电化学装置和电子装置制造方法及图纸

本申请实施例中提出一种电化学装置和电子装置，电化学装置，包括：正极、负极、电解液和隔离膜；正极包括正极集流体和位于正极集流体上的正极活性物质层，负极包括负极集流体和位于负极集流体上的负极活性物质层，正极活性物质层包括正极材料，负极活性物质层包括负极材料，且满足：m

【技术实现步骤摘要】
电化学装置和电子装置
[0001]本申请是2021年03月31日提交的申请号为202110350909X，专利技术名称为“电化学装置和电子装置”的专利技术专利的分案申请。


[0002]本申请涉及电化学储能领域，尤其涉及正电化学装置和电子装置。

技术介绍

[0003]电化学装置，例如锂离子电池，被广泛应用于笔记本、手机、数码相机等电子产品以及电动汽车等设备上，随着对电化学装置的应用，市场对于电化学装置的能量密度的要求越来越高，一些技术中通过提高电化学装置的工作电压，从而提高电化学装置的能量密度，但在高电压下充放电容易导致材料不可逆的相变以及结构坍塌，且容易与电解液发生反应导致材料表面被破坏且出现产气问题，进而影响电化学装置的安全性能和使用寿命，可见，现有技术的改进方案无法令人满意，期待进一步的改进。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例提供了一种电化学装置和电子装置；
[0005]在本申请中提出一种电化学装置，包括：正极、负极、电解液和隔离膜；
[0006]正极包括正极集流体和位于正极集流体上的正极活性物质层，负极包括负极集流体和位于负极集流体上的负极活性物质层，正极活性物质层包括正极材料，负极活性物质层包括负极材料，且满足式I；
[0007]式I：37≤227
×
m
负
×
S
负
/(S
正
×
m
正
)－S
正
≤75；其中，m
正
>为正极集流体单位面积上正极活性物质层的重量，S
正
为正极材料的克容量,单位为mAh/g，m
负
为负极集流体单位面积上负极活性物质层的重量，S
负
为负极材料的克容量。
[0008]在一些实施例中，还满足(a)至(f)中的至少一个：(a)0.52≤m负/m正≤0.62；(b)1.1≤d负/d正≤1.4，其中，d负为所述负极活性物质层的厚度，d正为所述正极活性物质层的厚度；(c)m正为0.08mg/mm2至0.21mg/mm2；(d)S正为175mAh/g至190mAh/g；(e)m负为0.05mg/mm2至0.11mg/mm2；(f)S负为355mAh/g至365mAh/g。
[0009]一些实施例中，还满足：0.3≤D1v10/D2v10≤1.7，且0.7≤D1v50/D2v50≤2.3；D1v10和D1v50分别为正极材料的Dv10和Dv50；D2v10和D2v50分别为负极材料的Dv10和Dv50。
[0010]一些实施例中，正极活性物质层的压实密度A和负极活性物质层的压实密度B满足：1.96≤A/B≤3.07。
[0011]一些实施例中，正极材料包括Li
x
Co
y
M
z
O2‑
a
F
a
，其中，0.9<x<1.05，0.95≤y<1，0≤z<0.05，0≤a<2，M包括Al、Mg、Ti、Zr、Ni、Mn、Y、Nb、La、V、Zn、Mo、Ru、Ta、W、Re、Sn、Ge或Ga中的至少一种。
[0012]一些实施例中，还满足：5.2≤D1v90/D1v10≤10.6且2≤D2v90/D2v10≤10；D1v90和D1v10分别为正极材料的Dv90和Dv10；D2v90和D2v10分别为负极材料的Dv90和Dv10。
[0013]一些实施例中，电化学装置在30％至60％荷电状态时，负极材料的(002)晶面的层间距d
002
nm与正极材料的晶胞参数cnm满足：3.50≤c/d
002
≤4.20。
[0014]一些实施例中，在25℃下，对电化学装置进行三电极测试，测试结果满足：0.05V≤V1－V
正
≤0.08V；其中，V1为电化学装置在100％荷电状态时通过三电极测试得到的正极和负极的电压差，单位为伏特，V
正
为通过三电极测试得到的正极材料的电压，单位为伏特。
[0015]一些实施例中，负极活性物质层包括Co，基于负极活性物质层的质量，Co的质量含量为500ppm至1500ppm。
[0016]本申请中还提出一种电子装置，包括上述任一项的电化学装置。
[0017]本申请实施例中提出一种电化学装置和电子装置，本申请实施例中提出的电化学装置通过控制负极活性物质层单位面积的重量、负极材料的克容量、正极材料的克容量和正极活性物质层的重量，将其控制在一定范围，并考虑到其彼此间的相互影响，控制其满足上述式I，使得电化学装置具有全面且均衡的优异性能，能够提高能量密度的同时提升循环性能。
具体实施方式
[0018]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。
[0019]电化学装置，例如锂离子电池，被广泛应用于笔记本、手机等消费类电子设备和无人机、电动汽车等电动类设备上，随着用户对于电化学装置的要求的能量密度的要求越来越高，一些技术中通过提高电化学装置的工作电压以放出更多的能量，但高工作电压容易导致材料产生不可逆的相变且容易增加电解液的副反应，造成产气增加，因此，提供一种兼顾高能量密度和低膨胀的电化学装置是亟待解决的问题。
[0020]在本申请中提出一种电化学装置，包括：正极、负极和隔离膜；正极包括正极集流体和位于正极集流体上的正极活性物质层，正极集流体例如可以采用铝箔，正极集流体上的正极活性物质层可以位于正极集流体的一面或两面上，负极包括负极集流体和位于负极集流体上的负极活性物质层，负极集流体例如可以是铜箔，负极活性物质层可以位于负极集流体的一面或两面上，正极活性物质层包括正极材料，正极材料例如可以包括钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等中的至少一个，负极活性物质层包括负极材料，负极材料例如可以包括石墨，本申请实施例中的电化学装置满足式I；
[0021]式I：37≤227
×
m
负
×
S
负
/(S
正
×
m
正
)－S
正
≤75；
[0022]其中，m
正
为正极集流体单位面积上单面正极活性物质层的重量，S
正
为正极材料的克容量，单位为mAh/g，m
负
为负极集流体单位面积上单面负极活性物质层的重量，S
负
为负极材料的克容量。
[0023]电化学装置的充放电过程中，正极材料中一定量的离子(例如锂离子)迁移嵌入到负极材料中，本申请实施例中控制负极活性物质层单位面积的重量，负极材料的克容量，正极材料的克容量和正极活性物质层单位面积的重量，考虑到其彼此间的相互影响，控制其满足上述式I，从而有利于保证在离子脱嵌过程中脱嵌量控制在一本文档来自技高网...

【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、负极、电解液和隔离膜；所述正极包括正极集流体和位于所述正极集流体上的正极活性物质层，所述负极包括负极集流体和位于所述负极集流体上的负极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极材料，所述负极活性物质层包括负极材料，且满足：m
正
为0.08mg/mm2至0.21mg/mm2、S
正
为175mAh/g至190mAh/g、m
负
为0.05mg/mm2至0.11mg/mm2、S
负
为355mAh/g至365mAh/g以及0.3≤D1v10/D2v10≤1.7；其中，m
正
为所述正极集流体单位面积上所述单面正极活性物质层的重量，S
正
为所述正极材料的克容量，单位为mAh/g，m
负
为所述负极集流体单位面积上所述单面负极活性物质层的重量，S
负
为所述负极材料的克容量，D1v10为所述正极材料的Dv10，D2v10为所述负极材料的Dv10。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，还满足(a)至(c)中的至少一个：(a)0.52≤m
负
/m
正
≤0.62；(b)1.1≤d
负
/d
正
≤1.4，其中，d
负
为所述负极活性物质层的厚度，d
正
为所述正极活性物质层的厚度；(c)37≤227
×
m
负
×
S
负
/(S
正
×
m
正
)－S
正
≤75。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，还满足：0.7≤D1v50/D2v50≤2.3；其中，D1v50为所述正极材料的Dv50；D2v50为所述负极材料的Dv50。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐佳，何丽红，
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：