本申请提供了电化学装置及电子装置，其中，电化学装置包括正极极片、负极极片及隔膜；负极极片包括负极集流体及设置于负极集流体表面的负极活性物质层；负极活性物质层中的活性材料包括硅材料及石墨；负极极片还包括补锂层，补锂层位于负极活性物质层远离负极集流体的至少部分表面；补锂层包括纳米级锂金属颗粒，锂金属颗粒包覆于活性材料颗粒的表面，或嵌设于活性材料颗粒之间。本申请提供的电化学装置可以提高首周库伦效率，提高能量密度。提高能量密度。提高能量密度。
【技术实现步骤摘要】
电化学装置及电子装置
[0001]本申请涉及储能
，具体地讲，涉及电化学装置及电子装置。
技术介绍
[0002]目前，用户对消费电子产品轻薄化、长续航的需求不断提升，锂离子电池体积能量密度(ED)越来越高，提高正负极材料的克容量是提升电池能量密度的一种重要措施。石墨材料克容量已接近理论极限(372mAh/g)，而硅材料克容量远高于石墨材料(理论极限为4200mAh/g)，高克容量硅负极材料的应用能有效提升电池能量密度，且硅材料具有脱嵌锂电位适中、储量丰富、价格便宜、环保无毒、制备工艺成熟等多方面的优势，目前被认为是代替石墨材料用作电池负极活性物质的理想材料。
[0003]然而，硅基负极材料在脱嵌锂过程中存在巨大的体积效应，膨胀/收缩造成的体积变化率高达400％。为了有效抑制硅负极材料循环过程的体积膨胀，人们尝试将硅制成纳米颗粒以抑制硅颗粒的膨胀，但是纳米化Si颗粒材料的比表面积较大，反应活性较高。在硅负极材料电池首次循环过程中，相较传统的石墨负极材料电池，会消耗更多的锂离子来形成稳定的固态电解质膜(SEI)，导致首次库伦效率远低于石墨负极材料电池，即目前的硅负极材料电池难以充分发挥高克容量的优势，呈现全电池容量发挥不及预期的问题。
技术实现思路
[0004]鉴于此，本申请提出了电化学装置及电子装置，可以提高电化学装置的首周库伦效率，提高能量密度。
[0005]第一方面，本申请提供一种电化学装置，包括正极极片、负极极片及隔膜；所述负极极片包括负极集流体及设置于所述负极集流体表面的负极活性物质层；所述负极活性物质层中的活性材料包括硅材料及石墨；
[0006]所述负极极片还包括补锂层，所述补锂层位于所述负极活性物质层远离所述负极集流体的至少部分表面；
[0007]所述补锂层包括纳米级锂金属颗粒，所述锂金属颗粒包覆于所述活性材料颗粒的表面，或嵌设于所述活性材料颗粒之间。
[0008]在一些实施方式中，通过X射线光电子能谱分析法对所述负极极片进行分析，沿所述负极极片的厚度方向，所述负极极片的表面至10μm的深度区域内分布有Li元素、C元素及Si元素。
[0009]在一些实施方式中，所述补锂层的实际密度为ρg/cm3，0<ρ<0.534。
[0010]在一些实施方式中，以所述负极极片的克容量为450mAh/g为基准，所述负极极片的克容量每增加1mAh/g时，所述补锂层的厚度增加0.02μm～0.05μm，且控制所述补锂层的厚度为H1μm，0<H1≤10。
[0011]在一些实施方式中，所述负极极片于露点
‑
40℃条件下静置24h后，所述补锂层中的纳米级锂金属颗粒扩散进入所述负极活性物质层内，至少部分的所述补锂层转变为界面
副产物层，所述界面副产物层中的锂离子Li
+
的质量含量<1％。
[0012]在一些实施方式中，所述界面副产物层包括Li2O、Li3N、Li2SiO3及Li2Si2O5中的至少一种。
[0013]在一些实施方式中，所述补锂层的厚度为H1μm，所述界面副产物层的厚度为H2μm，且0<H2/H1<0.1。
[0014]在一些实施方式中，所述界面副产物层的厚度为H2μm，所述活性材料的中值粒径为R1μm，且0<H2/R1<0.05。
[0015]在一些实施方式中，所述锂金属颗粒的球形度大于0.7。
[0016]在一些实施方式中，所述锂金属颗粒的粒径范围为R
2 nm，0<R2≤20。
[0017]在一些实施方式中，所述补锂层中的锂金属颗粒通过锂源金属汽化形成的金属蒸气蒸镀形成。
[0018]在一些实施方式中，所述负极极片于露点
‑
40℃条件下静置，所述补锂层的厚度减少率为10％/天～50％/天。
[0019]在一些实施方式中，所诉硅材料包括硅碳材料、硅氧材料、预锂化硅氧材料中的一种。
[0020]在一些实施方式中，所述石墨包括天然石墨、人造石墨、中间相碳微球中的至少一种。
[0021]在一些实施方式中，所述负极集流体包括铜箔集流体、铝箔集流体、铜基复合集流体、铝基复合集流体的至少一种。
[0022]第二方面，本申请还提供了一种电子装置，所述电子装置包括上述第一方面所述的电化学装置。
[0023]相对于现有技术，本申请至少具有以下有益效果：
[0024]本申请提供的电化学装置，补锂层中的纳米级锂金属颗粒能够快速渗透至负极活性物质层内，纳米级锂金属颗粒均匀包覆在活性材料颗粒(硅材料及石墨)的表面和缝隙之间，形成连续分布的补锂层，有利于补锂层的吸收，能够较大程度地减少副产物的产生，进而提升电化学装置的首次效率及能量密度；副产物的显著减少能够降低副产物对隔膜与负极极片粘接性的影响，良好粘接的负极界面能够实现更好的循环性能。
附图说明
[0025]图1为本申请提供的现有技术中的负极极片补锂前后的结构示意图；
[0026]图2为本申请实施例提供的负极极片补锂前后的结构示意图；
[0027]图3为本申请实施例提供的负极极片补锂工艺的示意图。
具体实施方式
[0028]以下所述是本申请实施例的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请实施例的保护范围。
[0029]为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同
样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
[0030]在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中“多种”的含义是两个以上。
[0031]本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
[0032]本领域技术人员理解，如
技术介绍
所言，传统的硅负极材料循环过程会形成固态电解质膜，需要消耗大量的活性锂离子，导致电池的首次库伦效率降低和克容量也下降。目前常采用预补锂工艺对负极极片进行预处理，以避免大量的活性锂离子的消耗带来的容量损耗。
[0033]其一，如图1所示，负极极片补锂的方式可以采用超薄锂箔/锂合金箔，通过辊压方式就可以将超薄锂箔/锂合金箔本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，包括正极极片、负极极片及隔膜；其特征在于，所述负极极片包括负极集流体及设置于所述负极集流体表面的负极活性物质层；所述负极活性物质层中的活性材料包括硅材料及石墨；所述负极极片还包括补锂层，所述补锂层位于所述负极活性物质层远离所述负极集流体的至少部分表面；所述补锂层包括纳米级锂金属颗粒，所述锂金属颗粒包覆于所述活性材料颗粒的表面，或嵌设于所述活性材料颗粒之间。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，通过X射线光电子能谱分析法对所述负极极片进行分析，沿所述负极极片的厚度方向，所述负极极片的表面至10μm的深度区域内分布有Li元素、C元素及Si元素。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述补锂层的实际密度为ρg/cm3，0<ρ<0.534。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，以所述负极极片的克容量为450mAh/g为基准，所述负极极片的克容量每增加1mAh/g时，所述补锂层的厚度增加0.02μm～0.05μm，且控制所述补锂层的厚度为H1μm，0<H1≤10。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述负极极片于露点
‑
40℃条件下静置24h后，所述补锂层中的纳米级锂金属颗粒扩散进入所述负极活性物质层内，至少部分的所述补锂层转变为界面副产物层，所述界面副产物层中的锂离子Li
+
的质量含量<1％。6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴霞，
申请(专利权)人：荣耀终端有限公司，
类型：发明
国别省市：
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