电化学装置和电子装置制造方法及图纸

本申请提出一种电化学装置和电子装置，电化学装置，包括：正极，正极包括：正极集流体、第一活性物质层和第二活性物质层；第一活性物质层位于正极集流体和所述第二活性物质层之间；第一活性物质层包含锰酸锂和磷酸铁锂，第二活性物质包含镍钴锰酸锂。本申请能够在降低成本的同时，保证安全性能。保证安全性能。保证安全性能。

【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
，尤其涉及一种电化学装置和电子装置。

技术介绍

[0002]电化学装置(例如锂离子电池)的正极中所采用的三元材料价格较高，为了降低成本，一些电化学装置中采用价格较低的锰酸锂作为正极材料，然而，这类锰酸锂容易和电解液中的HF反应导致Mn溶出到电解液中，在使用过程中经过电化学反应沉积到负极，最终导致负极的SEI(solid electrolyte interphase，固体电解质界相)膜被破坏，充放电过程发生析锂，严重时着火。

技术实现思路

[0003]本申请一些实施例中提供一种电化学装置，包括：
[0004]正极，正极包括：正极集流体、第一活性物质层和第二活性物质层；第一活性物质层位于正极集流体和所述第二活性物质层之间；
[0005]第一活性物质层包含锰酸锂和磷酸铁锂，第二活性物质包含镍钴锰酸锂。在一些实施例中，至少部分磷酸铁锂位于所述锰酸锂的表面。
[0006]在一些实施例中，第一活性物质层中所述锰酸锂的质量百分含量大于80％小于100％。
[0007]在一些实施例中，第二活性物质层还包括磷酸铁锂或富锂锰基材料中的至少一种。
[0008]在一些实施例中，第一活性物质层在正极集流体单面上单位面积的重量为a g/cm2；第二活性物质层在正极集流体单面上单位面积的重量为b g/cm2；0.016<a+b<0.026。
[0009]在一些实施例中，第一活性物质层在正极集流体单面上单位面积的重量为a g/cm2；第二活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量为bg/cm2；a≥2.5
×
b。
[0010]在一些实施例中，10
×
b≥a≥4
×
b。
[0011]在一些实施例中，锰酸锂是采用MnO2制备的锰酸锂。
[0012]在一些实施例中，电化学装置还包括负极，负极包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层包括：Sn、Sb、钛酸锂、锡基化合物、硅基化合物、人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球或石墨烯中的至少一种。
[0013]本申请还提出一种电子装置，包括上述任一项所述的电化学装置。
[0014]本申请一些实施例中，电化学装置，包括：正极，正极包括：正极集流体、第一活性物质层和第二活性物质层；第一活性物质层位于正极集流体和所述第二活性物质层之间；第一活性物质层包含锰酸锂和磷酸铁锂，第二活性物质包含镍钴锰酸锂。本申请能够在降低成本的同时，保证安全性能。
附图说明
[0015]结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。
[0016]图1是本公开实施例的一种正极的示意图。
[0017]图2是本公开实施例的另一种正极的示意图。
[0018]图3是本公开实施例1和对比例1的循环容量保持率示意图。
[0019]图4是本公开实施例2和对比例2的循环容量保持率示意图。
[0020]图5是本公开实施例3和对比例3的循环容量保持率示意图。
[0021]图6是本公开实施例4和对比例4在存储过程中容量衰减示意图。
[0022]图7是本公开实施例5和对比例5的循环容量保持率示意图。
具体实施方式
[0023]下面将更详细地描述本申请的实施例。虽然显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。
[0024]为了降低电化学装置(例如锂离子电池)的成本，一些技术中采用MnO2为原材料制备的锰酸锂作为电化学装置的正极材料，但该类锰酸锂在使用过程中会和电解液中的HF反应导致Mn溶出，最终导致负极的SEI膜被破坏，一些技术中，将锰酸锂与镍钴锰酸锂或者磷酸铁锂混合，镍钴锰酸锂和磷酸铁锂等物质能够吸收HF，但锰酸锂与镍钴锰酸锂或者磷酸铁锂混合后会出现小颗粒团聚的问题，很难实现均匀混合，一些技术中，低成本的锰酸锂的质量百分含量需要控制到80％以下。另一些技术中，采用成本较高的Mn3O4制备的Mn溶出风险低的锰酸锂，目前在两轮车市场可以单独使用，但这类锰酸锂成本高且克容量低，应用受限。
[0025]本申请一些实施例中提供一种电化学装置，包括：正极，请参考图2，正极包括：正极集流体10、第一活性物质层11和第二活性物质层12；正极集流体10可以采用铜箔、铝箔、钢片等材料制备，第一活性物质层11位于正极集流体10和第二活性物质层12之间；第一活性物质层包含锰酸锂，锰酸锂可以是采用MnO2制备的锰酸锂，第二活性物质包含镍钴锰酸锂。
[0026]一些实施例中，正极的第一活性物质层11与第二活性物质层12可以含有不同的组分，第一活性物质层11中采用锰酸锂可以降低正极的制造成本，由于第一活性物质层11位于正极集流体10和第二活性物质层12之间，因此，第二活性物质层12可以保护第一活性物质层11，减少第一活性物质层与电解液的接触，因此可以减少第一活性物质层11中锰酸锂因电解液中的HF的影响导致的Mn溶出。此外，第二活性物质层12中加入了镍钴锰酸锂，第二活性物质层12中的镍钴锰酸锂能够有效地吸收HF而不易出现Mn溶出的问题，这样一方面能够保证进一步减少第一活性物质层11中锰酸锂与HF接触导致的Mn溶出的问题，另一方面，保证了第二活性物质层12的稳定性，提高安全性能，并且镍钴锰酸锂的克容量相对锰酸锂较高，也能够提高正极整体的克容量。本申请一些实施例在降低了电化学装置的成本的同
时，保证了电化学装置的安全性能。
[0027]在本申请的一些实施例中，电化学装置的正极可以具有双层涂布结构，通过第一活性物质层11降低了制造成本，通过第二活性物质层12减少第一活性物质层11中的锰酸锂与HF的接触，增加安全性能。本申请一些实施例中，可以利用锰酸锂的低成本优势和镍钴锰酸锂的高稳定性优势，通过双层涂布的方式既能够降低成本，又能够确保Mn溶出的风险可控。
[0028]在本申请的一些实施例中，第一活性物质层11还包括磷酸铁锂。一些实施例中，磷酸铁锂在电解液中不易出现原子溶出的问题，其稳定性较好，在第一活性物质层11中加入磷酸铁锂可以提高第一活性物质层整体的稳定性。
[0029]在本申请的一些实施例中，至少部分所述磷酸铁锂位于所述锰酸锂的表面。一些实施例中，请参考图2，磷酸铁锂吸附在锰酸锂表面可以减少锰酸锂与电解液的接触，从而对锰酸锂起到保护作用，减低HF对锰酸锂的侵蚀，进一步抑制锰酸锂的Mn溶出，提高正极的安全性。
[0030]在本申请的一些实施例中，第一活性物质层11中锰酸锂的质量百分含量大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，其特征在于，包括：正极，所述正极包括：正极集流体、第一活性物质层和第二活性物质层；所述第一活性物质层位于所述正极集流体和所述第二活性物质层之间；所述第一活性物质层包含锰酸锂和磷酸铁锂，所述第二活性物质包含镍钴锰酸锂。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，至少部分所述磷酸铁锂位于所述锰酸锂的表面。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一活性物质层中所述锰酸锂的质量百分含量大于80％小于100％。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第二活性物质层还包括磷酸铁锂或富锂锰基材料中的至少一种。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量为ag/cm2；所述第二活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量为bg/cm2；0.016<a+b&lt...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩翔龙，
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：