[发明专利]一种电化学装置及电子装置

说明书

本申请提供了一种电化学装置及电子装置，包括正极、负极、隔离膜和电解液，其中，电解液包括氟代碳酸乙烯酯和三腈化合物，基于电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为A％，2≤A≤6，三腈化合物的质量百分含量为B％，2≤B≤5，A和B之间满足：4≤A×B≤20；负极的缺陷程度为Id/Ig，满足：0.07＜Id/Ig≤0.13，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量A％与Id/Ig之间满足：1.5≤A/(10×Id/Ig)≤8.6。本申请改善了电化学装置的能量密度、循环性能和安全性能。

技术领域

本申请涉及电化学技术领域，具体涉及一种电化学装置及电子装置。

背景技术

锂离子电池具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等特点，广泛应用于电能储存、便携式电子设备和电动汽车等各个领域。随着锂离子电池的使用范围不断扩大，市场对锂离子电池提出了更高的要求，例如要求锂离子电池具有更快的充电速度、更长的使用寿命。

然而，随着锂离子电池充电速度的提高其更容易析锂，影响锂离子电池循环性能和安全性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电化学装置及电子装置，以提高电化学装置的循环性能。具体技术方案如下：

本申请的第一方面提供了一种电化学装置，其包括正极、负极、隔离膜和电解液，其中，所述电解液包括氟代碳酸乙烯酯和三腈化合物，基于所述电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为A％，2≤A≤6，例如，A可以为2、3、4、5、6或为其间的任意范围；三腈化合物的质量百分含量为B％，2≤B≤5，例如，B可以为2、2.5、3、3.5、4、4.5、5或为其间的任意范围。A和B之间满足：4≤A×B≤20，例如，A×B可以为4、5、6、8、10、12、15、17、20或为其间的任意范围。负极的缺陷程度为Id/Ig，满足：0.07＜Id/Ig≤0.13，例如，Id/Ig可以为0.07、0.08、0.09、0.10、0.12、0.13或为其间的任意范围，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量A％与Id/Ig之间满足：1.5≤A/(10×Id/Ig)≤8.6，例如，A/(10×Id/Ig)可以为1.5、2、3、3.5、4、5、6、7、8、8.6或为其间的任意范围。不限于任何理论，通过调整A×(10×Id/Ig)在上述范围内，能够得到具有良好循环性能、能量密度以及安全性能的锂离子电池。本申请的正极可以指正极极片，负极可以指负极极片。

本申请发明人发现，通过调整A×B、A/(10×Id/Ig)在上述范围内，能够提高锂离子电池能量密度和循环性能。不限于任何理论，这可能是由于本申请的电解液中包含上述含量范围的三腈化合物时，三腈化合物虽然能够提升正极界面的稳定性，但锂离子电池的动力学性能也需提高，以获得更高的充电速度。基于此，本申请通过调整氟代碳酸乙烯酯这种负极成膜添加剂的含量，能够在改善析锂的同时提高锂离子电池的动力学性能；通过协同调整A/(10×Id/Ig)，能够平衡锂离子电池的负极动力学性能和高温稳定性，从而使锂离子电池整体上具有良好的循环性能、能量密度和安全性能。

本申请的一种实施方案中，所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料包括金属元素M，金属元素M包括Ti、Mg或Al中的至少一种，金属元素M在正极活性材料中的含量为C ppm，C和B之间满足：8≤C×B/1000≤30，例如，C×B/1000可以为8、10、13、15、18、20、22、25、27、30或为其间的任意范围。本申请通过调整C×B/1000在上述范围内，能够提高正极活性材料的结构稳定性，从而提高锂离子电池能量密度和循环性能。

本申请的一种实施方案中，Id/Ig与C之间满足：C/(1000×Id/Ig)≥20，优选为20≤C/(1000×Id/Ig)≤70。C/(1000×Id/Ig)可以为20、25、30、35、50、55、60、70或为其间的任意范围。不限于任何理论，C/(1000×Id/Ig)过小时(例如小于20)，不利于锂离子电池循环稳定性的提升。通过调整A×(10×Id/Ig)在上述范围内，能够得到具有良好循环性能、能量密度以及安全性能的锂离子电池。