电化学装置和电子装置的制作方法

本申请涉及储能领域，具体涉及一种电化学装置和电子装置，特别是锂离子电池。

背景技术：

1、随着技术的发展，电化学装置(例如，锂离子电池)已广泛应用于生活及生产中的各个领域。锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、环境友好等优点。锂离子电池在应用时也遇到许多挑战，例如，续航里程、成本、充电性能、安全性能、爬坡性能等。提升锂离子电池的倍率性能通常会导致锂离子电池的温度升高，导致其安全性下降。

2、有鉴于此，确有必要提供一种兼顾高倍率性能和良好安全性的电化学装置和电子装置。

技术实现思路

1、本申请实施例通过提供一种具有改进的倍率性能和安全性能的电化学装置和电子装置以在至少某种程度上解决至少一种存在于相关领域中的问题。

2、本申请提供一种电化学装置，其包括正极、负极和电解液，所述负极包括负极集流体和形成在所述负极集流体上的负极合剂层，所述负极合剂层包括负极活性材料，其中：所述负极合剂层的屈服点的伸长率为x％，所述负极活性材料的中值粒径为yμm，x与y满足：0.1≤x/y≤30；所述电解液包括具有氰基的化合物。

3、根据本申请的实施例，x在10至30的范围内，y在1至50的范围内。

4、根据本申请的实施例，基于所述电解液的重量，所述具有氰基的化合物的含量为z％，z在0.1至10的范围内。

5、根据本申请的实施例，x与z满足：2≤x/z≤100。

6、根据本申请的实施例，所述负极合剂层包括橡胶，所述橡胶包括丁苯橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氟橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、苯乙烯-丙烯橡胶中的至少一种。

7、根据本申请的实施例，所述橡胶进一步包括丙烯酸官能团、氯三氟乙烯官能团或六氟丙烯官能团中的至少一种。

8、根据本申请的实施例，所述负极活性材料具有以下特征中的至少一者：

9、(i)包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、无定形碳、含硅材料、含锡材料、合金材料中的至少一种；

10、(ii)包括金属，所述金属包括钼、铁或铜中的至少一种，并且基于所述负极合剂层的重量，所述金属的含量为0.05％以下。

11、根据本申请的实施例，所述具有氰基的化合物包括丁二腈、戊二腈、己二腈、1,5-二氰基戊烷、1,6-二氰基己烷、四甲基丁二腈、2-甲基戊二腈、2,4-二甲基戊二腈、2,2,4,4-四甲基戊二腈、1,4-二氰基戊烷、1,2-二氰基苯、1,3-二氰基苯、1,4-二氰基苯、乙二醇双(丙腈)醚、3,5-二氧杂-庚二腈、1,4-二(氰基乙氧基)丁烷、二乙二醇二(2-氰基乙基)醚、三乙二醇二(2-氰基乙基)醚、四乙二醇二(2-氰基乙基)醚、1,3-二(2-氰基乙氧基)丙烷、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、1,5-二(2-氰基乙氧基)戊烷、乙二醇二(4-氰基丁基)醚、1,4-二氰基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-乙基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二乙基-2-丁烯、1,6-二氰基-3-己烯、1,6-二氰基-2-甲基-3-己烯、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、1,2,4-三(2-氰基乙氧基)丁烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亚甲基)乙烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亚甲基)丙烷、3-甲基-1,3,5-三(氰基乙氧基)戊烷、1,2,7-三(氰基乙氧基)庚烷、1,2,6-三(氰基乙氧基)己烷或1,2,5-三(氰基乙氧基)戊烷中的至少一种。

12、根据本申请的实施例，所述具有氰基的化合物包括不含醚键的二腈化合物和含醚键的二腈化合物，所述不含醚键的二腈化合物的含量大于所述含醚键的二腈化合物的含量。

13、根据本申请的实施例，所述具有氰基的化合物包括二腈化合物和三腈化合物，所述二腈化合物的含量大于三腈化合物的含量。

14、根据本申请的实施例，所述具有氰基的化合物包括二腈化合物和具有醚键的三腈化合物，所述二腈化合物的含量大于具有醚键的三腈化合物的含量。

15、根据本申请的实施例，所述电解液进一步包括以下化合物中的至少一种：

16、a)氟代碳酸乙烯酯；

17、b)含硫氧双键的化合物；

18、c)二氟磷酸锂；和

19、d)式1化合物：

20、

21、其中：

22、r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地为氢或c1-c10烷基；

23、l1和l2各自独立地为-(cr7r8)n-；

24、r7和r8各自独立地为氢或c1-c10烷基；以及

25、n为1、2或3。

26、根据本申请的实施例，所述式1化合物包括以下化合物中的至少一种：

27、

28、根据本申请的实施例，基于所述电解液的重量，所述式1化合物的含量在0.01％至5％的范围内。

29、根据本申请的实施例，基于所述电解液的重量，所述氟代碳酸乙烯酯的含量为b％，b在0.1至10的范围内。

30、根据本申请的实施例，y与b的关系满足：4≤y×b≤200。

31、在本申请的另一方面，本申请提供一种电子装置，其包括根据本申请所述的电化学装置。

32、本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。

技术特征：

1.一种电化学装置，其包括正极、负极和电解液，所述负极包括负极集流体和形成在所述负极集流体上的负极合剂层，所述负极合剂层包括负极活性物质，其中：

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中x在10至30的范围内，y在1至50的范围内。

3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中基于所述电解液的重量，所述具有氰基的化合物的含量为z％，z在0.1至10的范围内。

4.根据权利要求3所述的电化学装置，其中x与z满足：2≤x/z≤100。

5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述负极合剂层包括橡胶，所述橡胶包括丁苯橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氟橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、苯乙烯-丙烯橡胶中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的电化学装置，其中所述橡胶进一步包括丙烯酸官能团、氯三氟乙烯官能团或六氟丙烯官能团中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述负极活性物质具有以下特征中的至少一者：

8.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述具有氰基的化合物包括不含醚键的二腈化合物和含醚键的二腈化合物，所述不含醚键的二腈化合物的含量大于所述含醚键的二腈化合物的含量。

9.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述具有氰基的化合物包括二腈化合物和三腈化合物，所述二腈化合物的含量大于三腈化合物的含量。

10.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述具有氰基的化合物包括二腈化合物和具有醚键的三腈化合物，所述二腈化合物的含量大于具有醚键的三腈化合物的含量。

11.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电解液进一步包括以下化合物中的至少一种：

12.根据权利要求11所述的电化学装置，其中所述式1化合物包括以下化合物中的至少一种：

13.根据权利要求11所述的电化学装置，其中基于所述电解液的重量，所述式1化合物的含量在0.01％至5％的范围内。

14.根据权利要求1所述的电化学装置，其中基于所述电解液的重量，所述氟代碳酸乙烯酯的含量为b％，b在0.1至10的范围内。

15.根据权利要求14所述的电化学装置，其中y与b的关系满足：4≤y×b≤200。

16.一种电子装置，其包括根据权利要求1-15中任一项所述的电化学装置。

技术总结
本申请涉及一种电化学装置和电子装置。具体而言，本申请提供一种电化学装置，其包括正极、负极和电解液，所述负极包括负极集流体和形成在所述负极集流体上的负极合剂层，所述负极合剂层包括负极活性物质，其中所述负极合剂层的屈服点的伸长率与所述负极活性物质的D50满足特定关系，且所述电解液包括具有氰基的化合物。本申请的电化学装置具有改进的倍率性能和安全性能。

技术研发人员：王可飞,江兵
受保护的技术使用者：宁德新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13