[发明专利]电化学装置和包含其的电子装置

说明书

本申请涉及电化学装置和包含其的电子装置。本申请的电化学装置包括：正极、负极和电解液，所述正极包括正极集流体和位于所述正极集流体上的正极活性物质区、绝缘区和交互区；所述交互区位于所述正极活性物质区和所述绝缘区之间，并且与所述正极活性物质区和所述绝缘区相接；所述正极活性物质区包括正极活性物质；所述绝缘区包括无机填料；所述交互区包括所述正极活性物质和所述无机填料；并且所述电解液包括具有氰基的化合物或具有硫氧双键的化合物中的至少一种。本申请提供的电化学装置具有改善的高温高压下的间歇循环性能和安全性能。

技术领域

本申请涉及储能领域，具体涉及一种电化学装置和包含其的电子装置，特别是锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。然而锂离子电池在受到挤压、碰撞或穿刺等异常情况时很容易发生着火、爆炸，从而引起严重危害。因此锂离子电池的安全问题很大程度地限制了锂离子电池的应用和普及。

当由于发生碰撞、挤压、穿刺等异常情况而导致电池发生内短路时，电池温度会上升。现有技术中有采用在金属集流体的材料中加入低熔点合金的技术方案，随着电池温度的上升，该集流体中的低熔点合金发生熔融，从而造成极片断路，由此切断电流，从而改善了电池的安全性；或采用具有树脂层两面复合有金属层的多层结构的集流体，随着电池温度的上升，当达到树脂层材料的熔点时，该集流体的树脂层熔融而使极片破损，由此切断电流，从而改善电池的安全问题。

然而现有技术中的这些方法都无法有效地阻止锂离子电池内短路的发生，而且也无法保证在异常情况发生后电池还可以继续工作。因此，有必要提供一种能在碰撞、挤压、穿刺等异常情况发生后，有效地防止电池由于内短路的发生而引起的着火、爆炸等事故且不影响电池正常工作的电池设计。

发明内容

本申请通过提供一种能够改善电化学装置在高温高压下的间歇循环性能，而且有效提高高电压下的安全性能的电化学装置和电子装置，以在某种程度上解决存在于现有技术的问题。

在一个实施例中，本申请提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括：正极、负极和电解液，所述正极包括正极集流体和位于所述正极集流体上的正极活性物质区、绝缘区和交互区；所述交互区位于所述正极活性物质区和所述绝缘区之间，并且与所述正极活性物质区和所述绝缘区相接；所述正极活性物质区包括正极活性物质；所述绝缘区包括无机填料；所述交互区包括所述正极活性物质和所述无机填料；并且所述电解液包括具有氰基的化合物或具有硫氧双键的化合物中的至少一种。

在一些实施例中，所述电解液包括具有氰基的化合物和具有硫氧双键的化合物，其中基于所述电解液的质量，所述具有氰基的化合物的质量百分比为a％，所述具有硫氧双键的化合物的质量百分比为b％，其中a和b满足：0.1≤a+b≤15；和0.5≤a/b≤20。

在一些实施例中，所述正极活性物质区的质量为A₁ mg/1540.25mm²，所述绝缘区的质量为A₂ mg/1540.25mm²，其中A₁和A₂满足：A₁/A₂＞1.2。

在一些实施例中，所述正极活性物质区的质量为A₁ mg/1540.25mm²，所述A₁的取值范围为100至400。

在一些实施例中，基于所述绝缘区的质量，所述绝缘区中无机填料的质量百分比为M₁％，所述绝缘区的质量为A₂ g/1540.25mm²，其中M₁和A₂满足：0.3≤M₁/A₂≤1.5。