【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电化学，特别是涉及一种电化学装置和电子装置。
技术介绍
1、可充电的电化学装置由于具有工作电压高、寿命长、绿色环保等优点，被认为是最具吸引力的储能系统之一。如今，电化学装置，例如锂离子电池已经广泛地应用于消费电子、动力电池和储能电池等领域。
2、随着电化学装置行业的快速发展，市场对电化学装置的快充能力提出更高的要求，然而，电化学装置在快速充放电过程中，容易发生金属析出问题，影响电化学装置的倍率性能、循环性能和高温存储性能。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种电化学装置和电子装置，以改善电化学装置的倍率性能、循环性能和高温存储性能。具体技术方案如下：
2、本申请的第一方面提供了一种电化学装置，其包括隔膜、正极极片和负极极片，隔膜包括多孔基材和设置在多孔基材至少一个表面的快离子导体涂层，快离子导体涂层包括金属氧化物；快离子导体涂层的厚度为0.5μm至5μm，金属氧化物的bet比表面积为0.2m2/g至20m2/g。快离子导体涂层包括金属氧化物并调控快离子导体涂层厚度和金属氧化物的bet在本申请的范围内，能够解决电化学装置极片表面析锂或析钠问题，且隔膜具有良好的机械性能，从而可改善电化学装置的倍率性能、循环性能、高温存储性能和安全性能。
3、在本申请的一些实施方案中，快离子导体涂层设置于多孔基材与负极极片相邻的表面上。通过上述设置，可以解决负极极片表面在充电过程中析锂或析钠的问题，从而改善电化学装置的倍率性能、循环性能及高温存储性能。
4、在本申请的一些实施方案中，快离子导体涂层还设置于多孔基材与正极极片相邻的表面上。在隔膜的多孔基材的两个表面均设置快离子导体涂层，可进一步解决电化学装置极片表面析锂或析钠问题，且隔膜具有良好的机械性能和热稳定性，从而可进一步改善电化学装置的倍率性能、循环性能、高温存储性能和安全性能。
5、在本申请的一些实施方案中，快离子导体涂层厚度为0.5μm至3μm。通过调控快离子导体涂层厚度在上述范围内，有利于改善电化学装置的倍率性能、循环性能和高温存储性能。
6、在本申请的一些实施方案中，金属氧化物选自li+快离子导体，li+快离子导体包括nb16w5o55、nb18w16o93、tinb2o7、nb16w5o93、cr0.5nb24.5o62、ti2nb14o39、tinb24o62、tinb6o17、ni2nb34o87、cu2nb34o87、v3nb17o50、zn2nb34o87、al0.5nb24.5o62、monb12o33、zrnb24o62、alnb11o29、mg2nb34o87、ganb11o29、mo3nb14o44、crnb11o29、hfnb24o62、fenb11o28、ganb49o124、nanb13o33、ni2nb34o87、tinb6o17、wnb12o33、linbo3、li3nbo4、ticr0.5nb10.5o2、vnb9o25、knb5o13、k6nb10.8o30、pnb9o25、nb18w8o69、ti2nb10o29、cr0.2fe0.8nb11o29、fe0.8mn0.2nb11o29、fe0.8v0.2nb11o29或cu0.02ti0.94nb2.04o7中的至少一种。li+快离子导体具有快速传导li+的能力，将上述范围内的li+快离子导体应用于锂离子电池，可解决锂离子电池极片表面析锂的问题，有利于改善锂离子电池的倍率性能、循环性能和高温存储性能。
7、在本申请的一些实施方案中，金属氧化物选自na+快离子导体，na+快离子导体包括na0.66ni0.17co0.17ti0.66o2、na2/3co1/3ti2/3o2、na0.66li0.22ti0.78o2、p2-na0.66li0.22ti0.78o2、p2-na0.62cr0.63ti0.37o2或p3-na0.63cr0.63ti0.37o2中的至少一种。na+快离子导体具有快速传导na+的能力，将上述范围内的na+快离子导体应用于钠离子电池，可解决钠离子电池极片表面析钠的问题，有利于改善钠离子电池的倍率性能、循环性能和高温存储性能。
8、在本申请的一些实施方案中，金属氧化物的dv50为0.02μm至3μm。通过调控金属氧化物的dv50在上述范围内，可缩短金属离子在快离子导体涂层中的传输路径，有利于金属离子的快速传导，从而解决电化学装置极片表面析锂或析钠的问题，有利于改善电化学装置的倍率性能。本申请中的“dv50”指在体积基准的粒度分布曲线中，从小粒径测起，达到体积累计50％对应的粒径。
9、在本申请的一些实施方案中，快离子导体涂层还包括粘结剂、增稠剂和润湿剂，基于快离子导体涂层的质量，粘结剂的质量百分含量为4％至17.5％，增稠剂的质量百分含量为0.5％至1％，润湿剂的质量百分含量为0.5％至5％。通过调控粘结剂、增稠剂和浸润剂在上述范围内，有利于改善电化学装置的循环性能。
10、在本申请的一些实施方案中，电化学装置其满足以下特征中的至少一者：(a)隔膜的透气度为60s/100ml至300s/100ml；(b)隔膜的孔隙率为30％至55％；(c)隔膜在130℃环境下，热收缩率小于或等于10％。通过调控隔膜的透气度、孔隙率或热收缩率中的至少一者在上述范围内，有利于改善电化学装置的倍率性能和循环性能。
11、在本申请的一些实施方案中，多孔基材满足以下特征中的至少一者：(a)多孔基材的厚度为1μm至40μm；(b)多孔基材的孔隙率为15％至70％。通过调控多孔基材的厚度或孔隙率中的至少一者在上述范围内，有利于改善电化学装置的倍率性能和循环性能。
12、本申请的第二方面提供了一种电子装置，其包括本申请第一方面提供的电化学装置。本申请第一方面提供的电化学装置具有良好的倍率性能、循环性能和高温存储性能，从而本申请第二方面提供的电子装置具有较长的使用寿命。
13、本申请的有益效果：
14、本申请提供了一种电化学装置和电子装置。电化学装置包括隔膜、正极极片和负极极片。其中，隔膜包括多孔基材和设置于多孔基材至少一个表面的快离子导体涂层，快离子导体涂层包括金属氧化物。快离子导体涂层的厚度为0.5μm至5μm，金属氧化物的bet比表面积为0.2m2/g至20m2/g。隔膜包括快离子导体涂层，并调控快离子导体涂层的厚度和金属氧化物的bet在上述范围内，可解决电化学装置极片表面析锂或析钠问题，且隔膜具有良好的机械性能，从而可改善电化学装置的倍率性能、循环性能、高温存储性能和安全性能。
15、当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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1.一种电化学装置，其包括隔膜、正极极片和负极极片，所述隔膜包括多孔基材和设置在所述多孔基材至少一个表面的快离子导体涂层，所述快离子导体涂层包括金属氧化物；
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述快离子导体涂层设置于所述多孔基材与所述负极极片相邻的表面上。
3.根据权利要求2所述的电化学装置，其中，所述快离子导体涂层还设置于所述多孔基材与所述正极极片相邻的表面上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学装置，其中，所述快离子导体涂层厚度为0.5μm至3μm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学装置，其中，所述金属氧化物选自Li+快离子导体，所述Li+快离子导体包括Nb16W5O55、Nb18W16O93、TiNb2O7、Nb16W5O93、Cr0.5Nb24.5O62、Ti2Nb14O39、TiNb24O62、TiNb6O17、Ni2Nb34O87、Cu2Nb34O87、V3Nb17O50、Zn2Nb34O87、Al0.5Nb24.5O62、MoNb12O33、ZrNb24O62、AlNb11O29、Mg2Nb3
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学装置，其中，所述金属氧化物选自Na+快离子导体，所述Na+快离子导体包括Na0.66Ni0.17Co0.17Ti0.66O2、Na2/3Co1/3Ti2/3O2、Na0.66Li0.22Ti0.78O2、P2-Na0.66Li0.22Ti0.78O2、P2-Na0.62Cr0.63Ti0.37O2或P3-Na0.63Cr0.63Ti0.37O2中的至少一种。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学装置，其中，所述金属氧化物的Dv50为0.02μm至3μm。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学装置，其中，所述快离子导体涂层还包括粘结剂、增稠剂和润湿剂，基于快离子导体涂层的质量，所述粘结剂的质量百分含量为4％至17.5％，所述增稠剂的质量百分含量为0.5％至1％，所述润湿剂的质量百分含量为0.5％至5％。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学装置，其满足以下特征中的至少一者：
10.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学装置，其中，所述多孔基材满足以下特征中的至少一者：
11.一种电子装置，其包括权利要求1至10中任一项所述的电化学装置。
...【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，其包括隔膜、正极极片和负极极片，所述隔膜包括多孔基材和设置在所述多孔基材至少一个表面的快离子导体涂层，所述快离子导体涂层包括金属氧化物；
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述快离子导体涂层设置于所述多孔基材与所述负极极片相邻的表面上。
3.根据权利要求2所述的电化学装置，其中，所述快离子导体涂层还设置于所述多孔基材与所述正极极片相邻的表面上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学装置，其中，所述快离子导体涂层厚度为0.5μm至3μm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学装置，其中，所述金属氧化物选自li+快离子导体，所述li+快离子导体包括nb16w5o55、nb18w16o93、tinb2o7、nb16w5o93、cr0.5nb24.5o62、ti2nb14o39、tinb24o62、tinb6o17、ni2nb34o87、cu2nb34o87、v3nb17o50、zn2nb34o87、al0.5nb24.5o62、monb12o33、zrnb24o62、alnb11o29、mg2nb34o87、ganb11o29、mo3nb14o44、crnb11o29、hfnb24o62、fenb11o28、ganb49o124、nanb13o33、ni2nb34o87、tinb6o17、wnb12o33、linbo3、li3nbo4、ticr0.5nb10.5o2、vnb9o25、knb5o13、k6nb10...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳影影，王建铭，
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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