电化学装置和电子装置制造方法及图纸

本申请涉及一种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：正极、负极和电解液，所述负极包括负极集流体和形成在所述负极集流体上的负极活性物质层，其中所述负极集流体具有高拉伸强度，所述负极活性物质层具有特定的重量。本申请的电化学装置具有改进的高温存储膨胀性能和循环膨胀性能。

【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，具体涉及一种电化学装置和电子装置，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需求的增加，人们对电化学装置(例如，锂离子电池)续航时间需求也不断增加。在提升锂离子电池的续航时间的同时，对锂离子电池的性能提出了更高的要求，尤其是锂离子电池的高温存储膨胀性能和循环膨胀性能。有鉴于此，确有必要提供一种具有改进的性能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具有改进的高温存储膨胀性能和循环膨胀性能的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。在本申请的一方面，本申请提供了一种电化学装置，其包括：正极、负极和电解液，所述负极包括负极集流体和形成在所述负极集流体上的负极活性物质层，其中：所述负极集流体的拉伸强度为FN/mm2，F为400以上，所述负极活性物质层的每单位面积的重量为Wmg/cm2，W在3至12的范围内。根据本申请的实施例，所述负极集流体包括铜元素。根据本申请的实施例，所述负极集流体包含第一金属，所述第一金属包括银或锡的至少一种，基于所述负极集流体的重量，所述第一金属的含量为a％，a在0.01至0.5的范围内。根据本申请的实施例，所述负极集流体进一步包括至少一种稀土元素。根据本申请的实施例，F与a满足：4≤F×a≤200。根据本申请的实施例，F与W满足：100/3≤F/W≤200。根据本申请的实施例，所述负极活性物质层的密度为Dg/cm3，D在1.4至2.0的范围内，F与D满足：560≤F×D≤1200。根据本申请的实施例，所述负极集流体具有以下特征中的至少一者：1)平均表面粗糙度为0.05μm至1.5μm；2)0.2％耐力为30N/mm2以上；3)厚度为1μm至100μm。根据本申请的实施例，所述负极活性物质层具有以下特征中的至少一者：a)波长在550nm下的反射率Ra为7％至15％；b)孔隙率Pa为20％至40％。根据本申请的实施例，所述电解液包括以下化合物中的至少一种：i.丙酸酯；ii.具有氰基的化合物；iii.二氟磷酸锂；或iv.式1化合物：其中：W为L各自独立地为单键或亚甲基，且同一环结构中的两个L不同时为单键；m为1、2、3或4；n为0、1或2。根据本申请的实施例，所述式1化合物包括以下化合物中的至少一种：根据本申请的实施例，基于所述电解液的重量，所述具有氰基的化合物的含量为b％，b在0.01至10的范围内。根据本申请的实施例，a与b满足：1≤b/a≤300。根据本申请的实施例，W与b满足：0.5≤W/b≤24。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。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”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。如本文所使用，术语“卤代”指的是基团中的氢原子部分或全部被卤素原子(例如，氟、氯、溴或碘)取代。随着技术的发展和使用需求的增加，人们对电化学装置(例如，锂离子电池)续航时间需求也不断增加。长续航时间实现对锂离子电池的性能提出了更高的要求，尤其是锂离子电池的高温存储膨胀性能和循环膨胀性能。为了解决了上述问题，本申请使用了具有高拉伸强度的负极集流体和具有特定重量的负极活性物质层，其能够防止负极在高温工况下发生断裂，使电化学装置充分发挥其容量，显著改善电化学装置的高温存储膨胀性能和循环膨胀性能。在一个实施例中，本申请提供了一种电化学装置，其包括如下所述的正极、负极和电解液。I、负极负极包括负极集流体和设置在所述负极集流体的一个或两个表面上的负极活性物质层。1、负极集流体如本文中所使用的，术语“拉伸强度”指的是试样达到断裂时所需要的最大拉力与试样的截面积的比值。本申请的电化学装置的一个特征在于负极集流体的拉伸强度为FN/mm2，F为400以上。在一些实施例中，F为450以上。在一些实施例中，F为500以上。在一些实施例中，F为550以上。在一些实施例中，F为600以上。在一些实施例中，F为650以上。在一些实施例中，F为700以上。在一些实施例中，F为800以上。在一些实施例中，F为900以上。在一些实施例中，F为1000以上。负极集流体的高拉伸强度可通过在负极集流体中掺杂特定元素来实现。使用具有高拉伸强度的负极集流体可以抑制电化学装置充电/放电时由于负极活性物质层膨胀/收缩引起的负极集流体的龟裂，从而可显著改善电化学装置的高温存储膨胀性能和循环膨胀性能。负极集流体的拉伸强度可采用与测定伸长率同样的装置和方法(参照GB-228-87测试方法)测定。在一些实施例中，所述负极集流体形式可包括，但不限于，金属箔、金属圆柱、金属带卷、金属板、金属薄膜、金属板网、冲压金属、发泡金属等。在一些实施例中，负极集流体为金属箔。在一些实施例中，所述金属箔是网状的。在一些实施例中，所述负极集流体包括铜元素。在一些实施例中，负极集流体为铜箔。如本文所使用，术语“铜箔”包含铜合金箔。在一些实施例中，负极集流体包括韧铜或无氧铜中的至少一种。如本文所使用，术语“韧铜”包含以韧铜为基体的铜合金箔，术语“无氧铜”包含以无氧铜为基体的铜合金箔。在一些实施例中，所述韧铜符合JIS-H3100-C1100标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学装置，其包括：正极、负极和电解液，所述负极包括负极集流体和形成在所述负极集流体上的负极活性物质层，其中：/n所述负极集流体的拉伸强度为F N/mm

【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，其包括：正极、负极和电解液，所述负极包括负极集流体和形成在所述负极集流体上的负极活性物质层，其中：
所述负极集流体的拉伸强度为FN/mm2，F为400以上，
所述负极活性物质层的每单位面积的重量为Wmg/cm2，W在3至12的范围内。


2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述负极集流体包括铜元素。


3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述负极集流体包含第一金属，所述第一金属包括银或锡的至少一种，基于所述负极集流体的重量，所述第一金属的含量为a％，a在0.01至0.5的范围内。


4.根据权利要求3所述的电化学装置，其中所述负极集流体进一步包括至少一种稀土元素。


5.根据权利要求3所述的电化学装置，其中F与a满足：4≤F×a≤200。


6.根据权利要求1所述的电化学装置，其中F与W满足：100/3≤F/W≤200。


7.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述负极活性物质层的密度为Dg/cm3，D在1.4至2.0的范围内，F与D满足：560≤F×D≤1200。


8.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述负极集流体具有以下特征中的至少一者：
1)平均表面粗糙度为0.05μm至1.5μm；
2)0.2％耐力为30N/mm2以上；
3)厚度为1μm至100μm。

【专利技术属性】
技术研发人员：王可飞，
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