电化学装置和电子装置制造方法及图纸

本申请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，其中，第一层设置在负极集流体和第二层之间；其中，第一层和第二层均包括石墨，并且第二层中的石墨的结晶度与第一层中的石墨的结晶度的比率为0.4至0.8。通过在第一层中采用结晶度较高的石墨，能够发挥较高的容量，提升电化学装置的能量密度，同时在第二层中采用结晶度较低的石墨，可以避免下层的高结晶度石墨的表层析锂问题，改善电化学装置的动力学性能。动力学性能。动力学性能。

【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]本申请涉及电化学储能领域，具体地，涉及电化学装置和电子装置。

技术介绍

[0002]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)的能量密度和动力学性能提出了越来越高的要求，期望这方面的进一步改进。

技术实现思路

[0003]本申请的实施例提供了一种电化学装置，该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，其中，第一层设置在负极集流体和第二层之间；其中，第一层和第二层均包括石墨，并且第二层中的石墨的结晶度与第一层中的石墨的结晶度的比率为0.4至0.8。
[0004]在一些实施例中，第二层中的石墨的结晶度为20nm至28nm。在一些实施例中，第一层中的石墨的结晶度为30nm至50nm。在一些实施例中，第一层与第二层的厚度的比率为3至5。在一些实施例中，第一层中的石墨的质量百分含量为70％至98％。在一些实施例中，第二层中的石墨的质量百分含量为70％至98％。在一些实施例中，第一层还包括第一粘结剂和第一分散剂，第二层包括第二粘结剂和第二分散剂。在一些实施例中，第一粘结剂和第二粘结剂各自独立地包括聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚苯胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚硅氧烷、丁苯橡胶、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或聚芴中的至少一种。在一些实施例中，第一分散剂和第二分散剂各自独立地包括羧甲基纤维素或羧甲基纤维素盐中的至少一种。
[0005]本申请的实施例还提供了一种电子装置，包括上述电化学装置。
[0006]本申请通过在第一层中采用结晶度较高的石墨，能够发挥较高的容量，提升电化学装置的能量密度，同时在第二层中采用结晶度较低的石墨，可以避免下层的高结晶度石墨的表层析锂问题，改善电化学装置的动力学性能。
附图说明
[0007]图1示出了本申请的一些实施例的负极极片的截面图。
具体实施方式
[0008]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。
[0009]结晶度高的石墨缺陷密度低，容量和首次效率高，但动力学性能差，容易导致负极极片的表层析锂。
[0010]本申请的实施例提供了一种电化学装置，该电化学装置包括负极极片。图1示出了根据一些实施例的负极极片的宽度方向和厚度方向所在的截面的截面图。如图1所示，负极极片包括负极集流体101、第一层102和第二层103，其中，第一层102设置在负极集流体101
和第二层103之间。
[0011]在一些实施例中，第一层102和第二层103均包括石墨，并且第二层103中的石墨的结晶度与第一层102中的石墨的结晶度的比率为0.4至0.8。在一些实施例中，石墨的结晶度可以用Lc来定义，Lc是石墨片沿着与片平面垂直的c轴方向进行堆积的厚度。石墨的结晶度(Lc)可以通过以下方法进行测试，但是这仅是示例性的，还可以采用其他合适的测试方法：使用X射线衍射仪(XRD，德国Bruker D8 Advance)测试石墨粉末的X射线衍射图谱，扫描范围为5
°
～80
°
。在20
°
～30
°
范围内的衍射峰对应(002)晶面，可得(002)峰对应的半高宽β
002
，即(002)峰高度最大处高度一半时谱带的全宽。Lc＝K*λ/β
002
*COSθ
002
，其中，K＝0.089，θ
002
为(002)峰对应的θ值，β
002
为(002)峰的半高宽。测试负极极片表层的XRD能够得到第二层中的石墨的结晶度信息，用刮刀刮掉表层石墨后，再做XRD测试能够得到第一层中的石墨的结晶度信息。第一层和第二层的分界可以通过负极极片截面的SEM辨别。
[0012]靠近负极集流体的第一层采用结晶度更高的石墨，远离负极集流体的第二层采用结晶度更小的石墨，第二层的低结晶度石墨的活性位点多，有利于锂离子的嵌入和脱嵌，不易析锂，并且使得电解液与负极极片的接触更充分；第一层的石墨的缺陷密度小，结晶度较高，能够发挥相对较高的容量。因此，在不损失容量的情况下，可有效避免第一层作为负极极片的表层时由高结晶度石墨引起的表层析锂问题，能够有效改善电化学装置的动力学性能并且能够减缓循环衰减，提升电化学装置的循环性能。
[0013]另外，如果第二层103中的石墨的结晶度与第一层102中的石墨的结晶度的比率太小，则通常地第二层103中的石墨的缺陷密度太高，不利于结构的稳定；如果第二层103中的石墨的结晶度与第一层102中的石墨的结晶度的比率太大，则通常地第一层102中的石墨的结晶度太低，不利于充分地提升电化学装置的容量。
[0014]在一些实施例中，第二层103中的石墨的结晶度为20nm至28nm。如果第二层103中的石墨的结晶度太小，则第二层103中的石墨的缺陷密度太高，不利于石墨的结构的稳定；如果第二层103中的石墨的结晶度太大，则改善负极极片的表面析锂的作用相对受限。在一些实施例中，第一层102中的石墨的结晶度为30nm至50nm。如果第一层102中的石墨的结晶度太小，则不能充分地提升电化学装置的容量；如果第一层102中的石墨的结晶度太大，则对石墨材料的要求较高，成本也较高。
[0015]在一些实施例中，第一层102与第二层103的厚度的比率为3至5。如果第一层102与第二层103的厚度的比率太小，则第二层103的厚度太厚，不利于电化学装置中的高结晶度石墨的容量的充分发挥。如果第一层102与第二层103的厚度的比率太大，则第二层103的厚度太小，第二层103改善负极极片的表面析锂的作用相对受限。
[0016]在一些实施例中，第一层102中的石墨的质量百分含量为70％至98％。如果第一层102中的石墨的质量百分含量太小，则不利于充分地提升电化学装置的能量密度；如果第一层102中的石墨的质量百分含量太大，则第一层102中的其他组分(例如，粘结剂)的含量太少，不利于第一层102整体的结构稳定。在一些实施例中，第二层103中的石墨的质量百分含量为70％至98％。如果第二层103中的石墨的质量百分含量太小，则不利于充分地提升电化学装置的能量密度；如果第二层103中的石墨的质量百分含量太大，则第二层103中的其他组分(例如，粘结剂)的含量太少，不利于第二层103整体的结构稳定。
[0017]在一些实施例中，第一层102还包括第一粘结剂和第一分散剂，第二层103包括第二粘结剂和第二分散剂。在一些实施例中，第一粘结剂和第二粘结剂各自独立地包括聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚苯胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚硅氧烷、丁苯橡胶、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或聚芴中的至少一种。在一些实施例中，第一分散剂和第二分散剂各自独立地包括羧甲基纤维素或羧甲基纤维素盐中的至少一种。在一些实施例中，第一层102和第二层103还可以各自独立地包括硅、硅合金、硅氧材料、硅碳材料、硬碳或锡基材料中的至少一种。
[0018]在一些实本文档来自技高网...

【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：负极极片，所述负极极片包括负极集流体、第一层和第二层，所述第一层位于所述负极集流体和所述第二层之间；其中，所述第一层和所述第二层均包括石墨，并且所述第二层中的石墨的结晶度与所述第一层中的石墨的结晶度的比率为0.4至0.8。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第二层中的石墨的结晶度为20nm至28nm。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一层中的石墨的结晶度为30nm至50nm。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一层与所述第二层的厚度的比率为3至5。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一层中的石墨的质量百分含量为70％至98％。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雅雯，陶威，刘奥，李磊，
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：