电化学装置和电子装置制造方法及图纸

本申请涉及一种电化学装置和电子装置。具体而言，本申请提供一种电化学装置，其包括负极和电解液，所述负极包括：负极集流体；底涂层，所述底涂层包括体积膨胀树脂且形成在所述负极集流体的至少一个表面上；和负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质且形成在所述底涂层上；以及所述电解液包括丙酸丙酯。上述设计不仅能够充分改善电化学装置在热失控下的安全性能，而且还能够有效降低其在低温存储下的电压降。温存储下的电压降。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学装置和电子装置


[0001]本申请涉及储能领域，具体涉及一种电化学装置和电子装置，特别是锂离子电池。

技术介绍

[0002]随着智能产品的普及和应用，人们对手机、笔记本电脑、相机等电子产品的需求逐年增加，而电化学装置作为电子产品的电源在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色。其中，锂离子电池凭借其具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等优势而在消费电子领域中广泛应用。
[0003]然而，近年来，由于锂离子电池引发的电子产品爆炸等事件频频发生，锂离子电池的安全问题引起了人们的高度重视。而确保锂离子电池的使用安全性是拓展其应用所要解决的首要问题。此外，随着锂离子电池在极限条件下的应用，如何改善电化学装置在低温下的放电性能，也是人们关注的热点。
[0004]有鉴于此，确有必要提供一种在高温高压下具有高安全性且在低温存储下具有低电压降的电化学装置和电子装置。

技术实现思路

[0005]本申请实施例通过调整在电化学装置中应用的负极组成和电解液中的成分以在某种程度上解决存在于现有技术的问题。
[0006]在本申请的一方面，本申请提供一种电化学装置，其包括负极和电解液，所述负极包括：负极集流体；底涂层，所述底涂层包括体积膨胀树脂且形成在所述负极集流体的至少一个表面上；和负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质且形成在所述底涂层上；以及所述电解液包括丙酸丙酯。
[0007]根据本申请的实施例，基于所述电解液的总重量，所述丙酸丙酯的含量为x％；基于所述底涂层的重量，所述体积膨胀树脂的含量为a％；并且其中5≤x≤50且x/a≥1。
[0008]根据本申请的实施例，0.1≤a≤10。
[0009]根据本申请的实施例，所述电化学装置的内部温度为20℃至40℃时，所述体积膨胀树脂的体积为V0，其中所述电化学装置的内部温度达到140℃至160℃的范围内时，所述体积膨胀树脂的体积为V1，其中V1/V0≥2。
[0010]根据本申请的实施例，所述体积膨胀树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯乙酸乙烯酯或聚丙乙烯中的至少一种。
[0011]根据本申请的实施例，所述体积膨胀树脂包括热膨胀性微球。
[0012]根据本申请的实施例，所述底涂层还包括导电剂，所述导电剂包括碳纳米管、石墨烯或炭黑中的至少一种。
[0013]根据本申请的实施例，所述底涂层还包括粘结剂，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、苯乙烯
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丁二烯橡胶或含氟橡胶中的至少一种。
[0014]根据本申请的实施例，所述电解液还包括具有氰基的化合物，所述具有氰基的化
合物包括丁二腈、己二腈、乙二醇双(丙腈)醚、1,3,5
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戊三甲腈、1,3,6
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己三甲腈、1,2,6
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己三甲腈、1,2,3
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三(2
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氰基乙氧基)丙烷或1,2,4
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三(2
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氰基乙氧基)丁烷中的至少一种。
[0015]根据本申请的实施例，所述电解液还包括氟代碳酸乙烯酯、1,3
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丙磺酸内酯、硫酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1
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丙基磷酸环酐或二氟磷酸锂中的至少一种。
[0016]根据本申请的实施例，所述负极满足H1/H≤0.1，其中沿垂直于所述负极集流体的方向，所述底涂层的厚度为H1μm，所述负极活性物质层的厚度为Hμm。
[0017]根据本申请的实施例，所述底涂层的厚度为H1μm且0.5≤H1≤5。
[0018]根据本申请的实施例，所述负极满足W1/W≤0.5，其中所述底涂层的重量为W1mg/1540.25mm2，所述负极活性物质层的重量为W mg/1540.25mm2。
[0019]根据本申请的实施例，所述底涂层的重量为W1mg/1540.25mm2，且20≤W1≤100。
[0020]在本申请的另一方面，本申请提供一种电子装置，其包括本申请所述的电化学装置。
[0021]本申请通过使用特定的负极结构和电解液的组合保证了电化学装置在高压高温下具有高安全性能，并且可有效降低电化学装置在低温存储下的电压降。
[0022]本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。
具体实施方式
[0023]本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。
[0024]除非另外明确指明，本文使用的下述术语具有下文指出的含义。
[0025]术语“包括”、“含有”和“包含”以其开放、非限制性含义使用。
[0026]另外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。
[0027]在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的一者或多者”、“中的一个或多个”、“中的一种或多种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。
[0028]本申请研究发现，电化学装置(例如，锂离子电池)的安全问题本质上与热失控有关。例如，在电子产品的使用过程中，会不可避免地涉及到对电子产品的滥用，诸如彻夜对电子产品充电而导致电化学装置过充等。滥用会导致电化学装置发热甚至发烫，此时将很容易诱发并且加剧电化学装置内部的副反应。这些副反应主要包括正负极活性物质的分解以及正负极活性物质与电解液之间的反应，而这些反应大多数为放热反应，这会导致电化学装置的内部温度进一步升高(例如，其内部温度高达120℃及以上)，最终导致电化学装置出现热失控。
[0029]针对这一问题，目前常用的技术是在电化学装置的隔离膜表面涂覆低熔点聚合
物。当电化学装置的内部温度升高时，聚合物会熔化并借助毛细作用吸入到隔离膜基体的微孔中以促使隔膜闭孔，从而切断锂离子的传输通道，终止充放电反应的发生，保证电化学装置在滥用时的安全性。但是，这种方法的缺点是：当热失控发生时，温度往往升高得很快，此时聚合物根本来不及熔化并借助毛细作用使隔膜大面积闭孔，从而来不及终止充放电反应的发生；而随着温度的不断升高，副反应的加剧，正负极的结构会受到不可逆的破坏，导致其热稳定性大大地降低，从而引发安全问题。
[0030]为了解决上述问题，本申请在负极的底涂层中使用了体积膨胀树脂，以使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电化学装置，其包括负极和电解液，所述负极包括：负极集流体；底涂层，所述底涂层包括体积膨胀树脂且形成在所述负极集流体的至少一个表面上；和负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质且形成在所述底涂层上；以及所述电解液包括丙酸丙酯。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中基于所述电解液的总重量，所述丙酸丙酯的含量为x％；基于所述底涂层的重量，所述体积膨胀树脂的含量为a％；并且其中5≤x≤50且x/a≥1。3.根据权利要求2所述的电化学装置，其中0.1≤a≤10。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电化学装置的内部温度为20℃至40℃时，所述体积膨胀树脂的体积为V0，其中所述电化学装置的内部温度达到140℃至160℃的范围内时，所述体积膨胀树脂的体积为V1，其中V1/V0≥2。5.根据权利要求4所述的电化学装置，其中所述体积膨胀树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯乙酸乙烯酯或聚丙乙烯中的至少一种。6.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述体积膨胀树脂包括热膨胀性微球。7.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述底涂层还包括导电剂，所述导电剂包括碳纳米管、石墨烯或炭黑中的至少一种。8.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述底涂层还包括粘结剂，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、苯乙烯
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丁二烯橡胶或含氟橡胶中的至少一种。9.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电解液还包括具有氰基的化合物，所述具有氰基的化...

【专利技术属性】
技术研发人员：程文强，王可飞，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：