电化学装置及包含其的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及包含其的电子装置，特别是锂离子电池。

背景技术：

1、随着技术的发展和对移动装置的需求的增加，人们对电化学装置(例如，锂离子电池)的需求显著增加。同时具有高能量密度以及优异的寿命和循环特性的锂离子电池是研究方向之一。

2、锂离子电池的理论容量可随着负极活性物质的种类而变化。随着循环的进行，锂离子电池通常会产生充电/放电容量降低的现象，使锂离子电池的性能劣化。近年来，在锂离子电池制造中，为了降低环境负担等，使用水性介质作为分散介质的水性浆料组合物得到越来越多的关注，但水性浆料会因为浆料组合物中气泡的存在导致活性物质层中产生多个针孔、凹坑等缺陷，从而影响电化学装置的循环性能。

3、有鉴于此，确有必要提供一种改进的、具有优异的循环性能的电化学装置及包含其的电子装置。

技术实现思路

1、本申请实施例通过提供一种电化学装置及包含其的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、在本申请的一方面，本申请提供了一种电化学装置，其包括正极、负极和电解液，其中所述负极包括负极活性物质层，其中经接触角测定法测定，所述负极活性物质层相对非水溶剂的接触角不大于60°；所述负极活性物质层的孔隙率为10％至60％；所述电解液还含有二氟磷酸盐和铁族元素，所述铁族元素包括钴元素、镍元素或其组合，且基于所述电解液的总重量，所述铁族元素的含量为不大于0.05wt％。

3、根据本申请的一些实施例，经接触角测定法测定，所述非水溶剂在所述负极活性物质层上的液滴直径不大于30mm。

4、根据本申请的一些实施例，所述接触角测定法是指在所述负极活性物质层表面滴加3微升碳酸二乙酯的液滴后，在100秒内测试所述液滴在所述负极活性物质层的表面的接触角。

5、根据本申请的一些实施例，所述负极活性物质层包括碳材料，所述碳材料具有以下特征中的至少一者：

6、(a)小于5m2/g的比表面积；

7、(b)5μm至30μm的中值粒径。

8、根据本申请的一些实施例，所述负极活性物质层包括人造石墨、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。

9、根据本申请的一些实施例，所述负极活性物质层进一步包括钼、铁和铜中的至少一种金属，并且基于所述负极活性物质层的总重量计，所述至少一种金属的含量为不大于0.05wt％。

10、根据本申请的一些实施例，所述负极活性物质层进一步包括助剂，所述助剂具有以下特征中的至少一者：

11、(a)氧化电位不小于4.5v，且还原电位不大于0.5v；

12、(b)表面张力不大于30mn/m；

13、(c)包括非离子表面活性剂；

14、(d)基于所述负极活性物质层的总重量，所述助剂的含量为不大于3000ppm。

15、根据本申请的一些实施例，所述助剂包括非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂包括聚氧乙烯醚、多元醇酯、酰胺或嵌段聚醚中的至少一种。

16、根据本申请的一些实施例，所述非离子表面活性剂包括以下中的至少一种：聚氧乙烯烷基醇酰胺、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯胺、烷基醇酰胺、月桂醇聚氧乙烯醚、12-14碳伯醇聚氧乙烯醚、12-14碳仲醇聚氧乙烯醚、支链化13碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚、支链化10碳格尔伯特醇聚氧乙烯、直链的10碳醇聚氧乙烯醚、直链的8碳辛醇聚氧乙烯醚、直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚、脂肪酸单甘油酯、单硬脂酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、复合硅酮聚醚复合物、聚山梨脂、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、聚醚改性三硅氧烷或聚醚改性有机硅聚醚硅氧烷。

17、根据本申请的一些实施例，所述电解液含有碳酸乙烯酯，所述碳酸乙烯酯在所述电解液中的含量x mg与所述负极活性物质层的反应面积y m2满足如下关系：10≤(x/y)≤100。

18、根据本申请的一些实施例，所述电解液还含有式1化合物：

19、

20、其中，r是具有1至5个碳原子的直链或非直链烷基或者-sir2r3r4，其中r2、r3和r4各自独立地是具有1至5个碳原子的烷基，并且

21、r1是具有2至3个碳原子且被选自以下的取代基取代的亚烷基：至少一个氟原子或含至少一个氟原子且具有1至3个碳原子的烷基。

22、根据本申请的一些实施例，在式1中，r是-sir2r3r4，并且r1是具有2个碳原子且被选自以下的取代基取代的亚烷基：至少一个氟原子或含至少一个氟原子且具有1至3个碳原子的烷基。

23、根据本申请的一些实施例，所述式1化合物包括式1a至式1h表示的化合物中的至少一种：

24、

25、根据本申请的一些实施例，基于所述电解液的总重量，所述式1化合物的含量为0.001wt％至10wt％。

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

27、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，其中所述负极包括负极活性物质层，其中：

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中经接触角测定法测定，所述非水溶剂在所述负极活性物质层上的液滴直径不大于30mm。

3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述接触角测定法是指在所述负极活性物质层表面滴加3微升碳酸二乙酯的液滴后，在100秒内测试所述液滴在所述负极活性物质层的表面的接触角。

4.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层进一步包括助剂，所述助剂具有以下特征中的至少一者：

5.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层包括碳材料，所述碳材料具有以下特征中的至少一者：

6.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层包括人造石墨、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。

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层进一步包括钼、铁和铜中的至少一种金属，并且基于所述负极活性物质层的总重量，所述至少一种金属的含量为不大于0.05wt％。

8.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述助剂包括非离子表面活性剂，且所述非离子表面活性剂包括聚氧乙烯醚、多元醇酯、酰胺或嵌段聚醚中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的电化学装置，其中所述非离子表面活性剂包括以下中的至少一种：聚氧乙烯烷基醇酰胺、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯胺、烷基醇酰胺、月桂醇聚氧乙烯醚、12-14碳伯醇聚氧乙烯醚、12-14碳仲醇聚氧乙烯醚、支链化13碳格尔伯特醇聚氧乙烯醚、支链化10碳格尔伯特醇聚氧乙烯、直链的10碳醇聚氧乙烯醚、直链的8碳辛醇聚氧乙烯醚、直链的8碳异辛醇聚氧乙烯醚、脂肪酸单甘油酯、单硬脂酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、复合硅酮聚醚复合物、聚山梨脂、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、聚醚改性三硅氧烷或聚醚改性有机硅聚醚硅氧烷。

10.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电解液含有碳酸乙烯酯，所述碳酸乙烯酯在所述电解液中的含量x mg与所述负极活性物质层的反应面积y m2满足如下关系：10≤(x/y)≤100。

11.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电解液还含有式1化合物：

12.根据权利要求11所述的电化学装置，其中：

13.根据权利要求11所述的电化学装置，其中所述式1化合物包括式1a至式1h表示的化合物中的至少一种：

14.根据权利要求10所述的电化学装置，其中基于所述电解液的总重量，所述式1化合物的含量为0.001wt％至10wt％。

15.一种电子装置，其包括根据权利要求1-14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及包含其的电子装置。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，其中所述负极包括负极活性物质层，其中经接触角测定法测定，所述负极活性物质层相对非水溶剂的接触角不大于60°。本申请的电化学装置具有改进的循环性能。

技术研发人员：王可飞,戴振,王莹莹,周丰
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：2024/1/16