[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，其中电化学装置包括正极极片和电解液；正极极片包括正极活性材料层，正极活性材料层包括正极活性材料和正极添加剂，正极添加剂包括磷酸钛铝锂、钛酸镧锂、钽酸镧锂、磷酸锗铝锂、锂镧锆氧、铌掺杂锂镧锆氧或钽掺杂锂镧锆氧中的至少一种，电解液包含式（I）化合物；基于正极活性材料层的质量，正极添加剂的质量百分含量为p%，0.1≤p≤1.2，基于电解液的质量，式（I）化合物的质量百分含量为q%，0.1≤q≤12。将本申请范围内的正极添加剂和式（I）化合物应用于电化学装置，并调控p、q的值在本申请范围内，能够改善电化学装置的循环性能、高温间歇循环性能和膨胀性能。

技术领域

本申请涉及电化学技术领域，特别是涉及一种电化学装置及电子装置。

背景技术

电化学装置，例如锂离子电池，因其能量密度高、循环性能好、环保、安全且无记忆效应等优点，被广泛的应用于便携式电子产品、电动交通、国防航空、能源储备等领域。现有技术中，通过提高锂离子电池的电压，可从正极活性材料的晶体结构中脱出更多的锂离子，从而提高正极活性材料的容量，以提高锂离子电池的能量密度。

但是，随着锂离子电池的电压的进一步升高，锂离子从正极活性材料的晶体结构中脱出会导致一系列不可逆的相变，使得正极活性材料的循环性能大大降低，并且在高压下正极极片和电解液之间的界面副反应增加，电解液分解增加，过渡金属溶出严重，造成正极活性材料的容量衰减，不利于锂离子电池的循环性能。

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，以改善电化学装置的循环性能。具体技术方案如下：

本申请第一方面提供了一种电化学装置，其包括正极极片和电解液，正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层，其中，正极活性材料层包括正极活性材料和正极添加剂，正极添加剂包括磷酸钛铝锂、钛酸镧锂、钽酸镧锂、磷酸锗铝锂、锂镧锆氧、铌掺杂锂镧锆氧或钽掺杂锂镧锆氧中的至少一种；基于正极活性材料层的质量，正极添加剂的质量百分含量为p%，0.1≤p≤1.2；电解液包含式（I）化合物：

，其中，R₁选自或，a、b、c、d、e、f、g、h、i、m、n各自独立地为0至10的整数，且c和d不同时为0；基于电解液的质量，式（I）化合物的质量百分含量为q%，0.1≤q≤12。正极极片包括上述正极添加剂、电解液包括上述式（I）化合物并调控p、q的值在本申请范围内，正极添加剂可在正极活性材料与电解液之间形成物理屏障，减少正极活性材料与电解液之间的界面反应；同时，当正极活性材料高度脱锂时，正极添加剂可作为锂源进行补锂，缓解正极活性材料由于脱锂导致的结构相变。但是在电化学装置的循环过程中，正极活性材料持续脱锂，逐渐产生应力应变，所述应力应变会导致正极添加剂与正极活性材料之间的接触有变弱的趋势。当正极添加剂与正极活性材料之间的接触变弱时，正极添加剂对正极活性材料与电解液间界面反应的抑制能力将会变差。此时，通过式（I）化合物可减少上述界面反应，稳定正极活性材料及正极添加剂，维持正极添加剂所提供的上述物理屏障及补锂的作用，从而改善高压下电化学装置的循环性能、高温间歇循环性能和膨胀性能。

在本申请的一些实施方案中，式（I）化合物包括以下化合物：

。

将包括上述范围内的式（I）化合物的电解液应用于电化学装置中，有利于降低过渡金属（例如钴）溶出以及其在负极极片表面沉积的可能性，从而改善电化学装置的循环性能和高温间歇循环性能。

在本申请的一些实施方案中，0.5≤q≤12。通过调控式（I）化合物的质量百分含量在上述范围内，有利于降低过渡金属溶出以及其在负极极片表面沉积的可能性，从而改善电化学装置的循环性能、高温间歇循环性能和膨胀性能。