p为0至6的整数。根据本申请的一些实施例，所述电解液包括所述式1化合物，且所述式1化合物选自以下的至少一种：m为1至4的整数；n为0至2的整数；且p为0至6的整数。根据本申请的一些实施例，所述电解液包括所述丙酸酯，且所述丙酸酯具有式2：其中：R1选自乙基或卤代乙基，R2选自C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；且基于所述电解液重量，所述丙酸酯含量为10wt％-65wt％。根据本申请的一些实施例，所述丙酸酯选自丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯或丙酸戊酯中的至少一种。根据本申请的一些实施例，所述具有氰基的有机化合物选自以下中的至少一种：丁二腈、戊二腈、己二腈、1,5-二氰基戊烷、1,6-二氰基己烷、四甲基丁二腈、2-甲基戊二腈、2,4-二甲基戊二腈、2,2,4,4-四甲基戊二腈、1,4-二氰基戊烷、1,4-二氰基戊烷、1,2-二氰基苯、1,3-二氰基苯、1,4-二氰基苯、乙二醇双(丙腈)醚、3,5-二氧杂-庚二腈、1,4-二(氰基乙氧基)丁烷、二乙二醇二(2-氰基乙基)醚、三乙二醇二(2-氰基乙基)醚、四乙二醇二(2-氰基乙基)醚、1,3-二(2-氰基乙氧基)丙烷、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、1,5-二(2-氰基乙氧基)戊烷、乙二醇二(4-氰基丁基)醚、1,4-二氰基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-乙基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二乙基-2-丁烯、1,6-二氰基-3-己烯、1,6-二氰基-2-甲基-3-己烯、1,3,5-戊三甲腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己三甲腈、1,2,6-己三甲腈、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷、1,2,4-三(2-氰基乙氧基)丁烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亚甲基)乙烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亚甲基)丙烷、3-甲基-1,3,5-三(氰基乙氧基)戊烷、1,2,7-三(氰基乙氧基)庚烷、1,2,6-三(氰基乙氧基)己烷和1,2,5-三(氰基乙氧基)戊烷；并且基于所述电解液的总重量，所述具有氰基的有机化合物的含量为0.1wt％至15wt％。在本申请的另一方面，本申请提供一种电子装置，其包括根据本申请的电化学装置。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。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。在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”或其他相似术语所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中的至少一者”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中的至少一者”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。术语“中的至少一种”具有与术语“中的至少一者”相同的含义。如本文中所使用，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。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”意思是包括正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基和环丁基；“丙基”包括正丙基、异丙基和环丙基。烷基实例包括，但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环戊基、甲基环戊基、乙基环戊基、正己基、异己基、环己基、正庚基、辛基、环丙基、环丁基、降冰片基等。如本文中所使用，术语“卤代”是指经属于元素周期表的第17族的稳定原子(例如氟、氯、溴或碘)取代。电化学装置(例如，锂离子电池)的理论容量可随着负极活性物质的种类而变化。随着循环的进行，电化学装置通常会产生充电/放电容量降低的现象。这是因为电化学装置在充电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电化学装置，包括：/n正极；/n负极；以及/n电解液，/n其中所述负极具有在负极集流体上的负极合剂层，所述负极合剂层包含碳材料作为负极活性材料，并且在所述负极合剂层的表面或所述碳材料表面的至少一部分上包括具有Si-C和Si-O键的高分子化合物。/n
【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，包括：
正极；
负极；以及
电解液，
其中所述负极具有在负极集流体上的负极合剂层，所述负极合剂层包含碳材料作为负极活性材料，并且在所述负极合剂层的表面或所述碳材料表面的至少一部分上包括具有Si-C和Si-O键的高分子化合物。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述具有Si-C和Si-O键的高分子化合物具有以下特征中的至少一者：
(a)包括聚醚硅氧烷；
(b)氧化电位不小于4.5V，且还原电位不大于0.5V；
(c)含0.1wt％所述具有Si-C和Si-O键的高分子化合物的水溶液的表面张力不大于30mN/m。
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中基于所述负极合剂层的总重量，所述具有Si-C和Si-O键的高分子化合物的含量为3000ppm以下。
4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述碳材料具有以下特征中的至少一者：
(a)小于5m2/g的比表面积；
(b)5μm至30μm的中值粒径；
(c)表面具有无定形碳。
5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述负极合剂层具有以下特征中的至少一者：
(a)厚度不大于200μm；
(b)具有10％至60％的孔隙率；
(c)使直径15mm、重量12克的球落到所述负极合剂层上时，使所述负极合剂层产生裂纹的球的最小高度为50cm以上。
6.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电解液包括以下化合物中的至少一种：
(a)丙酸酯；
(b)具有氰基的有机化合物；
(c)二氟磷酸锂；和
(d)式1化合物：
其中：
W选自
L选自单键或亚甲基；
m为1至4的整数；
n为0至2的整数；且
p为0至6的整数。
7.根据权利要求6所述的电化学装置，其中所述电解液包括所述式1化合物，且所述式1化合物选自以下的至少一种：
m为1至4的整数；
n为0至2的整数；...
【专利技术属性】
技术研发人员：王可飞，张青文，戴振，王莹莹，
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
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