本申請(qǐng)涉及電化學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及一種電化學(xué)裝置和電子裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，鋰離子電池因能量密度高、可小型化和輕量化等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、無人機(jī)、電動(dòng)車、電動(dòng)工具、電力存儲(chǔ)系統(tǒng)等。特別是3c產(chǎn)品領(lǐng)域，消費(fèi)用戶對(duì)電子產(chǎn)品的續(xù)航提升仍然有極大的需求，因此對(duì)鋰離子電池的能量密度提出了更高的要求。為了進(jìn)一步提高鋰離子電池的能量密度，需要使用高比容量的電極材料。硅基材料作為一類合金化型負(fù)極材料，可以提供高達(dá)4200mah/g的超高比容量，因此硅基材料是提升能量密度極具潛力的材料。然而硅基材料鋰化后會(huì)形成鋰硅合金，鋰硅合金具有高度活潑的反應(yīng)性，極其容易進(jìn)攻電解液中的溶劑分子，導(dǎo)致電解液快速消耗以及活性鋰損失，因此會(huì)存在循環(huán)性能差的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種電化學(xué)裝置和電子裝置，以改善電化學(xué)裝置的循環(huán)性能。具體技術(shù)方案如下：

2、本申請(qǐng)的第一方面提供了一種電化學(xué)裝置，其包括負(fù)極極片和電解液，其中，所述負(fù)極極片包括負(fù)極材料層，所述負(fù)極材料層包括硅碳負(fù)極材料；

3、所述硅碳負(fù)極材料包括包括雜元素，雜元素包括b、p或s元素中的至少一種，基于硅碳負(fù)極材料的總質(zhì)量，雜元素的質(zhì)量百分含量為0.1％至2％；

4、所述電解液包括式i化合物和氟代碳酸乙烯酯；

5、

6、其中，r選自含氟取代或未取代的c2至c6烷基，含氟取代或未取代的c6至c12芳基，氟取代可以是全取代或者部分取代。

7、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，基于負(fù)極材料層的總質(zhì)量，硅元素的質(zhì)量百分含量為15％至40％。

8、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，基于負(fù)極材料層的總質(zhì)量，硅元素的質(zhì)量百分含量為30％至85％。

9、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，式i化合物包括以下化合物中的至少一種：

10、

11、

12、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，基于電解液的總質(zhì)量，式i化合物的質(zhì)量百分含量為3％至50％，優(yōu)選為3％至20％。

13、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，基于電解液的總質(zhì)量，氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為5％至30％，優(yōu)選為5％至15％。

14、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，電解液包括腈類化合物，腈類化合物包括丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、戊二腈、甲基戊二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈或癸二腈中的至少一種，基于電解液的總質(zhì)量，腈類化合物的質(zhì)量百分含量為0.1％至5％。

15、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，電解液還包括第一組分，第一組分包括碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的至少一種；基于電解液的總質(zhì)量，第一組分的質(zhì)量百分含量為5％至35％

16、在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，電解液還包括第二組分，第二組分包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸丙酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯或異丁酸乙酯中的至少一種；基于電解液的總質(zhì)量，第二組分的質(zhì)量百分含量為5％至35％。

17、本申請(qǐng)的第二方面提供了一種電子裝置，其包括本申請(qǐng)第一方面所述的電化學(xué)裝置。

18、本申請(qǐng)的有益效果：

19、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電化學(xué)裝置和電子裝置。電化學(xué)裝置包括負(fù)極極片和電解液，電解液包括式i化合物和氟代碳酸乙烯酯(fec)，負(fù)極極片包括負(fù)極材料層，負(fù)極材料層包括硅碳負(fù)極材料，硅碳負(fù)極材料包括雜元素，雜元素包括b、p或s元素中的至少一種，其中，硅碳負(fù)極材料是一種優(yōu)秀的高容量負(fù)極材料，其表面包覆的雜元素可一定程度抑制硅與電解液的副反應(yīng)，但在長循環(huán)過程中，硅仍會(huì)與電解液接觸發(fā)生副反應(yīng)，導(dǎo)致固體電解質(zhì)界面(sei)膜不斷生成，消耗電池中的活性鋰元素。而氟代碳酸乙烯酯是良好的電化學(xué)裝置電解液添加劑，電解液中的氟代碳酸乙烯酯在電池化成過程中可以在電極界面形成交聯(lián)的高韌性的聚合物保護(hù)層，從而極大地改進(jìn)電化學(xué)裝置的循環(huán)性能，但氟代碳酸乙烯酯在電池中的消耗速率較快，形成聚合物層較厚，會(huì)在一定程度上阻礙鋰離子傳輸，加入式i化合物可以在電極界面形成富含s和f元素的含鋰無機(jī)化合物的正負(fù)極界面鈍化層，從而阻止fec的過度聚合，因此協(xié)同形成了較薄的sei/陰極電解質(zhì)界面(cei)層，提升電池界面性能的同時(shí)改善循環(huán)性能。

20、當(dāng)然，實(shí)施本申請(qǐng)的任一產(chǎn)品或方法并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種電化學(xué)裝置，其包括負(fù)極極片和電解液，其中，所述負(fù)極極片包括負(fù)極材料層，所述負(fù)極材料層包括硅碳負(fù)極材料；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其中，基于所述負(fù)極材料層的總質(zhì)量，硅元素的質(zhì)量百分含量為15％至40％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其中，基于所述負(fù)極材料層的總質(zhì)量，所述硅碳負(fù)極材料的質(zhì)量百分含量為30％至85％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其中，所述式i化合物包括以下化合物中的至少一種：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述式i化合物的質(zhì)量百分含量為3％至50％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述式i化合物的質(zhì)量百分含量為3％至20％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為5％至30％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其中，基于所述電解液的總質(zhì)量，所述氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分含量為5％至15％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)裝置，其中，所述電解液包括腈類化合物，所述腈類化合物包括丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、戊二腈、甲基戊二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈或癸二腈中的至少一種；基于所述電解液的總質(zhì)量，所述腈類化合物的質(zhì)量百分含量為0.1％至5％。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)裝置，其中，所述電解液還包括第一組分，所述第一組分包括碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的至少一種；基于所述電解液的總質(zhì)量，所述第一組分的質(zhì)量百分含量為5％至35％。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)裝置，其中，所述電解液還包括第二組分，所述第二組分包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸丙酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯或異丁酸乙酯中的至少一種；基于所述電解液的總質(zhì)量，所述第二組分的質(zhì)量百分含量為5％至35％。

12.一種電子裝置，其包括權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)裝置。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電化學(xué)裝置和電子裝置，電化學(xué)裝置包括負(fù)極極片和電解液，其中，所述負(fù)極極片包括負(fù)極材料層，負(fù)極材料層包括硅碳負(fù)極材料，硅碳負(fù)極材料包括雜元素，所述雜元素包括B、P或S元素中的至少一種；所述電解液包括式I化合物和氟代碳酸乙烯酯；將同時(shí)包括式I化合物和氟代碳酸乙烯酯的電解液應(yīng)用于電化學(xué)裝置，提升了電化學(xué)裝置的循環(huán)性能，同時(shí)兼顧電化學(xué)裝置具有較高的能量密度。

技術(shù)研發(fā)人員：張佳明,簡(jiǎn)俊華,唐超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧德新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19