[发明专利]电化学装置和电子装置

说明书

本申请的实施例提供了电化学装置和电子装置。电化学装置包括负极极片，负极极片包括负极集流体、第一层和第二层，第一层位于负极集流体和第二层之间；其中，第一层包括第一负极活性材料，第二层包括第二负极活性材料；所述第一负极活性材料含有第一掺杂元素，所述第二负极活性材料含有第二掺杂元素；第一层中的第一掺杂元素的质量百分比大于第二层中的第二掺杂元素的质量百分比，所述第一掺杂元素和所述第二掺杂元素的种类相同，第一掺杂元素和第二掺杂元素各自独立地包括S、N、P、B、Sn或Sb中的至少一种。如此，在提升电化学装置的能量密度的同时，减小了对快充性能的不利影响。

技术领域

本申请涉及电化学储能领域，具体地涉及电化学装置和电子装置。

背景技术

伴随电化学储能技术的发展，对电化学装置（例如，锂离子电池）的能量密度和快充性能提出了越来越高的要求。然而，电化学装置的能量密度和快充性能难以兼容，通常地，提升极片的能量密度会在一定程度上恶化其动力学性能，因此，期待这方面的进一步改进。

发明内容

本申请提供了一种电化学装置，电化学装置包括负极极片，负极极片包括负极集流体、第一层和第二层，第一层位于负极集流体和第二层之间；其中，第一层包括第一负极活性材料，第二层包括第二负极活性材料；所述第一负极活性材料含有第一掺杂元素，所述第二负极活性材料含有第二掺杂元素；第一层中的第一掺杂元素的质量百分比大于第二层中的第二掺杂元素的质量百分比，所述第一掺杂元素和所述第二掺杂元素的种类相同，第一掺杂元素和第二掺杂元素包括S、N、P、B、Sn或Sb中的至少一种。

在一些实施例中，第一层中的第一掺杂元素的质量百分比为0.01%至1%。在一些实施例中，第二层中的第二掺杂元素的质量百分比为0.001%至0.01%。在一些实施例中，第一层中的第一掺杂元素的质量百分比为0.1%至0.3%。在一些实施例中，第一负极活性材料和第二负极活性材料各自独立地包括石墨或硬碳中的至少一种。在一些实施例中，第一负极活性材料和第二负极活性材料还各自独立地包括硅基材料。在一些实施例中，第一层中的硅基材料的质量百分比为1%至30%。在一些实施例中，第二层中的硅基材料的质量百分比为0.1%至4%。在一些实施例中，第一层的质量与第一层和第二层的总质量的比率为40%至80%。在一些实施例中，第二层的质量与第一层和第二层的总质量的比率为20%至60%。

本申请的实施例还提供了一种电子装置，包括上述的电化学装置。

通过在负极极片中采用双层活性材料层设计，并且下面的第一层中的第一掺杂元素的质量百分比大于上面的第二层中的第二掺杂元素的质量百分比，其中第一掺杂元素和第二掺杂元素各自独立地包括S、N、P、B、Sn或Sb中的至少一种，如此，第一层中较高的第一掺杂元素的质量百分比确保了负极极片的高容量，第二层确保负极极片具有优异的动力学性能，保证了快充能力，从而在提升电化学装置的能量密度的同时，减小了对快充性能的不利影响。

附图说明

图1示出了根据一些实施例的负极极片的沿着宽度方向和厚度方向获得的示意截面图。

图2示出了根据另一些实施例的负极极片的沿着宽度方向和厚度方向获得的示意截面图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本申请，但不以任何方式限制本申请。

通常地，提升能量密度的手段通常会不同程度地影响电化学装置的动力学性能。当负极极片的表面动力学性能不足时，容易导致表面析锂。本申请通过采用双层涂布技术，第一层的活性材料层富含掺杂元素，这些掺杂元素可以改善负极活性材料的电子状态，使得负极活性材料更容易获得电子，形成新的化学键，从而储存更多的锂离子，提升负极极片的比容量，有利于提升电化学装置的能量密度。而第二层的活性材料层含有较少的掺杂元素，有利于确保电化学装置的动力学性能。