[发明专利]电化学装置和电子装置

说明书

本申请涉及一种电化学装置和电子装置。该电化学装置包括正极、隔膜、电解液和负极，所述负极包括集流体和负极活性材料层，所述负极活性材料层包括负极活性材料，所述负极活性材料的X射线衍射图谱中，在18°至30°之间具有衍射峰Q1和衍射峰Q2，所述衍射峰Q1的半峰宽为4°至12°，所述电化学装置满足：1.0≤CB/[(Dv99‑Dv90)/Dv50]≤3.5，其中Dv99、Dv90和Dv50分别表示负极活性材料颗粒的Dv99、Dv90和Dv50，单位为μm，CB为相同面积下负极容量与正极容量之比。本申请的电化学装置具备优异的快充性能，且能量密度高，循环性能好，具有较高的应用价值。

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种电化学装置和电子装置。

背景技术

由于锂电池的高能量密度和配方不同能够适应不同使用环境的特点，锂离子电池实现商业化，在市场得以广泛使用。如今，凭借着高能量密度、高安全性的优势，在短时间，锂离子电池已经彻底占领了消费电子市场，并扩展到了电动汽车领域，这些领域不仅要求锂离子电池具有更大的容量，对其能量密度、充放电速率以及循环稳定性也不断提出更高的要求。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术缺点，本发明提供一种电化学装置和电子装置。本申请提供的电化学装置具备优异的快充性能，且能量密度高，循环性能优异。

在第一方面，本申请提供一种电化学装置，该电化学装置包括正极、隔膜、电解液和负极，所述负极包括集流体和负极活性材料层，所述负极活性材料层包括负极活性材料，所述负极活性材料的X射线衍射图谱中，在18°至30°之间具有衍射峰Q1和衍射峰Q2，所述衍射峰Q1的半峰宽为4°至12°，所述电化学装置满足：1.0≤CB/[(Dv99-Dv90)/Dv50]≤3.5，其中Dv99、Dv90和Dv50分别表示负极活性材料颗粒的Dv99、Dv90和Dv50，单位为μm，CB为相同面积下负极容量与正极容量之比。

本申请的实施方式中，衍射峰Q1代表硬碳材料的衍射峰，硬碳材料具有可观的容量、优异的快充性能以及极低的膨胀性，因此使用硬碳材料不仅能够有效的抑制极片的膨胀，还能够获得更高的容量，提升了负极的能量密度。同时，经研究发现，当锂离子电池的CB与负极活性材料颗粒粒径满足：1.0≤CB/[(Dv99-Dv90)/Dv50]≤3.5时，负极的均一性更高，可以避免粒径太小与电解质产生较多的副反应而影响对电池性能的改善效果，还可以避免粒径太大阻碍活性离子在负极活性物质颗粒内部固相传导而影响对电池性能的改善效果。因此，负极可具有良好的动力学性能，同时锂离子电池可兼具长循环寿命、高能量密度以及快速充电能力。根据本申请的一些优选实施方式，1.5≤CB/[(Dv99-Dv90)/Dv50]≤3.5。

根据本申请的一些实施方式，CB值范围为0.80至1.50，优选CB值范围为1.00至1.35。CB值过大时，锂电池不可逆容量损失，导致电池容量偏低，能量密度下降。

根据本申请的一些实施方式，所述衍射峰Q1的峰位(以2θ值表示)小于所述衍射峰Q2的的峰位(以2θ值表示)。根据本申请的一些实施方式，所述衍射峰Q2的半峰宽小于4°。根据本申请的一些实施方式，所述衍射峰Q2的半峰宽为0.1°至3.5°。根据本申请的实施方式中，衍射峰Q2代表石墨材料的衍射峰。将硬碳活性材料与石墨活性材料混合不仅增加了硬碳材料颗粒与硬碳材料颗粒或石墨材料颗粒间的接触，极片材料整体可以获得更好的电子导电性，较低的内阻。

根据本申请的一些实施方式，负极活性材料层的截面孔隙率为P_负，P_负的取值范围为15％至35％。由于硬碳材料颗粒特性，使负极具有较高的孔隙率，可以确保极片在较高压实的状态下也具有较高的保液量，可获得更好的离子导电性。但同时也会带来更多的成膜消耗，带来容量损失。因此，综合考虑锂离子电池的动力学与能量密度，优选地，P_负的取值范围为15％至30％；更优选地，P_负的取值范围为15％至25％。