權(quán)利要求

1.電化學(xué)裝置，其特征在于，包括正極片、負(fù)極片、電解液和隔離膜，所述隔離膜設(shè)于所述正極片和所述負(fù)極片之間； 其中，沿所述正極片的寬度方向，所述隔離膜超出所述正極片的長(zhǎng)度為a mm，所述隔離膜的厚度為b μm，且0.4≤b/a≤30； 所述正極片包括正極活性材料層，所述負(fù)極片包括負(fù)極活性材料層，所述正極活性材料層、所述負(fù)極活性材料層和所述電解液中的至少一種包括氟類(lèi)添加劑，所述氟類(lèi)添加劑選自具有式Ⅰ所示分子式的物質(zhì)中的至少一種； A xDF 6式Ⅰ， 其中，A選自鋰、鈉、鉀、鎂、鈣中的一種，D選自鍺、錫、硒、硅、銻、砷、鋁中的一種， x的取值范圍為1≤x≤3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述氟類(lèi)添加劑選自以下物質(zhì)中的至少一種： （1）六氟鍺酸鋰、六氟鍺酸鉀； （2）六氟錫酸鋰； （3）六氟硒酸鋰； （4）六氟硅酸鋰、六氟硅酸鈉、六氟硅酸鈣、六氟硅酸鎂、六氟硅酸鉀； （5）六氟銻酸鋰、六氟銻酸鈉、六氟銻酸鉀； （6）六氟砷酸鉀、六氟砷酸鈉； （7）六氟鋁酸鋰、六氟鋁酸鈉、六氟鋁酸鉀。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述電化學(xué)裝置滿足以下條件中的至少一種： 條件ⅰ：所述隔離膜超出所述正極片的長(zhǎng)度a mm滿足：0.5≤a≤9 ； 條件ⅱ：所述隔離膜的厚度b μm的范圍為3≤b≤16； 條件ⅲ：a與b滿足關(guān)系式：0.8≤b/a≤10。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于， 所述正極活性材料層包括氟類(lèi)添加劑，所述氟類(lèi)添加劑在所述正極活性材料層中的質(zhì)量百分含量為X 1，且0.0001%≤X 1≤3.0%；和/或， 所述負(fù)極活性材料層包括氟類(lèi)添加劑，所述氟類(lèi)添加劑在所述負(fù)極活性材料層中的質(zhì)量百分含量為X 2，且0.0001%≤X 2≤3.0%。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述電解液包括氟類(lèi)添加劑，所述氟類(lèi)添加劑在所述電解液中的質(zhì)量百分含量為Y，且0.01%≤Y≤8.0%。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述電解液還包括第一添加劑，所述第一添加劑選自1,3-丙烷磺內(nèi)酯和多腈化合物中的至少一種。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述多腈化合物包括二腈或三腈中的至少一種； 所述二腈包括丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、1,5-二氰基戊烷、1,6-二氰基己烷、四甲基丁二腈，乙二醇雙(丙腈)醚中的一種； 所述三腈包括1,3,5-戊三甲腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己三甲腈、1,2,6-己三甲腈、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷中的一種。 8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述第一添加劑在所述電解液中的質(zhì)量百分含量為Z，且0.5%≤Z≤10%。 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，Y、Z滿足關(guān)系式：0.002≤Y/Z≤4。 10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括如上述權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)裝置。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種電化學(xué)裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著電子設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，人們對(duì)其用于儲(chǔ)能的關(guān)鍵元件——電化學(xué)裝置，提出了更高了要求，例如，電化學(xué)裝置能量密度的提升、安全性能的加強(qiáng)、快充能力的強(qiáng)化等。其中，電化學(xué)裝置的安全性能包括熱沖擊性能的測(cè)試，熱沖擊性能通常需要在滿電的情況下將電化學(xué)裝置置于130℃的箱體中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)，而電化學(xué)裝置難以滿足熱沖擊性能的原因之一是隔離膜受熱收縮導(dǎo)致的電化學(xué)裝置短路失效。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種電化學(xué)裝置及電子設(shè)備，能夠解決熱收縮失效導(dǎo)致電化學(xué)裝置短路的問(wèn)題。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電化學(xué)裝置，包括正極片、負(fù)極片、電解液和隔離膜，所述隔離膜設(shè)于所述正極片和所述負(fù)極片之間；

其中，沿所述正極片的寬度方向，所述隔離膜超出所述正極片的長(zhǎng)度為a mm，所述隔離膜的厚度為b μm，且0.4≤b/a≤30；所述正極片包括正極活性材料層，所述負(fù)極片包括負(fù)極活性材料層，所述正極活性材料層、所述負(fù)極活性材料層和所述電解液中的至少一種包括氟類(lèi)添加劑，所述氟類(lèi)添加劑選自具有式Ⅰ所示分子式的物質(zhì)中的至少一種；

AxDF6 式Ⅰ，

其中，A選自鋰、鈉、鉀、鎂、鈣中的一種，D選自鍺、錫、硒、硅、銻、砷、鋁中的一種，x的取值范圍為1≤x≤3。

在一些示例性的實(shí)施例中，所述氟類(lèi)添加劑選自以下物質(zhì)中的至少一種：

（1）六氟鍺酸鋰、六氟鍺酸鉀；

（2）六氟錫酸鋰；

（3）六氟硒酸鋰；

（4）六氟硅酸鋰、六氟硅酸鈉、六氟硅酸鈣、六氟硅酸鎂、六氟硅酸鉀；

（5）六氟銻酸鋰、六氟銻酸鈉、六氟銻酸鉀；

（6）六氟砷酸鉀、六氟砷酸鈉；

（7）六氟鋁酸鋰、六氟鋁酸鈉、六氟鋁酸鉀。

在一些示例性的實(shí)施例中，所述電化學(xué)裝置滿足以下條件中的至少一種：

條件ⅰ：所述隔離膜超出所述正極片的長(zhǎng)度a的范圍為0.5 ≤a≤9 ；

條件ⅱ：所述隔離膜的厚度b mm的范圍為3≤b≤16；

條件ⅲ：a與b滿足關(guān)系式：0.8≤b/a≤10。

在一些示例性的實(shí)施例中，所述隔離膜為聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜中的一種。

在一些示例性的實(shí)施例中，所述正極活性材料層包括氟類(lèi)添加劑，所述氟類(lèi)添加劑在所述正極活性材料層中的質(zhì)量百分含量為X 1，且0.0001%≤X 1≤3.0%；和/或，

所述負(fù)極活性材料層包括氟類(lèi)添加劑，所述氟類(lèi)添加劑在所述負(fù)極活性材料層中的質(zhì)量百分含量為X 2，且0.0001%≤X 2≤3.0%。

在一些示例性的實(shí)施例中，所述電解液包括氟類(lèi)添加劑，所述氟類(lèi)添加劑在所述電解液中的質(zhì)量百分含量為Y，且0.01%≤Y≤8.0%。

在一些示例性的實(shí)施例中，所述電解液還包括第一添加劑，所述第一添加劑選自1,3-丙烷磺內(nèi)酯和多腈化合物中的至少一種。

在一些示例性的實(shí)施例中，所述多腈化合物包括二腈或三腈中的至少一種；

所述二腈包括丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、1,5-二氰基戊烷、1,6-二氰基己烷、四甲基丁二腈，乙二醇雙(丙腈)醚中的一種；

所述三腈包括1,3,5-戊三甲腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己三甲腈、1,2,6-己三甲腈、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷中的一種。

在一些示例性的實(shí)施例中，所述第一添加劑在所述電解液中的質(zhì)量百分含量為Z，且0.5%≤Z≤10%。

在一些示例性的實(shí)施例中，Y、Z滿足關(guān)系式：0.002≤Y/Z≤4。

第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電子設(shè)備，包括如上所述的電化學(xué)裝置。

基于本申請(qǐng)實(shí)施例的電化學(xué)裝置及電子設(shè)備，通過(guò)設(shè)置正極活性材料層、負(fù)極活性材料層和電解液中的至少一種包括氟類(lèi)添加劑，氟類(lèi)添加劑可在正極片和負(fù)極片的表面分解，并參與形成含金屬元素的保護(hù)層，該保護(hù)層可在一定程度上抑制金屬元素的溶出和沉積，同時(shí)提升正極片和負(fù)極片表面保護(hù)層中無(wú)機(jī)物的含量，降低高溫濫用下電化學(xué)裝置內(nèi)部溫度的升高，減少隔離膜收縮。本申請(qǐng)還設(shè)置沿所述正極片的寬度方向，隔離膜超出正極片的長(zhǎng)度，并對(duì)隔離膜超出正極片的長(zhǎng)度與隔離膜的厚度兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行限定，搭配氟類(lèi)添加劑，使隔離膜處于高溫?zé)岘h(huán)境不易過(guò)渡收縮，防止正極片和負(fù)極片短接，共同提高電化學(xué)裝置的熱安全性能。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為相關(guān)技術(shù)中沿正極片的寬度方向上正極片相對(duì)負(fù)極片位置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本申請(qǐng)一種實(shí)施例中沿正極片的寬度方向上隔離膜超出正極片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本申請(qǐng)，并不用于限定本申請(qǐng)。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，設(shè)于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜在受熱時(shí)易收縮，容易導(dǎo)致正極片與負(fù)極片接觸短路，造成電化學(xué)裝置的失效。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，如圖1所示，負(fù)極片200’具有用于連接負(fù)極耳的負(fù)極邊緣部201’，正極片100’具有用于連接正極耳的正極邊緣部101’，相關(guān)技術(shù)中，負(fù)極片200’的負(fù)極邊緣部201’伸出正極片100’的正極邊緣部101’，當(dāng)設(shè)于正極片100’和負(fù)極片200’之間的隔離膜300’收縮時(shí)，尤其容易導(dǎo)致正極片100’的正極邊緣部101’及正極邊緣部101’附近的部分與負(fù)極片200’短接。基于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種電化學(xué)裝置及電子設(shè)備。

關(guān)于隔離膜在受熱時(shí)易收縮并導(dǎo)致正極片和負(fù)極片接觸短路，造成電化學(xué)裝置的失效，尤其是極耳下方位置，極易因熱收縮導(dǎo)致正極片和負(fù)極片短接。本申請(qǐng)使用的氟類(lèi)添加劑可在正極片和負(fù)極片界面分解，并形成含金屬元素的保護(hù)層，該保護(hù)層可在一定程度上抑制金屬元素的溶出和沉積，同時(shí)提升正極片和負(fù)極片界面膜中無(wú)機(jī)物的含量，降低高溫濫用下電化學(xué)裝置內(nèi)部溫度的升高，從而減少隔離膜收縮。而隔膜的收縮不僅受溫度的影響，隔膜自身的厚度對(duì)收縮的程度也有一定影響，本專(zhuān)利將極耳下方的隔離膜超出正極片的長(zhǎng)度和隔離膜厚度進(jìn)行關(guān)系限定，同時(shí)搭配氟類(lèi)添加劑，共同保障電化學(xué)裝置的熱安全性能。

如圖2所示，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的電化學(xué)裝置包括正極片100、負(fù)極片200、正極耳、負(fù)極耳和隔離膜300，正極片100具有沿正極片的寬度方向正極邊緣部101，負(fù)極片200具有沿負(fù)極片的寬度方向負(fù)極邊緣部201。隔離膜300設(shè)于正極片100和負(fù)極片200之間，將三者依次層疊設(shè)置，或者將三者依次層疊后繞卷設(shè)置，并將正極邊緣部101與正極耳連接，負(fù)極邊緣部201與負(fù)極耳連接，即可形成電極組件。電化學(xué)裝置還包括電解液和外包裝，將電極組件設(shè)置外包裝的內(nèi)部空間，并將正極耳和負(fù)極耳引出至外包裝的外部空間，以便于正極耳和負(fù)極耳兩者與外部電路電性連接，將電解液注入外包裝的內(nèi)部空間，封閉外包裝后，即制得電池化學(xué)裝置。

其中，如圖2所示，隔離膜300和負(fù)極邊緣部201均超出沿正極片的寬度方向正極邊緣部101。當(dāng)然，除正極邊緣部101以外，隔離膜300還可伸出正極片100的其他邊緣部分，例如，當(dāng)正極片100展開(kāi)呈矩形時(shí)，矩形的正極片100具有四個(gè)邊緣部分，其中一個(gè)邊緣部分形成正極邊緣部101，此時(shí)隔離膜300還可伸出正極片100的其他三個(gè)沿正極片的寬度或長(zhǎng)度方向邊緣部分中的至少一個(gè)，以降低隔離膜300熱收縮時(shí)正極片100與負(fù)極片200短接的情況發(fā)生。

如圖2所示，隔離膜300超出沿正極片的寬度方向正極邊緣部101的長(zhǎng)度為a mm，隔離膜300的厚度為b μm，且a和b滿足條件式：0.4≤b/a≤30，在該條件式的范圍內(nèi)，能夠有效降低隔離膜300熱收縮導(dǎo)致的正極片100和負(fù)極片200接觸短接的情況發(fā)生。較佳地，a與b滿足關(guān)系式：0.8≤b/a≤10。

正極片100包括正集集流體120和設(shè)于正集集流體120表面的正極活性材料層110，負(fù)極片200包括負(fù)集集流體220和設(shè)于負(fù)集集流體220表面的負(fù)極活性材料層210，其中，正極活性材料層110、負(fù)極活性材料層210和電解液中的至少一種包括氟類(lèi)添加劑，氟類(lèi)添加劑選自具有式Ⅰ所示分子式的物質(zhì)中的至少一種；

AxDF6 式Ⅰ，

其中A選自鋰、鈉、鉀、鎂、鈣中的一種，D選自鍺、錫、硒、硅、銻、砷和鋁中的一種，x的取值范圍為1≤x≤3，例如，x為1、2或3等。

本申請(qǐng)通過(guò)設(shè)置正極活性材料層110、負(fù)極活性材料層210和電解液中的至少一種包括氟類(lèi)添加劑，氟類(lèi)添加劑可在正極片100和負(fù)極片200的表面分解，并參與形成含金屬元素的保護(hù)層，該保護(hù)層可在一定程度上抑制Co元素的溶出和沉積，同時(shí)提升正極片100和負(fù)極片200表面保護(hù)層中無(wú)機(jī)物的含量，降低高溫濫用下電化學(xué)裝置內(nèi)部溫度的升高，減少隔離膜300收縮。而隔膜的收縮不僅受溫度的影響，隔膜自身的厚度對(duì)收縮的程度也有一定影響，并且，本申請(qǐng)還設(shè)置隔離膜300超出正極片100的正極邊緣部101，并對(duì)隔離膜300超出正極邊緣部101的長(zhǎng)度與隔離膜300的厚度兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行限定，搭配氟類(lèi)添加劑，使隔離膜300處于高溫?zé)岘h(huán)境不易過(guò)渡收縮，防止正極片100和負(fù)極片200接觸短路，共同提高電化學(xué)裝置的熱安全性能。

在一些示例性的實(shí)施例中，氟類(lèi)添加劑選自以下物質(zhì)中的至少一種：（1）六氟鍺酸鋰、六氟鍺酸鉀；（2）六氟錫酸鋰；（3）六氟硒酸鋰；（4）六氟硅酸鋰、六氟硅酸鈉、六氟硅酸鈣、六氟硅酸鎂、六氟硅酸鉀；（5）六氟銻酸鋰、六氟銻酸鈉、六氟銻酸鉀；（6）六氟砷酸鉀、六氟砷酸鈉；（7）六氟鋁酸鋰、六氟鋁酸鈉、六氟鋁酸鉀。

在一些示例性的實(shí)施例中，隔離膜300超出沿正極片的寬度方向正極邊緣部101的長(zhǎng)度a mm的范圍為0.5 ≤a≤9，例如，a mm可以為0.5 mm、1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm、6mm、7 mm、8 mm、或9 mm等，當(dāng)然，在其他一些實(shí)施例中，隔離膜300超出正極邊緣部101的長(zhǎng)度a還可以為其他長(zhǎng)度。當(dāng)隔離膜300超出正極邊緣部101的長(zhǎng)度a小于0.5 mm，則隔離膜300超出正極邊緣部101的長(zhǎng)度過(guò)小，或容易導(dǎo)致隔離膜300熱收縮至正極邊緣部101所對(duì)應(yīng)的區(qū)域，進(jìn)而導(dǎo)致正極邊緣部101容易與負(fù)極片200接觸。當(dāng)隔離膜300超出正極邊緣部101的長(zhǎng)度a大于9 mm，隔離膜300的熱沖擊形成并未得到進(jìn)一步的提升，同時(shí)還會(huì)使得隔離膜300伸出沿正極片的寬度方向正極邊緣部101的長(zhǎng)度過(guò)大，占用空間，導(dǎo)致電化學(xué)裝置體積過(guò)大，能量密度低。

在一些示例性的實(shí)施例中，隔離膜300的厚度bμm的范圍為3≤b≤16，例如，隔離膜300的厚度bμm可以為3μm、5μm、6μm、8μm、10μm、11.5μm、12μm、14μm、或16μm等。當(dāng)然，在其他一些實(shí)施例中，隔離膜300的厚度b還可以為其他厚度。當(dāng)隔離膜300的厚度b小于3μm，則隔離膜300對(duì)抗熱收縮的性能較差，難以滿足對(duì)正極片100和負(fù)極片200的阻隔要求。當(dāng)隔離膜300的厚度b大于16μm，則隔離膜300過(guò)厚，占用空間，導(dǎo)致電化學(xué)裝置體積過(guò)大，能量密度低。

在一些示例性的實(shí)施例中，隔離膜300為聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜中的一種，且上述隔離膜300具有良好的耐熱性能，在氟類(lèi)添加劑的配合下具有良好的熱收縮穩(wěn)定性，進(jìn)而對(duì)正極片100和負(fù)極片200具有良好的阻隔效果。

在一些示例性的實(shí)施例中，正極活性材料層110包括氟類(lèi)添加劑，氟類(lèi)添加劑在正極活性材料層110中的質(zhì)量百分含量為X 1，且0.0001%≤X 1≤3.0%，例如，X 1可以為0.0001%、0.01%、0.5%、1.0%、1.2%、1.5%、2.0%或3.0%等。當(dāng)X 1大于3.0%時(shí)，電化學(xué)裝置的熱安全性能沒(méi)有進(jìn)一步的改善，當(dāng)X 1小于0.0001%時(shí)，電化學(xué)裝置的熱安全性未能得到提升。

在一些示例性的實(shí)施例中，負(fù)極活性材料層210包括氟類(lèi)添加劑，氟類(lèi)添加劑在負(fù)極活性材料層210中的質(zhì)量百分含量為X 2，且0.0001%≤X 2≤3.0%例如，X 2可以為0.0001%、0.02%、0.4%、1.0%、1.2%、1.8%、2.0%或3.0%等。當(dāng)X 2大于3.0%時(shí)，電化學(xué)裝置的熱安全性能沒(méi)有進(jìn)一步的改善，當(dāng)X 2小于0.0001%時(shí)，電化學(xué)裝置的熱安全性未能得到提升。

在一些示例性的實(shí)施例中，電解液包括氟類(lèi)添加劑，氟類(lèi)添加劑在電解液中的質(zhì)量百分含量為Y，且0.01%≤Y≤8.0%，例如，Y可以為0.01%、0.5%、1.0%、2.0%、4.0%、6.0%、或8.0%等。當(dāng)Y大于8.0%時(shí)，電化學(xué)裝置的熱安全性能沒(méi)有進(jìn)一步的改善，當(dāng)Y小于0.01%時(shí)，電化學(xué)裝置的熱安全性未能得到提升。

其中，可設(shè)置正極活性材料層110和電解液、負(fù)極活性材料層210和電解液、正極活性材料層110和負(fù)極活性材料層210中包括氟類(lèi)添加劑，或者，設(shè)置正極活性材料層110、負(fù)極活性材料層210和電解液中均包括氟類(lèi)添加劑。此時(shí)，正極活性材料層110、負(fù)極活性材料層210和電解液中氟類(lèi)添加劑的含量各自獨(dú)立地滿足上述條件式，即滿足條件式0.0001%≤X 1≤3.0%、0.0001%≤X 2≤3.0%和0.01%≤Y≤8.0%。

在一些示例性的實(shí)施例中，電解液還包括第一添加劑，第一添加劑選自1,3-丙烷磺內(nèi)酯和多腈化合物中的至少一種。

在一些示例性的實(shí)施例中，多腈化合物包括二腈或三腈中的至少一種。

二腈包括丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、1,5-二氰基戊烷、1,6-二氰基己烷、四甲基丁二腈，乙二醇雙(丙腈)醚中的一種。

三腈包括1,3,5-戊三甲腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己三甲腈、1,2,6-己三甲腈、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷中的一種。

在一些示例性的實(shí)施例中，第一添加劑在電解液中的質(zhì)量百分含量為Z，且0.5%≤Z≤10%，例如，Z可以為0.5%、1.0%、1.5%、3.2%、4.0%、5.5%、7.0%、8.0%或10%等。當(dāng)電解液中包括第一添加劑時(shí)，能夠進(jìn)一步改善電化學(xué)裝置的熱安全性能。第一添加劑為有效的正極片100保護(hù)添加劑，與氟類(lèi)添加劑共同作用時(shí)，二者的協(xié)同作用可抑制正極片100和負(fù)極片200兩者表面材料的副反應(yīng)。

在一些示例性的實(shí)施例中，Y、Z滿足關(guān)系式：0.002≤Y/Z≤4，在電解液同時(shí)包括第一添加劑和氟類(lèi)添加劑時(shí)，控制Y和Z兩個(gè)參數(shù)滿足上述條件式，防止第一添加劑和氟類(lèi)添加劑兩者過(guò)渡競(jìng)爭(zhēng)，使兩者在正極片100和負(fù)極片200表面充分，反應(yīng)發(fā)揮良好的保護(hù)效果。

電解液還包括鋰鹽和非水溶劑，將上述氟類(lèi)添加劑和第一添加劑中的至少一種以及鋰鹽添加至非水溶劑中即獲得電解液。本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)鋰鹽沒(méi)有特別限制，鋰鹽可以使用本領(lǐng)域公知的任何鋰鹽，只要能實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的目的即可，例如，鋰鹽可以包括LiTFSI、LiPF 6、LiBF 4、LiAsF 6、LiClO 4、LiB(C 6H 5) 4、LiCH 3SO 3、LiCF 3SO 3、LiN(SO 2CF 3) 2、LiC(SO 2CF 3) 3或LiPO 2F 2等中的至少一種。本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)鋰鹽非水溶劑也沒(méi)有特別限制，只要能實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的目的即可，例如，非水溶劑可以包括碳酸酯化合物、羧酸酯化合物、醚化合物、腈化合物或其它有機(jī)溶劑等中的至少一種，碳酸酯化合物可以包括碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、碳酸亞丁酯(BC)、碳酸乙烯基亞乙酯(VEC)、碳酸氟代亞乙酯(FEC)、碳酸1,2-二氟亞乙酯、碳酸1,1-二氟亞乙酯、碳酸1,1,2-三氟亞乙酯、碳酸1,1,2,2-四氟亞乙酯、碳酸1-氟-2-甲基亞乙酯、碳酸1-氟-1-甲基亞乙酯、碳酸1,2-二氟-1-甲基亞乙酯、碳酸1,1,2-三氟-2-甲基亞乙酯或碳酸三氟甲基亞乙酯等中的至少一種。

正極活性材料層110還包括正極活性材料，本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)正極活性材料沒(méi)有特別限制，只要能實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的目的即可，例如，正極活性材料包括NCM811、NCM622、NCM523、NCM111、NCA、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸錳鐵鋰或鈦酸鋰中的至少一種。

正極活性材料層110還包括正極導(dǎo)電劑和/或正極粘接劑，本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)正極導(dǎo)電劑沒(méi)有特別限制，只要能實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的目的即可，例如，正極導(dǎo)電劑可以包括導(dǎo)電炭黑、乙炔黑、科琴黑、片層石墨、石墨烯、碳納米管或碳纖維中的至少一種。本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)正極粘接劑沒(méi)有特別限制，只要能實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的目的即可，例如，正極粘接劑包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚酰胺、羧甲基纖維素鈉、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。

本申請(qǐng)的正極集流體120沒(méi)有特別限制，正極集流體120可以為本領(lǐng)域公知的任何正極集流體120，如鋁箔、鋁合金箔或復(fù)合集流體等。

負(fù)極活性材料層210還包括負(fù)極活性材料，本申請(qǐng)的負(fù)極活性材料沒(méi)有特別限制，負(fù)極活性材料可以為現(xiàn)有技術(shù)的任何負(fù)極活性材料，負(fù)極活性材料包括石墨、硬碳、軟碳、硅、硅碳或硅氧化物等中的至少一種。

負(fù)極活性材料層210還可以包括負(fù)極導(dǎo)電劑和/或負(fù)極粘結(jié)劑。本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)負(fù)極導(dǎo)電劑沒(méi)有特別限制，只要能實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的目的即可，例如，負(fù)極導(dǎo)電劑可以包括炭黑、乙炔黑、科琴黑、片層石墨、石墨烯、碳納米管、碳纖維或碳納米線中的至少一種。本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)負(fù)極粘結(jié)劑沒(méi)有特別限制，只要能實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的目的即可，例如，負(fù)極粘結(jié)劑可以包括羧甲基纖維素（CMC）、聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚苯胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚硅氧烷、丁苯橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂或聚芴中的至少一種。

本申請(qǐng)的負(fù)極集流體220沒(méi)有特別限制，負(fù)極集流體220可以為本領(lǐng)域公知的任何負(fù)極集流體220，如銅箔、鋁箔、鋁合金箔或復(fù)合集流體等。

本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)外包裝沒(méi)有特別限制，只要能實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的目的即可，例如，外包裝可以包括鋁塑膜外包裝。

本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種電子設(shè)備，包括如上的電化學(xué)裝置。

本申請(qǐng)實(shí)施例的電子設(shè)備沒(méi)有特別限定，其可以是用于現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何電子設(shè)備。在一些實(shí)施例中，電子設(shè)備包括但不限于：筆記本電腦、筆輸入型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電腦、電子書(shū)播放器、便攜式電話、便攜式傳真機(jī)、便攜式復(fù)印機(jī)、便攜式打印機(jī)、頭戴式立體聲耳機(jī)、錄像機(jī)、液晶電視、手提式清潔器、便攜CD機(jī)、迷你光盤(pán)、收發(fā)機(jī)、電子記事本、計(jì)算器、存儲(chǔ)卡、便攜式錄音機(jī)、收音機(jī)、備用電源、電機(jī)、汽車(chē)、摩托車(chē)、助力自行車(chē)、自行車(chē)、照明器具、玩具、游戲機(jī)、鐘表、電動(dòng)工具、閃光燈、照相機(jī)、家庭用大型蓄電池和鋰離子電容器等。

以下將以電化學(xué)裝置為鋰離子電池為例，結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

一、鋰離子電池性能測(cè)試方法

熱沖擊測(cè)試：將待測(cè)鋰離子電池在25℃條件下，以恒定電流0.5C充電至4.45V，CV（constant-voltage，恒壓充電）至電流為0.025C，將待測(cè)鋰離子電池豎直放置于箱體中按照5±2℃升溫速度升溫至特定溫度并保持100分鐘。判定通過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)為恒溫100分鐘的過(guò)程中待測(cè)鋰離子電池不起火，不爆炸，每組測(cè)試3顆電池，3顆電池全部通過(guò)，視為該組鋰離子電池滿足特定溫度的熱沖擊測(cè)試。

二、鋰離子電池的制備方法

1、正極片100的制備

將正極活性材料鈷酸鋰（分子式為L(zhǎng)iCoO 2）、正極粘接劑聚偏二氟乙烯（PVDF）、正極導(dǎo)電劑導(dǎo)電炭黑（Super-P）按質(zhì)量比96：2：2溶于N-甲基吡咯烷酮（NMP）中混合均勻制成正極漿料。將正極漿料均勻地涂布在厚度為12μm的正極集流體120鋁箔上，120℃烘烤1h，之后經(jīng)過(guò)壓實(shí)、分切得到正極片100。

上述正極漿料不添加氟類(lèi)添加劑，在正極漿料中加入氟類(lèi)添加劑并攪拌均勻，按照上述步驟正常涂布，即可得到添加氟類(lèi)添加劑的正極片100。

2、負(fù)極片200的制備

將負(fù)極活性材料石墨、羧甲基纖維素鈉（CMC）、丁苯橡膠按質(zhì)量比85：2：13溶于水中，充分混合攪拌得到負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料均勻地涂布在厚度為12μm的負(fù)極集流體220銅箔上，在120℃烘烤1h得到負(fù)極片200，之后經(jīng)過(guò)壓實(shí)、分切得到負(fù)極片200。

上述負(fù)極漿料不添加氟類(lèi)添加劑，在負(fù)極漿料中加入氟類(lèi)添加劑并攪拌均勻，按照上述步驟正常涂布，即可得到添加氟類(lèi)添加劑的負(fù)極片200。

3、電解液的制備

將碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯以3：7的質(zhì)量比混合，同時(shí)加入1M的LiPF 6，獲得電解液基料。

在上述電解液基料中加入氟類(lèi)添加劑和第一添加劑中的至少一種，獲得電解液。

4、鋰離子電池的制備

以聚丙烯薄膜作為隔離膜300。將正極片100、隔離膜300以及負(fù)極片200按順序依次層疊，使隔離膜300處于正極片100和負(fù)極片200之間，將正極片100和負(fù)極片200隔離，然后卷繞，正極耳連接正極片100，負(fù)極耳連接負(fù)極片200，即獲得電極組件。將電極組件裝入外包裝的內(nèi)部空間，外包裝為鋁箔包裝袋，并將正極耳和負(fù)極耳自外包裝的內(nèi)部空間引出至外包裝的外部空間，在80℃烘烤除水后，向外包裝的內(nèi)部空間注入電解液，經(jīng)過(guò)真空封裝、靜置、化成、整形等工序，即制得鋰離子電池。

按照上述方法制備實(shí)施例和對(duì)比例的鋰離子電池，并進(jìn)行測(cè)試。

表1中，實(shí)施例1-1至實(shí)施例1-10中包含氟類(lèi)添加劑，氟類(lèi)添加劑包括六氟銻酸鋰，且氟類(lèi)添加劑添加在電解液中，氟類(lèi)添加劑在電解液中的質(zhì)量含量為0.5%。

表1

表1中，根據(jù)對(duì)比例1-1和實(shí)施例1-2可以看出，通過(guò)加入氟類(lèi)添加劑，可顯著提升鋰離子電池的熱沖擊溫度。同時(shí)，通過(guò)調(diào)整a和b的大小，得到b/a一系列比值，其中，當(dāng)b/a>30或b/a<0.4時(shí)，隔離膜300過(guò)薄，且隔離膜300尺寸較小使隔離膜300在高溫條件容易過(guò)度收縮，隔離膜300熱沖擊性能較差，進(jìn)而導(dǎo)致正極片100和負(fù)極片200接觸短路，使鋰離子電池失效。當(dāng)a和b兩個(gè)參數(shù)在0.4≤b/a≤30的范圍內(nèi)時(shí)，隔離膜300具有較好的熱沖擊性能，使鋰離子電池具有較好的高溫耐受性能。優(yōu)選地，a和b兩個(gè)參數(shù)滿足條件式0.8≤b/a≤10。

表2中，實(shí)施例2-1至實(shí)施例2-14中包含氟類(lèi)添加劑，氟類(lèi)添加劑包括六氟銻酸鋰，且氟類(lèi)添加劑添加在電解液中，氟類(lèi)添加劑在電解液中的質(zhì)量含量為0.5%。

表2

表2中，當(dāng)a滿足條件式0.5≤a≤9、b滿足條件式3≤b≤16時(shí)，隔離膜300熱沖擊性能較好。當(dāng)極耳下方的隔離膜300超出正極片100的沿正極片的寬度方向正極邊緣部101的長(zhǎng)度太短時(shí)，或者隔離膜300太薄時(shí)，正極片100和負(fù)極片200短路的風(fēng)險(xiǎn)增加；而隔離膜300超出正極片100的沿正極片的寬度方向正極邊緣部101的長(zhǎng)度太長(zhǎng)或隔離膜300太厚時(shí)，熱沖擊性能沒(méi)有進(jìn)一步的提升，同時(shí)會(huì)影響電池的體積能量密度。

表3中，實(shí)施例3-1至實(shí)施例3-35中、對(duì)比例3-1至對(duì)比例3-5中，a為4，b為4，正極片100的正極活性材料層110、負(fù)極片200的負(fù)極活性材料層210和電解液中的至少一種包括氟類(lèi)添加劑，氟類(lèi)添加劑的添加位置和添加量具體見(jiàn)表3

表3

根據(jù)表3可以看出，通過(guò)在正極片100、負(fù)極片200及電解液中添加不同類(lèi)型的氟類(lèi)添加劑，明顯改善鋰離子電池的熱沖擊性能。調(diào)整正極片100和負(fù)極片200中氟類(lèi)添加劑的含量，得到不同的性能改善，當(dāng)正極片100和負(fù)極片200中氟類(lèi)添加劑的含量＞3%時(shí)，對(duì)熱安全性能沒(méi)有進(jìn)一步的改善；而當(dāng)正極片100和負(fù)極片200中氟類(lèi)添加劑的含量太低時(shí)，熱安全性能不能得到提升。同理，在電解液中添加氟類(lèi)添加劑，得到同樣的規(guī)律。在實(shí)施例3-32至3-35中，同時(shí)在正極片100和電解液、負(fù)極片200和電解液、正極片100和負(fù)極片200中添加氟類(lèi)添加劑，以及在正極片100、負(fù)極片200和電解液中添加氟類(lèi)添加劑，也可實(shí)現(xiàn)改善目的，因此氟類(lèi)添加劑不局限于添加在電池中的某個(gè)部位。

表4中，實(shí)施例4-1至實(shí)施例4-10中，a為4，b為4，電解液包括氟類(lèi)添加劑，氟類(lèi)添加劑包括六氟鋁酸鈉，且氟類(lèi)添加劑在電解液的質(zhì)量含量為0.01%。電解液還包括第一添加劑。

表4

根據(jù)表4可以看出，相對(duì)于實(shí)施例3-31，實(shí)施例4-1至實(shí)施例4-8中，當(dāng)在電解液中添加第一添加劑時(shí)，可進(jìn)一步改善熱安全性能。第一添加劑為有效的正極保護(hù)添加劑，與氟類(lèi)添加劑共同作用時(shí)，二者的協(xié)同作用可抑制正極片100和負(fù)極片200的表層的副反應(yīng)。通過(guò)調(diào)整第一添加劑的用量，第一添加劑的最佳加入量在0.5%-10%之間；對(duì)比例4-1中，當(dāng)添加量太少，無(wú)法在正極片100和負(fù)極片200的表層形成穩(wěn)定保護(hù)，對(duì)循環(huán)無(wú)改善；對(duì)比例4-2中，當(dāng)?shù)谝惶砑觿┑奶砑恿砍^(guò)10%時(shí)，不僅無(wú)法繼續(xù)改善鋰離子電池的熱安全性能，還會(huì)帶來(lái)其它方面的惡化，如阻抗增加，循環(huán)性能惡化。

表5中，實(shí)施例5-1至實(shí)施例5-8中，a為4，b為4，電解液包括氟類(lèi)添加劑，氟類(lèi)添加劑包括六氟鋁酸鈉，且氟類(lèi)添加劑在電解液的質(zhì)量含量為0.01%。電解液還包括第一添加劑，第一添加劑為辛二腈，辛二腈在電解液的質(zhì)量含量為5%。

表5

電解液同時(shí)包括氟類(lèi)添加劑和第一添加劑時(shí)，氟類(lèi)添加劑和第一添加劑的比值需控制在一定范圍。其中，當(dāng)氟類(lèi)添加劑和第一添加劑都添加在電解液中時(shí)，二者在正極片100和負(fù)極片200的表層將存在明顯的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，根據(jù)實(shí)施例5-至實(shí)施例5-5可以看出，當(dāng)氟類(lèi)添加劑和第一添加劑的添加量在滿足條件式0.002≤Y/Z≤4時(shí)，可保證氟類(lèi)添加劑和第一添加劑都能在正極片100和負(fù)極片200的表層充分反應(yīng)，發(fā)揮較好的保護(hù)效果，且鋰離子電池的熱沖擊性能較好。

本實(shí)施例的附圖中相同或相似的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)相同或相似的部件；在本申請(qǐng)的描述中，需要理解的是，若有術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本申請(qǐng)和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此附圖中描述位置關(guān)系的用語(yǔ)僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專(zhuān)利的限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。

以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本申請(qǐng)，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。

電化學(xué)裝置及電子設(shè)備.pdf