一种电化学装置及电子装置制造方法及图纸

本申请提供了一种电化学装置及电子装置，包括正极、负极、隔离膜和电解液，其中，电解液包括氟代碳酸乙烯酯和三腈化合物，基于电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为A％，2≤A≤6，三腈化合物的质量百分含量为B％，2≤B≤5，A和B之间满足：4≤A

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种电化学装置及电子装置


[0001]本申请涉及电化学
，具体涉及一种电化学装置及电子装置。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等特点，广泛应用于电能储存、便携式电子设备和电动汽车等各个领域。随着锂离子电池的使用范围不断扩大，市场对锂离子电池提出了更高的要求，例如要求锂离子电池具有更快的充电速度、更长的使用寿命。
[0003]然而，随着锂离子电池充电速度的提高其更容易析锂，影响锂离子电池循环性能和安全性。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种电化学装置及电子装置，以提高电化学装置的循环性能。具体技术方案如下：
[0005]本申请的第一方面提供了一种电化学装置，其包括正极、负极、隔离膜和电解液，其中，所述电解液包括氟代碳酸乙烯酯和三腈化合物，基于所述电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为A％，2≤A≤6，例如，A可以为2、3、4、5、6或为其间的任意范围；三腈化合物的质量百分含量为B％，2≤B≤5，例如，B可以为2、2.5、3、3.5、4、4.5、5或为其间的任意范围。A和B之间满足：4≤A
×
B≤20，例如，A
×
B可以为4、5、6、8、10、12、15、17、20或为其间的任意范围。负极的缺陷程度为Id/Ig，满足：0.07＜Id/Ig≤0.13，例如，Id/Ig可以为0.07、0.08、0.09、0.10、0.12、0.13或为其间的任意范围，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量A％与Id/Ig之间满足：1.5≤A/(10
×
Id/Ig)≤8.6，例如，A/(10
×
Id/Ig)可以为1.5、2、3、3.5、4、5、6、7、8、8.6或为其间的任意范围。不限于任何理论，通过调整A
×
(10
×
Id/Ig)在上述范围内，能够得到具有良好循环性能、能量密度以及安全性能的锂离子电池。本申请的正极可以指正极极片，负极可以指负极极片。
[0006]本申请专利技术人发现，通过调整A
×
B、A/(10
×
Id/Ig)在上述范围内，能够提高锂离子电池能量密度和循环性能。不限于任何理论，这可能是由于本申请的电解液中包含上述含量范围的三腈化合物时，三腈化合物虽然能够提升正极界面的稳定性，但锂离子电池的动力学性能也需提高，以获得更高的充电速度。基于此，本申请通过调整氟代碳酸乙烯酯这种负极成膜添加剂的含量，能够在改善析锂的同时提高锂离子电池的动力学性能；通过协同调整A/(10
×
Id/Ig)，能够平衡锂离子电池的负极动力学性能和高温稳定性，从而使锂离子电池整体上具有良好的循环性能、能量密度和安全性能。
[0007]本申请的一种实施方案中，所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料包括金属元素M，金属元素M包括Ti、Mg或Al中的至少一种，金属元素M在正极活性材料中的含量为C ppm，C和B之间满足：8≤C
×
B/1000≤30，例如，C
×
B/1000可以为8、10、13、15、18、20、22、25、27、30或为其间的任意范围。本申请通过调整C
×
B/1000在上述范围内，能够提高正
极活性材料的结构稳定性，从而提高锂离子电池能量密度和循环性能。
[0008]本申请的一种实施方案中，Id/Ig与C之间满足：C/(1000
×
Id/Ig)≥20，优选为20≤C/(1000
×
Id/Ig)≤70。C/(1000
×
Id/Ig)可以为20、25、30、35、50、55、60、70或为其间的任意范围。不限于任何理论，C/(1000
×
Id/Ig)过小时(例如小于20)，不利于锂离子电池循环稳定性的提升。通过调整A
×
(10
×
Id/Ig)在上述范围内，能够得到具有良好循环性能、能量密度以及安全性能的锂离子电池。
[0009]本申请中，负极的缺陷程度Id/Ig中，Id是指负极活性材料拉曼光谱中的D峰峰强，Ig是指负极活性材料拉曼光谱中的G峰峰强，Id/Ig表示负极活性材料的缺陷密集程度，Id/Ig比值越大，缺陷程度越大。本申请对调整负极缺陷程度的方法没有特别限制，例如对负极活性材料进行表面包覆等方法，负极活性材料的缺陷程度通常随表面包覆层对基体包覆面积比例的增大而降低，因此可以通过调整表面包覆层对基体包覆面积比例来调整负极活性材料的缺陷程度。
[0010]本申请的一种实施方案中，金属元素M在正极活性材料中的含量C满足：2000ppm≤C≤6500ppm。例如，C可以为2000ppm、2500ppm、3000ppm、3500ppm、4000ppm、4500ppm、5000ppm、5500ppm、6000ppm、6500ppm或为其间的任意范围。不限于任何理论，C过低时(例如低于2000ppm)，对锂离子电池的循环性能提高幅度有限；C过高时(例如高于6500ppm)，正极活性材料相对含量下降，不利于其能量密度的提高。通过调整C在上述范围内，能够得到具有良好循环性能、能量密度以及安全性能的锂离子电池。
[0011]本申请的一种实施方案中，所述电解液中还包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯，基于所述电解液的质量，碳酸乙烯酯的质量百分含量为D％，碳酸丙烯酯的质量百分含量为E％，D和E之间满足：15≤D+E≤40，且D/E≥1.2，优选为1.2≤D/E≤3.5。例如，D+E可以为15、20、25、30、35、40或为其间的任意范围，E/D可以为1.2、1.3、1.4、1.5、2、2.5、3、3.5或为其间的任意范围。不限于任何理论，通过协同调整D+E和E/D在上述范围内，能够进一步锂离子电池能量密度和循环性能，减少锂离子电池析锂，提高锂离子电池的安全性。
[0012]在本申请的一种实施方案中，碳酸乙烯酯的质量百分含量D％与氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量A％之间满足：D
×
A≥35，优选为35≤D
×
A≤150。例如，D
×
A以为35、50、70、80、100、110、130、150或为其间的任意范围。不限于任何理论，通过调整D
×
A在上述范围内，能够得到具有良好循环性能、能量密度以及安全性能的锂离子电池。
[0013]在本申请的一种实施方案中，所述三腈化合物的质量百分含量B％、所述碳酸乙烯酯的质量百分含量D％、所述碳酸丙烯酯的质量百分含量E％之间满足：B
×
(D+E)≤150，优选为40≤B
×
(D+E)≤150，例如，B
×
(D+E)可以为40、50、60、80、100、110、130、140、150或为其间的任意范围。不限于任何理论，通过调整B
×
(D+E)在上述范围内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电化学装置，其包括正极、负极、隔离膜和电解液，其中，所述电解液包括氟代碳酸乙烯酯和三腈化合物，基于所述电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为A％，2≤A≤6，三腈化合物的质量百分含量为B％，2≤B≤5，A和B之间满足：4≤A
×
B≤20，所述负极的缺陷程度为Id/Ig，满足：0.07＜Id/Ig≤0.13，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量A％与Id/Ig之间满足：1.5≤A/(10
×
Id/Ig)≤8.6。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料包括金属元素M，金属元素M包括Ti、Mg或Al中的至少一种，金属元素M在正极活性材料中的含量为C ppm，C和B之间满足：8≤C
×
B/1000≤30。3.根据权利要求2所述的电化学装置，其中，C/(1000
×
Id/Ig)≥20。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，金属元素M在正极活性材料中的含量C满足：2000ppm≤C≤6500ppm。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电解液中还包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯，基于所述电解液的质量，碳酸乙烯酯的质量百分含量为D％，碳酸丙烯酯的质量百分含量为E％，D和E之间满足：15≤D+E≤40，且D/E≥1.2。6.根据权利要求5所述的电化学装置，其中，碳酸乙烯酯的质量百分含量D％与氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量A％之间满足：D
×
A≥35。7.根据权利要求5所述的电化学装置，其中，所述三腈化合物的质量百分含量B％、所述碳酸乙烯酯的质量百分含量D％、所述碳酸丙烯酯的质量百分含量E％之间满足：B
×
(D+E)≤150。8.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电解液还包括二腈化合物，基于所述电解液的质量，二腈化合物的质量百分含量为F％，1≤F≤6，且F与B之间满足：4≤F+B≤9。9.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电解液还包括1,3
‑
丙烷磺内酯、硫酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或γ
‑
丁内酯中的至少一种。10.根据权利要求9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者：a)基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建禹，唐超，
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：