本申请的实施例提供了电化学装置和电子装置。电化学装置包括电极组件，电极组件包括正极极片，正极极片包括正极集流体、第一正极活性材料层和第二正极活性材料层。正极集流体位于第一正极活性材料层和第二正极活性材料层之间，第一正极活性材料层的镍平均质量百分含量a大于第二正极活性材料层的镍平均质量百分含量b。第一正极活性材料层中较高的镍含量有利于提升电化学装置的能量密度，而第二正极活性材料层中的镍含量较低，在第二正极活性材料层所在的这一侧发生析锂或者异物引发的局部内短路的情况下，不易发生热分解释氧，进而提升电化学装置的安全性能。提升电化学装置的安全性能。提升电化学装置的安全性能。
【技术实现步骤摘要】
电化学装置和电子装置
[0001]本申请涉及电化学储能领域，尤其涉及电化学装置和电子装置。
技术介绍
[0002]在电化学装置(例如，锂离子电池)中采用含镍正极活性材料，能够获得较高的能量密度和较好的倍率性能。通常地，随着正极活性材料中的镍元素含量的增大，正极活性材料的克容量相应地增大。然而，随着镍元素含量的增大，正极活性材料的热分解温度降低，导致电极组件的热失控温度的降低。
技术实现思路
[0003]本申请的实施例提供了一种电化学装置，电化学装置包括电极组件，电极组件包括正极极片，正极极片包括正极集流体、第一正极活性材料层和第二正极活性材料层。正极集流体位于第一正极活性材料层和第二正极活性材料层之间，第一正极活性材料层的镍平均质量百分含量a大于第二正极活性材料层的镍平均质量百分含量b。
[0004]在一些实施例中，25％≤a≤60％。在一些实施例中，0％≤b≤40％。在一些实施例中，10％≤a
‑
b≤60％。
[0005]在一些实施例中，第一正极活性材料层包括第一正极活性材料，第二正极活性材料层包括第二正极活性材料，第一正极活性材料和第二正极活性材料各自独立地包括Li
α
Ni
x
Co
y
M
z
N
β
O2，其中0.7≤α≤1.3，0.3≤x＜1，0＜y＜0.4，0＜z＜0.4，0≤β≤0.05，且x+y+z+β＝1，M选自Mn或Al中的至少一种，N选自Mg、B、Ti、Fe、Cu、Zn、Sn、Ca、W、Si、Zr、Nb、Y、Cr、V、Ge、Mo或Sr中的至少一种。在一些实施例中，第一正极活性材料包括一种或多种正极活性材料，第二正极活性材料包括一种或多种正极活性材料。
[0006]在一些实施例中，正极集流体包括第一面和与第一面相对的第二面，第一正极活性材料层设于第一面，第二正极活性材料层设于第二面。
[0007]在一些实施例中，电极组件还包括第一隔离膜和第二隔离膜，第一正极活性材料层位于正极集流体和第一隔离膜之间，第二正极活性材料层位于正极集流体和第二隔离膜之间，第一隔离膜的厚度大于第二隔离膜的厚度。
[0008]在一些实施例中，第一正极活性材料层的面积密度小于第二正极活性材料层的面积密度。
[0009]在一些实施例中，电极组件还包括负极极片和隔离膜，隔离膜设置于正极极片和负极极片之间。负极极片包括负极集流体、第一负极活性材料层和第二负极活性材料层，负极集流体设置在第一负极活性材料层和第二负极活性材料层之间。第一负极活性材料层与第一正极活性材料层相对，第二负极活性材料层与第二正极活性材料层相对，第一负极活性材料层的面积容量大于第二负极活性材料层的面积容量。
[0010]在一些实施例中，电极组件还包括负极极片和隔离膜，隔离膜设置于正极极片和负极极片之间。正极极片、隔离膜和负极极片层叠卷绕，第一正极活性材料层背离卷绕中
心，第二正极活性材料层朝向卷绕中心。
[0011]本申请的另一实施例提供了一种电子装置，包括上述电化学装置。
[0012]在本申请的实施例中，通过使第一正极活性材料层的镍平均质量百分含量a大于第二正极活性材料层的镍平均质量百分含量b，第一正极活性材料层中较高的镍含量有利于提升电化学装置的能量密度，而第二正极活性材料层中的镍含量较低，在第二正极活性材料层所在的这一侧发生析锂或者异物引发的局部内短路的情况下，不易发生热分解释氧，进而提升电化学装置的安全性能。
附图说明
[0013]图1示出了根据一些实施例的正极极片在厚度方向和宽度方向限定的平面截取的截面图。
[0014]图2示出了根据一些实施例的电极组件的部分在极片的宽度方向和厚度方向的平面截取的示意截面图。
[0015]图3示出了根据一些实施例的卷绕结构的电化学装置的示意图。
具体实施方式
[0016]下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本申请，但不以任何方式限制本申请。
[0017]本申请中，两个数值中，较大值与较小值的差值与较大值的比值小于或等于3％时，可以认为两个数值基本相同；较大值与较小值的差值与较大值的比值大于3％时，可以认为两个数值呈现大小关系。
[0018]高镍正极活性材料的能量密度高，热稳定性差，热分解温度低。在发生外部高热或者局部内短路引发的内部局部高热时，容易发生正极活性材料的热分解，热分解释氧，释放的氧气到达负极极片与负极活性材料发生产热反应，导致整个电化学装置发生热失控；低镍正极活性材料的热分解温度相对较高，不易发生热分解释氧，低镍电化学装置的热失控温度较高，安全性能好，能量密度相对较低。
[0019]为此，本申请的实施例提出一种电化学装置，该电化学装置包括电极组件，电极组件包括正极极片。图1示出了根据一些实施例的正极极片10在厚度方向和宽度方向限定的平面截取的截面图。正极极片10包括正极集流体101、第一正极活性材料层102和第二正极活性材料层103。如图1所示，在一些实施例中，正极集流体101位于第一正极活性材料层102和第二正极活性材料层103之间。应该理解，虽然图1中将第一正极活性材料层102和第二正极活性材料层103示出为均与正极集流体101直接接触，但是这仅是示例性的，在正极集流体101和第一正极活性材料层102之间以及正极集流体101和第二正极活性材料层103之间可以存在额外的层，例如，导电涂层、绝缘涂层或粘结层等。
[0020]在一些实施例中，第一正极活性材料层102的镍平均质量百分含量a大于第二正极活性材料层103的镍平均质量百分含量b。
[0021]在本申请中，镍平均质量百分含量是指正极活性材料层中镍的质量与相应的正极活性材料层的质量的比值。具体可按照如下方法测试：拆解电极组件，刮下正极极片的相应正极活性材料层，称得其质量为D，将该正极活性材料层的材料在体积为V1的王水溶液中进
行消解，用ICP
‑
AES(电感耦合原子发射光谱)测试溶液中镍浓度为n1，利用浓度与溶液体积计算镍的总质量m＝n1
×
V1，那么该正极活性材料层的镍平均质量百分含量即为(m/D)
×
100％。
[0022]通过使第一正极活性材料层102的镍平均质量百分含量a大于第二正极活性材料层103的镍平均质量百分含量b，第一正极活性材料层102中较高的镍含量有利于提升电化学装置的能量密度，因为镍含量提高有利于提升正极活性材料的克容量。另外，第二正极活性材料层103中的镍含量较低，使得在第二正极活性材料层103所在的这一侧发生析锂或者异物引发的局部内短路的情况下，不易发生热分解释氧，从而不会引发释放的氧在负极与负极活性材料发生放热反应，避免了电化学装置的热失控，进而提升电化学装置的安全性能。
[0023]在一些实施例中，25％≤a≤60％，即，第一正极活性材料层102的镍平均质量百分含量a在25％至60％之间。此时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，包括电极组件，所述电极组件包括正极极片，所述正极极片包括：正极集流体；第一正极活性材料层；第二正极活性材料层，其中，所述正极集流体位于所述第一正极活性材料层和所述第二正极活性材料层之间，所述第一正极活性材料层的镍平均质量百分含量a大于所述第二正极活性材料层的镍平均质量百分含量b。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电化学装置满足以下条件中的至少一个：25％≤a≤60％；0％≤b≤40％；或10％≤a
‑
b≤60％。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一正极活性材料层包括第一正极活性材料，所述第二正极活性材料层包括第二正极活性材料，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料各自独立地包括Li
α
Ni
x
Co
y
M
z
N
β
O2，其中0.7≤α≤1.3，0.3≤x＜1，0＜y＜0.4，0＜z＜0.4，0≤β≤0.05，且x+y+z+β＝1，M选自Mn或Al中的至少一种，N选自Mg、B、Ti、Fe、Cu、Zn、Sn、Ca、W、Si、Zr、Nb、Y、Cr、V、Ge、Mo或Sr中的至少一种。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一正极活性材料层包括第一正极活性材料，所述第二正极活性材料层包括第二正极活性材料，所述第一正极活性材料包括一种或多种正极活性材料，所述第二正极活性材料包括一种或多种正极活性材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：史骁，
申请(专利权)人：东莞新能安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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