电化学装置制造方法及图纸

一种电化学装置，其包括正极、负极和电解液，正极包括含氟聚合物，含氟聚合物的X‑射线衍射光谱上具有在34°≤2θ≤38°范围内的衍射峰；电解液包括具有2‑3个氰基的化合物；其中所述含氟聚合物的分子量分布系数2≤Mw/Mn≤4。本申请的电化学装置具有优异的循环和高温存储性能。

【技术实现步骤摘要】
电化学装置本申请是申请日为2019年6月3日，申请号为201910475225.5，专利技术名称为“电化学装置”的申请的分案申请。
本申请涉及储能
，尤其涉及一种电化学装置。
技术介绍
随着技术发展和移动装置需求的增加，对二次电池的需求显著增加，因此已经对能够满足各种需求的电池进行了各种研究。特别地，作为这类装置的电源，正在积极研究在具有高能量密度的同时具有优异的寿命和循环特性的锂二次电池。然而，锂二次电池的问题在于，它们的电池寿命因反复充电和放电而迅速缩短。这种电池寿命的缩短是由正极与电解质之间的副反应引起的，并且所述现象在高电压和高温条件下可能变得更严重。因此，需要开发一种适合在高电压和高温条件下应用的二次电池，为此，亟需开发用于控制电极界面处的反应或正极活性材料与电解质之间的副反应的技术。
技术实现思路
本申请涉及一种具有良好循环寿命和高温存储性能的电化学装置。在一些实施方式中，电化学装置包括正极、负极和电解液，正极包括含氟聚合物，含氟聚合物的X-射线衍射光谱上具有在34°≤2θ≤38°范围内的衍射峰，含氟聚合物结合电解液中的具有2-3个氰基的化合物使用，能够出人意料且显著地抑制高温充电后电解液的分解反应，从而改善电化学装置的循环和高温存储稳定性。在一些实施方式中，当含氟聚合物的分子量分布系数为2≤Mw/Mn≤4时，可得到更好的效果。在一些实施方式中，含氟聚合物包括选自以下单体的至少一种：偏氟乙烯、六氟丙烯、五氟丙烯、四氟丙烯、三氟丙烯、全氟丁烯、六氟丁二烯、六氟异丁烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯和四氟乙烯。在一些实施方式中，含氟聚合物包含聚偏氟乙烯，可与具有2-3个氰基的化合物形成更有效的保护层，因此获得进一步改善的性能。在一些实施方式中，电化学装置中的具有2-3个氰基的化合物包括二腈化合物、三腈化合物、醚二腈化合物或醚三腈化合物中的至少一种。在一些实施方式中，具有2-3个氰基的化合物包括丁二腈、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、1，2-二氰基苯、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-己烷三甲腈、1，2，6-己烷三甲腈、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、1，2，5-三(氰基乙氧基)戊烷或其任意组合。在一些实施方式中，基于电解液总重量，具有2-3个氰基的化合物的含量为0.01-15wt％。具有2-3个氰基的化合物包括丁二腈、己二腈、乙二醇双(丙腈)醚、1，3，5-戊三甲腈、1，2，3-丙三甲腈、1，3，6-己烷三甲腈、1，2，6-己烷三甲腈、1，2，3-三(2-氰基乙氧基)丙烷或1，2，4-三(2-氰基乙氧基)丁烷中的至少两种。在一些实施方式中，电解液还包括添加剂A，添加剂A可与具有2-3个氰基的化合物、含氟聚合物协同作用，形成更致密且高质量的复合保护膜，因此可获得更高的效果。添加剂A包括含碳碳双键的环状碳酸酯、含硫氧双键的化合物、二氟磷酸锂或四氟硼酸锂中的至少一种。在一些实施方式中，添加剂A包括碳酸乙烯亚乙酯、乙烯基碳酸乙烯亚乙酯、1，3-丙磺酸内酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、二氟磷酸锂或四氟硼酸锂中的至少一种。在一些实施方式中，基于电解液总重量，添加剂A的含量为0.01-5wt.％。在一些实施方式中，电化学装置的电解液中还包括多核钼簇离子液体，多核钼簇离子液体可与具有2-3个氰基的化合物协同作用，由此形成更加良好的保护层，获得更好的效果。多核钼簇离子液体包括[CnH2n+1-甲基咪唑]2[Mo6O19]，n＝1-20，其中基于所述电解液总重量，多核钼簇离子液体的含量为0.01-5wt.％。在一些实施方式中，电化学装置的正极中还包括正极活性材料和多核钼簇离子液体，多核钼簇离子液体可与含氟聚合物协同作用，防止正极和电解液之间的界面副反应。多核钼簇离子液体包括[CnH2n+1-甲基咪唑]2[Mo6O19]，n＝1-20，其中基于所述正极活性材料的重量，所述多核钼簇离子液体的含量为0.01-2wt.％。在一些实施方式中，电化学装置中使用的含氟聚合物的结晶度为45-％-50％。本申请还涉及一种电子装置，其包括如上所述的电化学装置。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。图1为含氟聚合物PVDF-1A和PVDF-2的X射线衍射图谱。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。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”及“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％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10％(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％)，那么可认为所述两个数值“大体上”相同。另外，有时在本文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“中的一者”、“中的一个”、“中的一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学装置，包括正极、负极和电解液，所述正极包括含氟聚合物，所述含氟聚合物的X-射线衍射光谱上具有在34°≤2θ≤38°范围内的衍射峰，所述电解液包括具有2-3个氰基的化合物；其中所述含氟聚合物的分子量分布系数2≤Mw/Mn≤4。/n

【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，包括正极、负极和电解液，所述正极包括含氟聚合物，所述含氟聚合物的X-射线衍射光谱上具有在34°≤2θ≤38°范围内的衍射峰，所述电解液包括具有2-3个氰基的化合物；其中所述含氟聚合物的分子量分布系数2≤Mw/Mn≤4。


2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述含氟聚合物中Si元素含量不大于100ppm。


3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述含氟聚合物包括以下单体的至少一种：偏氟乙烯、六氟丙烯、五氟丙烯、四氟丙烯、三氟丙烯、全氟丁烯、六氟丁二烯、六氟异丁烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯和四氟乙烯。


4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述含氟聚合物包含聚偏氟乙烯。


5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述具有2-3个氰基的化合物包括二腈化合物、三腈化合物、醚二腈化合物或醚三腈化合物中的至少一种。


6.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述具有2-3个氰基的化合物包括丁二腈、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、1，2-二氰基苯、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-己烷三甲腈、1，2，6-己烷三甲腈、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...

【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