本申请提供了一种电化学装置和电子装置，包括正极极片、负极极片、电解液和隔膜，正极极片包括正极集流体和位于正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层，正极活性材料层包括正极活性材料，正极活性材料包含M，M包括Mn、Ni、Co或Fe中的至少一种，正极活性材料包括a材料与b材料，基于a材料质量，a材料中Mn质量百分含量为40%至65%，基于b材料质量，b材料中Mn质量百分含量大于等于0%且小于40%；基于正极活性材料质量，a材料质量百分含量A为5%至60%，b材料质量百分含量B为40%至95%；正极活性材料层包括氧化铝，基于a材料和b材料总质量，氧化铝质量百分含量C为0.05%至0.3%。通过上述设置，可以提高电化学装置的循环性能和能量密度。度。度。
【技术实现步骤摘要】
一种电化学装置和电子装置
[0001]本申请涉及电化学领域，具体涉及一种电化学装置和电子装置。
技术介绍
[0002]电化学装置，例如锂金属电池，具有能量密度高、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等优势，在消费电子领域具有广泛的应用。锂金属具有高的理论比容量，在锂金属电池中具有广阔的应用前景。因此，利用锂金属作为负极，同时采用包括高能量密度正极材料的正极，可以大大提高锂金属电池的能量密度和工作电压。
[0003]但是，由于锂金属的活泼性极高，其与电解液反应的副产物会在负极极片上不断累积，循环过程中锂金属会不断的发生体积膨胀收缩，锂金属电池的阻抗不断增大，活性锂不断损失，造成容量下降，并且堆积的副产物会影响锂离子的传输，从而影响电化学装置的循环性能。
技术实现思路
[0004]本申请的目的在于提供一种电化学装置和电子装置，以改善电化学装置的循环性能。具体技术方案如下：需要说明的是，本申请的
技术实现思路
中，以锂金属电池作为电化学装置的例子来解释本申请，但是本申请的电化学装置并不仅限于锂金属电池。
[0005]本申请的第一方面提供了一种电化学装置，其包括正极极片、负极极片、电解液和隔膜，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，正极活性材料层包括正极活性材料，正极活性材料中包含M元素，M元素包括Mn、Ni、Co或Fe中的至少一种，正极活性材料包括a材料与b材料，基于a材料的质量，a材料中Mn元素的质量百分含量为40%至65%，基于b材料的质量，b材料中Mn元素的质量百分含量为大于等于0%且小于40%；基于正极活性材料的质量，a材料的质量百分含量A为5%至60%，b材料的质量百分含量B为40%至95%；正极活性材料层还包括氧化铝，基于a材料和b材料的总质量，氧化铝的质量百分含量C为0.05%至0.3%；负极极片包括锂金属或集流体中的至少一种，负极极片还包括M元素，基于负极极片的质量，M元素的质量百分含量X为0.05%至1%。通过将正极活性材料中a材料和b材料的质量百分含量、a材料和b材料中Mn元素的质量百分含量和负极极片中M元素的质量百分含量调控在上述范围内，a材料和b材料中的M元素在循环过程中溶出到电解液中，在电场驱动下，M元素迁移到负极极片的表面，在负极极片的表面被还原成金属M，金属M可催化固体电解质界面（SEI膜），使得锂离子传输通道畅通，通过调控氧化铝的质量百分含量在上述范围内，可进一步控制M元素的溶出速率，同时有利于电化学装置正极结构的稳定性，从而提高了电化学装置的循环性能。
[0006]在本申请的一些实施方案中，0.05≤A/B≤1.5，优选为0.052≤A/B≤0.67。通过调控A/B的值在上述范围内，有利于改善电化学装置的循环性能，提高电化学装置的能量密度。
[0007]在本申请的一些实施方案中，基于负极极片的质量，M元素的质量百分含量X为0.1%至0.5%。通过调控M元素的质量百分含量在上述范围内，M元素在负极极片表面发生反应形成金属M，有利于催化SEI膜，从而改善电化学装置的循环性能。
[0008]在本申请的一些实施方案中，基于a材料和b材料的总质量，氧化铝的质量百分含量C为0.05%至0.15%。通过调控氧化铝的质量百分含量可以进一步调控M元素的溶出速率，同时有利于电化学装置正极结构的稳定性，从而提高电化学装置的循环性能。
[0009]在本申请的一些实施方案中，0.33≤X/C≤10，优选为1≤X/C≤6。通过调控X/C的值在上述范围内，可以进一步改善电化学装置的循环性能。
[0010]在本申请的一些实施方案中，a材料包括尖晶石结构的锰酸锂或尖晶石结构的富锂锰中的至少一种；b材料包括镍钴锰酸锂三元材料、钴酸锂、镍酸锂或磷酸铁锂中的至少一种。通过选择上述范围内的a材料和b材料，有利于改善电化学装置的循环性能，提高电化学装置的能量密度。
[0011]在本申请的一些实施方案中，正极活性材料层的厚度为10μm至200μm，优选为30μm至80μm。通过调控正极活性材料层的厚度在上述范围内，有利于改善电化学装置的循环性能，提高能量密度。
[0012]在本申请的一些实施方案中，正极活性材料的颗粒粒径Dv50为2μm至20μm。通过调控正极活性材料的颗粒粒径Dv50在上述范围内，锂离子能够在电化学装置中实现较快的嵌入与脱嵌，从而提高了电化学装置的循环性能。
[0013]在本申请的一些实施方案中，集流体包括铜箔、钛箔、不锈钢、碳纸或石墨烯纸中的任意一种。选择上述范围内的集流体，电化学装置具有良好的循环性能。
[0014]本申请的第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案所述的电化学装置。本申请提供的电化学装置具有良好的循环性能和高能量密度，因此，电子装置具有较长的使用寿命。
[0015]本申请的有益效果：本申请提供了一种电化学装置和电子装置。其中，电化学装置包括正极极片、负极极片、电解液和隔膜，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，正极活性材料层包括正极活性材料，正极活性材料中包含M元素，M元素包括Mn、Ni、Co或Fe中的至少一种，正极活性材料包括a材料与b材料，基于a材料的质量，a材料中Mn元素的质量百分含量为40%至65%，基于b材料的质量，b材料中Mn元素的质量百分含量大于等于0%且小于40%；基于正极活性材料的质量，a材料的质量百分含量A为5%至60%，b材料的质量百分含量B为40%至95%；正极活性材料层还包括氧化铝，基于a材料和b材料的总质量，氧化铝的质量百分含量C为0.05%至0.3%；负极极片包括锂金属或集流体中的至少一种，负极极片还包括M元素，基于负极极片的质量，M元素的质量百分含量X为0.05%至1%。本申请的电化学装置利用a材料和b材料中的M元素在循环过程中溶出，并向负极极片迁移，通过调控氧化铝的质量百分含量，可以进一步控制M元素的溶出速率，M元素可以在负极极片表面还原成催化金属M，金属M能够催化SEI膜和副产物分解，减少负极极片表面副产物堆积的量，从而降低电化学装置的阻抗，有利于循环过程中的离子通道畅通，从而提高电化学装置的循环性能。
[0016]当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优
点。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
[0018]图1为本申请一些实施例中的电化学装置的结构示意图；图2为本申请实施例1
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1中正极极片沿厚度方向的截面扫描电镜图；图3为本申请实施例1
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1中正极活性材料层垂直于厚度方向的表面扫描电镜图；图4为本申请实施例1
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1和对比例4的循环性能对比图。
[0019]附图标记：电化学装置100；正极极本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，其特征在于，包括正极极片、负极极片、电解液和隔膜；所述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，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料中包含M元素，所述M元素包括Mn、Ni、Co或Fe中的至少一种，所述正极活性材料包括a材料与b材料，基于所述a材料的质量，所述a材料中Mn元素的质量百分含量为40%至65%，基于所述b材料的质量，所述b材料中Mn元素的质量百分含量大于或等于0%且小于40%；基于所述正极活性材料的质量，所述a材料的质量百分含量A为5%至60%，所述b材料的质量百分含量B为40%至95%；所述正极活性材料层还包括氧化铝，基于所述a材料和所述b材料的总质量，所述氧化铝的质量百分含量C为0.05%至0.3%；所述负极极片包括锂金属或集流体中的至少一种，所述负极极片还包括M元素，基于所述负极极片的质量，所述M元素的质量百分含量X为0.05%至1%。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，0.05≤A/B≤1.5。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，基于所述负极极片的质量，所述M元素的质量百分...
【专利技术属性】
技术研发人员：林小萍，
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：
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