一种电化学装置及包含电化学装置的电子装置，电化学装置包括负极极片和正极极片，负极极片包括负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性材料，正极极片包括正极活性材料层，正极活性材料层包括正极活性材料，正极活性材料包括锂锰氧化合物；电化学装置的SOC＝15％时，锂锰氧化物的晶格参数电化学装置具有良好的高温存储性能和循环性能。化学装置具有良好的高温存储性能和循环性能。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学装置及包含该电化学装置的电子装置
[0001]本申请涉及电化学领域，具体涉及一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置。
技术介绍
[0002]锂离子电池由于具有储能密度大、开路电压高、自放电率低、循环寿命长、安全性能好等优点，广泛应用于电能储存、移动电子设备、电动自行车、电动汽车和航天航空设备等各个领域。
[0003]锂离子电池的性能主要取决于正极极片、负极极片、隔离膜和电解液的特性。通常，正极极片中的正极活性材料是影响锂离子电池性能的重要因素之一。其中，锰酸锂作为常用的正极活性材料，广泛应用于电动自行车及电动汽车领域。但是，单独使用锰酸锂存在高温存储性能差，使用寿命短的问题。
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包含该电化学装置的电子装置，以改善电化学装置的高温存储性能和高温循环性能。
[0005]本申请的第一方面提供了一种电化学装置，其包括正极极片和负极极片，所述负极极片包括负极活性材料层，所述负极活性材料层包括负极活性材料，正极极片包括正极活性材料层，正极活性材料层包括正极活性材料，正极活性材料包括锂锰氧化物；电化学装置的SOC(荷电状态)＝15％时，锂锰氧化物的晶格参数例如，锂锰氧化物的晶格参数a为格参数a为或上述任两个数值范围间的任一数值。不限于任何理论，电化学装置的SOC＝15％时，锂锰氧化物的晶格参数a调控在上述范围内，能够使锂锰氧化物在电化学装置整个SOC变化范围内(即0％SOC至100％SOC范围)均能够维持稳定的晶体结构，从而改善电化学装置的高温循环性能。同时，还能够减少电化学装置充放电循环过程中锂锰氧化物的结构畸变、抑制Mn(锰)离子的溶出，使负极Mn的分布更加均匀，减少对负极上SEI(固体电解质界面)膜的破坏，从而改善电化学装置的高温存储性能。此外，还可以改善负极析锂，提高电化学装置的安全性能。
[0006]在本申请的一些实施方案中，锂锰氧化物包括Li
x
Mn2‑
y
M
y
O4，其中，0.9≤x≤1.1，0≤y≤0.05，M包括Al、Mg、Ti、Cr、Cu、Fe、Co、W、Zn、Ga、Zr、Ru、Ag、Sn、Au、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Nb或Gd中的至少一种。
[0007]在本申请的一些实施方案中，正极活性材料还包括锂过渡金属复合氧化物或锂过渡金属磷酸化合物中的至少一种。
[0008]在本申请的一些实施方案中，所述锂过渡金属复合氧化物包括Li
x1
Ni
y1
Co
z1
Mn
k
Z
q
O2±
a
T
a
，其中，Z包括B、Mg、Al、Si、P、S、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Y、Zr、Mo、Ag、W、
In、Sn、Pb、Sb或Ce中的至少一种，T为卤素；其中，0.2<x1≤1.2、0≤y1≤1、0≤z1≤1、0≤k≤1、0≤q≤1，且y1、z1、k不同时为0，以及0≤a≤1；
[0009]在本申请的一些实施方案中，所述锂过渡金属磷酸化合物包括Li
x2
R
y2
N
z2
PO4，其中，R包括Fe或Mn中的至少一种；N包括Al、Ti、V、Cr、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb或Si中的至少一种；其中，0.6≤x2≤1.2，0.95≤y2≤1，0≤z2≤0.05。
[0010]在本申请的一些实施方案中，基于正极活性材料的质量，正极活性材料中Mn的质量百分含量W1为42％至47％。例如，基于正极活性材料的质量，Mn的质量百分含量为42％、42.3％、46.9％、47％或上述任两个数值范围间的任一数值。不限于任何理论，正极活性材料中Mn的质量百分含量W1调控在上述范围内，正极活性材料中的锰酸锂的比例适当，能够降低锰酸锂材料本身高温存储性能较差的影响，保证其它活性材料对Mn溶出的改善效果，抑制Mn的溶出和其在负极的沉积，从而提升电化学装置的高温循环性能；同时，能够进一步提升电化学装置的低温放电性能。
[0011]在本申请的一些实施方案中，基于负极活性材料的质量，负极活性材料中Mn的质量百分含量W2小于或等于0.1％。例如，基于负极活性材料的质量，Mn的质量百分含量为0.0050％、0.0100％、0.0150％、0.0201％、0.0230％、0.0265％、0.0280％、0.0294％、0.0300％、0.0320％、0.0340％、0.0350％、0.0450％、0.0550％、0.0650％、0.0750％、0.0850％、0.0950％、0.1％或上述任两个数值范围间的任一数值。不限于任何理论，负极活性材料中Mn的质量百分含量W2小于或等于0.1％，能够降低破坏负极SEI膜的稳定性的风险，进而提升电化学装置的高温存储性能。
[0012]在本申请的一些实施方案中，负极极片包括第一区域、第二区域、以及位于第一区域和第二区域之间的第三区域，基于第一区域中负极活性材料的质量，第一区域中Mn的质量百分含量V1；基于第二区域中负极活性材料的质量，第二区域中Mn的质量百分含量V2；基于第三区域中负极活性材料的质量，第三区域中Mn的质量百分含量V3；V1、V2和V3中的最大值与最小值之间的差值为ΔV，V1、V2和V3的平均值为V，满足：ΔV/V≤20％。例如，ΔV/V的值可以为0％、1.45％、3％、4％、5％、7.8％、9.2％、10.4％、10.5％、10.8％、11％、11.5％、11.8％、11.9％、12.1％、12.3％、12.4％、12.5％、13％、17％、19％、20％或上述任两个数值范围间的任一数值。不限于任何理论，ΔV/V值调控在上述范围内，能够降低负极极片中Mn分布的差异性，Mn分布均匀能够使负极表面动力学和稳定性差异较小，降低负极副反应和析锂风险，提升电化学装置的高温使用寿命和安全可靠性。其中，第一区域包括负极极片在宽度方向上的第一侧边至距第一侧边的距离为10mm的区域，第一侧边上设置有极耳；第二区域包括负极极片在宽度方向上的第二侧边至距第二侧边的距离为10mm的区域，第二侧边与第一侧边相对。
[0013]在本申请中，对第一区域中Mn的质量百分含量V1、第二区域中Mn的质量百分含量V2、第三区域中Mn的质量百分含量V3没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，第一区域中Mn的质量百分含量V1为0.1020％至0.1100％。第二区域中Mn的质量百分含量V2为0.0950％至0.1000％。第三区域中Mn的质量百分含量V3为0.1020％至0.1100％。
[0014]在本申请的一些实施方案中，锂锰氧化物包括掺杂元素M，掺杂元素M包括Nb、Al、Mg、Ti、Cr、Mo、Zr、Y或B中的至少一种，锂锰氧化物中的掺杂元素M与Mn的摩尔百分比为0.01％至2％。例如，锂锰氧化物中的掺杂元素M与Mn的摩尔百分本文档来自技高网...
【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，其包括正极极片和负极极片，所述负极极片包括负极活性材料层，所述负极活性材料层包括负极活性材料，所述正极极片包括正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括锂锰氧化物；所述电化学装置的SOC＝15％时，所述锂锰氧化物的晶格参数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特征中的至少一者：(a)基于所述正极活性材料的质量，所述正极活性材料中的Mn的质量百分含量W1为42％至47％；(b)基于所述负极活性材料的质量，所述负极活性材料中的Mn的质量百分含量W2小于或等于0.1％；(c)所述负极极片包括第一区域、第二区域、以及位于所述第一区域和第二区域之间的第三区域，基于所述第一区域中负极活性材料的质量，所述第一区域中的Mn的质量百分含量V1；基于所述第二区域中负极活性材料的质量，所述第二区域中的Mn的质量百分含量V2；基于所述第三区域中负极活性材料的质量，所述第三区域中的Mn的质量百分含量V3；所述V1、V2和V3中的最大值与最小值之间的差值为ΔV，所述V1、V2和V3的平均值为V，满足：ΔV/V≤20％；第一区域包括所述负极极片在宽度方向上的第一侧边至距所述第一侧边的距离为10mm的区域，所述第一侧边上设置有极耳；所述第二区域包括所述负极极片在宽度方向上的第二侧边至距所述第二侧边的距离为10mm的区域，所述第二侧边与所述第一侧边相对。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述锂锰氧化物包括掺杂元素M，所述掺杂元素M包括Nb、Al、Mg、Ti、Cr、Mo、Zr、Y或B中的至少一种，所述锂锰氧化物中的掺杂元素M与Mn的摩尔百分比为0.01％至2％。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述正极活性材料的颗粒粒径分布满足：1.2≤(Dv90－Dv10)/Dv50≤2.2。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电化学装置的SOC＝0％时，所述负极极片对Li的电位小于0.6V。6.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特征中的至少一者：(d)所述正极活性材料层的压实密度为2.8g/cm3至3.05g/cm3；(e)所述负极活性材料层的压实密度为1.45g/cm3至1.65g/cm3。7.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述正极极片的孔隙率α为15％至40％...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洋洋，
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：
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