1.本申請(qǐng)涉及儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及電化學(xué)裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

2.隨著手機(jī)市場的不斷發(fā)展，對(duì)適用于手機(jī)市場的鋰離子電池的要求也越來越高，解決續(xù)航問題的根本就是提高鋰離子的能量密度，使得手機(jī)在有限的體積下，能夠儲(chǔ)存更多的能量?，F(xiàn)有技術(shù)主要采用提高負(fù)極活性材料的石墨化溫度，以達(dá)到對(duì)負(fù)極活性材料比容量的最大發(fā)揮，但是由于高的石墨化溫度，會(huì)導(dǎo)致層面間距更小，嚴(yán)重阻礙鋰離子的快速嵌入或脫出。這就需要解決能量密度與快充性能的平衡問題。

3.因此，在不改變能量密度下如何提高電池的倍率性能，即快充性能是目前需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)岢隽穗娀瘜W(xué)裝置及電子設(shè)備，可以在不影響電池的能量密度下提高電池的倍率性能。

5.第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電化學(xué)裝置，包括正極、負(fù)極和電解液，所述正極包括正極集流體和設(shè)置在所述正極集流體上的正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層包括正極材料；所述負(fù)極包括負(fù)極集流體和設(shè)置在所述負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)層，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括負(fù)極活性材料；當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，所述負(fù)極活性材料的末端電位為a v，a的取值范圍為0.050至0.079；所述電化學(xué)裝置的過量系數(shù)為b，且b/a的比值為13.2至26.3。

6.如上的cw及活性物質(zhì)百分含量的獲取方式為將電池拆出正負(fù)極極片，分別在平整的極片上沖小圓片(如1540.25mm2面積)，并稱量活性物質(zhì)層的重量即為cw(涂膜區(qū)重量

?

空銅鋁箔重量得到)。然后將小圓片加濃鹽酸消解，并過濾，烘干，然后計(jì)算得出活性物質(zhì)在活性物質(zhì)層的百分比(鹽酸消解后烘干的待測物重量/鹽酸消解前待測物重量)。

7.在本公開的說明中，“滿充狀態(tài)”指的是將電化學(xué)裝置恒電流充電至至最大設(shè)計(jì)電壓下的狀態(tài)，且包含靜置(一般靜置10min)后的狀態(tài)，均視為滿充狀態(tài)，除非有特別說明，最大設(shè)計(jì)電壓包括但不限于4.48v、4.5v、4.53v或4.45v，甚至更高電壓。

8.在本公開的說明中，“滿放狀態(tài)”指的是將電化學(xué)裝置恒電流放電至最小設(shè)計(jì)電壓下的狀態(tài)，且包含靜置(一般靜置10min)后的狀態(tài)，均視為滿放狀態(tài)，除非有特別說明，最大設(shè)計(jì)電壓包括但不限于3.0v、2.8v、2.6v或2.0v，甚至更低電壓。

9.在一種可行的實(shí)施方式中，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的單層厚度為cμm，c的取值范圍為30至70。

10.在一種可行的實(shí)施方式中，當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，通過x射線衍射法，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的(004)面的峰面積c

004

和(110)面的峰面積c

110

的比值oi值與所述負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度c之間的關(guān)系滿足：0.06＜o(jì)i/c＜0.2。所述的oi值測試流程如下：按照

中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)jb/t 4220

?

2011《人造石墨的點(diǎn)陣參數(shù)測定方法》測試負(fù)極活性材料層的x射線衍射圖譜中的(004)面衍射線圖形和(110)面衍射線圖形。試驗(yàn)條件如下：x射線采用cukα輻射，cukα輻射由濾波片或單色器除去。在記錄004衍射線圖形時(shí)，衍射角2θ的掃描范圍為53

°

至57

°

。在記錄110衍射線圖形時(shí)，衍射角2θ的掃描范圍為75

°

至79

°

。由(004)面衍射線圖形得到的峰面積記為c004。由(110)面衍射線圖形得到的峰面積記為c110。計(jì)算負(fù)極活性材料層的c004/c110的比值。

11.在一種可行的實(shí)施方式中，所述負(fù)極活性材料的體積中值粒徑為dμm；當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，通過x射線衍射法，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的(004)面的峰面積c

004

和(110)面的峰面積c

110

的比值oi值與所述負(fù)極活性材料的體積中值粒徑d之間的關(guān)系滿足：0.2＜o(jì)i/d＜1.6，其中，優(yōu)選的，d的取值范圍為9至20。所述粒徑d的測試流程如下：顆粒粒度測試方法參照gb/t 19077

?

2016。具體流程為稱量樣品1g與20ml去離子水和微量分散劑混合均勻，置于超聲設(shè)備中超聲5min后將溶液倒入進(jìn)樣系統(tǒng)hydro 2000sm中進(jìn)行測試，所用測試設(shè)備為馬爾文公司生產(chǎn)的mastersizer 3000。測試過程中當(dāng)激光束穿過分散的顆粒樣品時(shí)，通過測量散射光的強(qiáng)度來完成粒度測量。然后數(shù)據(jù)用于分析計(jì)算形成該散射光譜圖的顆粒粒度分布。測試所用顆粒折射率為1.8，一個(gè)樣品測試三次，顆粒粒度最終取三次測試的平均值。其中中值粒徑為從小粒徑側(cè)起、達(dá)到體積累積50％的顆粒粒徑。

12.在一種可行的實(shí)施方式中，當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，采用差示掃描量熱法，所述負(fù)極活性物質(zhì)層在250℃至330℃范圍內(nèi)的放熱面積為1000j/g至1600j/g。所述的差示掃描量熱法測試流程如下：方法及設(shè)備參數(shù)為參照gb/t 13464

?

2008，采用型號(hào)為sta449f3

?

qms403c的設(shè)備進(jìn)行測試。

13.在一種可行的實(shí)施方式中，所述負(fù)極滿足(1)至(3)中至少一者：(1)所述負(fù)極集流體的每1540.25mm2的單位面積上涂覆的負(fù)極活性物質(zhì)層的重量為0.080g至0.160g；(2)所述負(fù)極活性物質(zhì)層中的負(fù)極活性材料質(zhì)量占比為97.2％至98.5％；(3)所述負(fù)極活性材料的克容量為352g/mah至360g/mah。

14.在一種可行的實(shí)施方式中，通過拉曼光譜法，所述負(fù)極活性材料在1350cm

?1處的峰值強(qiáng)度i

d

與在1580cm

?1處的峰值強(qiáng)度i

g

的比值i

d

/i

g

在0.3至0.7的范圍內(nèi)。具體的，因?yàn)椴捎貌煌膬x器，可以為1350

±

50cm

?1和1580

±

50cm

?1的范圍內(nèi)的峰值強(qiáng)度。

15.所述的i

d

/i

g

拉曼測試方法如下：在負(fù)極活性材料層上選取一個(gè)大小為100μm

×

100μm的面積，利用激光顯微共聚焦拉曼光譜儀(raman，hr evolution，horiba科學(xué)儀器事業(yè)部)掃描該面積內(nèi)的顆粒，得到該面積范圍內(nèi)所有顆粒的d峰和g峰，采用labspec軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到每一個(gè)顆粒的d峰和g峰的峰強(qiáng)，分別為i

d

和i

g

，i

d

/i

g

以0.02為步長統(tǒng)計(jì)id/ig的頻次得到正態(tài)分布圖，統(tǒng)計(jì)這些顆粒，計(jì)算i

d

/i

g

的平均值和方差，拉曼光譜儀的激光波長可處于532nm至785nm的范圍內(nèi)。d峰：一般在1350cm

?1附近，由芳香環(huán)中sp2碳原子的對(duì)稱伸縮振動(dòng)徑向呼吸模式引起(結(jié)構(gòu)缺陷)；g峰：出現(xiàn)在1580cm

?1附近，由sp2碳原子間的拉伸振動(dòng)引起，它對(duì)應(yīng)布里淵區(qū)中心的e2g光學(xué)聲子的振動(dòng)(碳原子面內(nèi)振動(dòng))。

16.在一種可行的實(shí)施方式中，所述正極滿足(4)至(6)中至少一者：(4)所述正極集流體的每1540.25mm2的單位面積上涂覆的正極活性物質(zhì)層的重量為0.170g至0.260g；(5)所述正極活性物質(zhì)層的密度為4.00g/cm3至4.25g/cm3；(6)所述正極材料包括鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰或磷酸鐵鋰中的至少一種。

17.所述的正極活性物質(zhì)層的密度計(jì)算方式為通過將拆電池拆除的極片沖小圓片，測試小圓片面積及活性物質(zhì)層的厚度，計(jì)算活性物質(zhì)層的體積。稱取小圓片重量，并得到活性物質(zhì)層的重量，通過重量/體積得到密度。

18.第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，包括上述第一方面所述的電化學(xué)裝置。

19.第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N負(fù)極的制備方法，包括以下步驟：

20.s1：選擇各向異性前驅(qū)體針狀生焦，粉碎至6μm至10μm，加入針狀生焦含量的5％至20％的粘結(jié)劑混勻；

21.s2：置于反應(yīng)釜中，加熱并攪拌，設(shè)置溫度為300℃至700℃，然后取出；

22.s3：置于石墨化爐中加高溫石墨化，溫度設(shè)定為2500℃至3500℃；

23.s4：最后將石墨化成品與混合包覆相混合，該混合包覆相選自瀝青、有機(jī)高分子、瀝青/無機(jī)納米粒子、有機(jī)高分子/無機(jī)納米粒子其中之一，或者兩者混合。置于反應(yīng)釜中進(jìn)行表面處理，溫度設(shè)定為800℃至1500℃，得到負(fù)極活性材料；

24.s5：將上述負(fù)極活性材料、粘結(jié)劑丁苯橡膠(sbr)、增稠劑羧甲基纖維素鈉(cmc)按照重量比97.7：1.2：1.1分散于去離子水溶劑中充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍?br />
25.s6：將s5中混合均勻的分散液涂覆于預(yù)先涂覆有導(dǎo)電層的負(fù)極集流體銅箔上，將銅箔烘干、冷壓，得到負(fù)極極片；其中，銅箔厚度為4μm至10μm，導(dǎo)電層的厚度為0.5μm至1.5μm。

26.相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本申請(qǐng)至少具有以下有益效果：

27.本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾娀瘜W(xué)裝置，提升負(fù)極活性材料的嵌鋰容量，在不改變能量密度的前提下，提升其倍率性能。

28.本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

具體實(shí)施方式

29.本申請(qǐng)的實(shí)施例將會(huì)被詳細(xì)的描示在下文中。本申請(qǐng)的實(shí)施例不應(yīng)該被解釋為對(duì)本申請(qǐng)的限制。

30.除非另外明確指明，本文使用的下述術(shù)語具有下文指出的含義。

31.在具體實(shí)施方式及權(quán)利要求書中，由術(shù)語“中的至少一者”、“中的至少一個(gè)”、“中的至少一種”或其他相似術(shù)語所連接的項(xiàng)目的列表可意味著所列項(xiàng)目的任何組合。例如，如果列出項(xiàng)目a、b，那么短語“a、b中的至少一者”意味著僅a；僅b；或a及b。在另一實(shí)例中，如果列出項(xiàng)目a、b、c，那么短語“a、b、c中的至少一者”意味著僅a；或僅b；僅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。項(xiàng)目a可包含單個(gè)元件或多個(gè)元件。項(xiàng)目b可包含單個(gè)元件或多個(gè)元件。項(xiàng)目c可包含單個(gè)元件或多個(gè)元件。在本公開的說明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、等僅用于說明的目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性以及相互存在關(guān)系。在本公開的說明中，“dv50”指的是負(fù)極活性材料在體積基準(zhǔn)的粒度分布中從小粒徑側(cè)起達(dá)到體積累積50％的粒徑，即，小于此粒徑的負(fù)極活性材料的體積占負(fù)極活性材料總體積的50％。在本公開的說明中，“dv99”指的是負(fù)極活性材料在體積基準(zhǔn)的粒度分布中從小粒徑側(cè)起達(dá)到體積累積99％的粒徑，即，小于此粒徑的負(fù)極活性材料的體積占負(fù)極活性材料總體積的99％。

32.負(fù)極活性材料的dv50和dv99可以用本領(lǐng)域公知的方法進(jìn)行測定，例如用激光粒度分析儀(例如，馬爾文粒度測試儀)測定。

33.另外，有時(shí)在本文中以范圍格式呈現(xiàn)量、比率和其它數(shù)值。應(yīng)理解，此類范圍格式是用于便利及簡潔起見，且應(yīng)靈活地理解，不僅包含明確地指定為范圍限制的數(shù)值，而且包含涵蓋于所述范圍內(nèi)的所有個(gè)別數(shù)值或子范圍，如同明確地指定每一數(shù)值及子范圍一般。

34.第一方面

35.本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電化學(xué)裝置，包括正極、負(fù)極和電解液，所述正極包括正極集流體和設(shè)置在所述正極集流體上的正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層包括正極材料；所述負(fù)極包括負(fù)極集流體和設(shè)置在所述負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)層，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括負(fù)極活性材料。

36.當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，所述負(fù)極活性材料的末端電位為av，a的取值范圍為0.050至0.079；所述電化學(xué)裝置的過量系數(shù)為b，且b/a的比值為13.2至26.3。

37.在本申請(qǐng)中，通過控制電化學(xué)裝置的過量系數(shù)與負(fù)極活性材料的末端電位，可以進(jìn)一步提高電化學(xué)裝置的倍率性能，同時(shí)還能兼顧更高的能量密度。

38.可選地，b/a的比值具體可以是13.2、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、18、19、20、21、22、24或26.3等，在此不做限定，也可以是上述范圍內(nèi)的其他值。經(jīng)過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋰離子電池的過量系數(shù)過大，會(huì)造成正極活性鋰的過量脫嵌，使得活性鋰含量下降，進(jìn)而使得電池容量衰減。當(dāng)負(fù)極活性材料的末端電位過高，當(dāng)電池滿充截止電壓一定時(shí)，正極材料的末端電位同樣被抬升，導(dǎo)致正極活性鋰大量脫嵌，容易造成正極材料結(jié)構(gòu)的破壞，從而影響可循環(huán)活性鋰的減少，表現(xiàn)為容量的衰減。

39.本申請(qǐng)通過控制電化學(xué)裝置的過量系數(shù)與負(fù)極活性材料的末端電位的比值，使得電化學(xué)裝置能夠兼具高能量密度及高倍率性能。通過拉曼光譜法，所述負(fù)極活性材料在1350cm

?1處的峰值強(qiáng)度i

d

與在1580cm

?1處的峰值強(qiáng)度i

g

的比值i

d

/i

g

在0.3至0.7的范圍內(nèi)，因?yàn)椴捎貌煌膬x器，也可以認(rèn)為是：所述負(fù)極活性材料在1350

±

50cm

?1處的峰值強(qiáng)度i

d

與在1580

±

50cm

?1處的峰值強(qiáng)度i

g

的比值i

d

/i

g

在0.3至0.7的范圍內(nèi)。具體地，i

d

/i

g

比值可以是0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65或0.70等，當(dāng)然也可以是上述范圍內(nèi)的其它值，在此不做限定。優(yōu)選地，所述負(fù)極活性材料在1350

±

50cm

?1處的峰值強(qiáng)度i

d

與在1580

±

50cm

?1處的峰值強(qiáng)度i

g

的比值i

d

/i

g

在0.5至0.7的范圍內(nèi)。

40.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的單層厚度為cμm，c的取值范圍為30至70；具體可以是30、37、42、45、50、58、62或70等，當(dāng)然也可以是上述范圍內(nèi)的其它值，在此不做限定。優(yōu)選地，所述負(fù)極活性材料層的單層厚度為30μm至50μm。

41.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，通過x射線衍射法，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的(004)面的峰面積c

004

和(110)面的峰面積c

110

的比值oi值為4.0至14.0，具體地，oi的值可以是4.0、6.0、8.0、10.0、12.0或14.0等，在此不做限定?？梢岳斫獾兀?fù)極活性物質(zhì)層的c

004

/c

110

值可表征負(fù)極活性物質(zhì)層的各向異性。負(fù)極活性材料的oi值越小，負(fù)極活性材料層的各向異性越小，各向同性越大，有助于改善電化學(xué)裝置的動(dòng)力學(xué)性能。負(fù)極活性材料的oi值越大，負(fù)極活性材料本身的活性位點(diǎn)越少，電池的動(dòng)力學(xué)性能越差。

42.需要說明的是，負(fù)極活性材料的oi值可通過使用x射線粉末衍射儀(x'pert pro)

得到，依據(jù)x射線衍射分析法通則以及石墨的點(diǎn)陣參數(shù)測定方法jis k0131

?

1996、jb/t4220

?

2011，得到負(fù)極極片的x衍射譜圖，并根據(jù)公式g

oi

＝c

004

/c

110

計(jì)算得到負(fù)極活性材料的oi值，其中，c

004

為004特征衍射峰的峰面積，c

110

為110特征衍射峰的峰面積。

43.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，通過x射線衍射法，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的(004)面的峰面積c

004

和(110)面的峰面積c

110

的比值oi值與所述負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度c之間的關(guān)系滿足：0.06＜o(jì)i/c＜0.2；具體地，oi/c的取值l可以是0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16、0.18或0.2等，在此不做限定。

44.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述負(fù)極活性材料的體積中值粒徑為dμm；當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，通過x射線衍射法，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的(004)面的峰面積c

004

和(110)面的峰面積c

110

的比值oi值與所述負(fù)極活性材料的體積中值粒徑d之間的關(guān)系滿足：0.2＜o(jì)i/d＜1.3。具體地，oi/d的取值可以是0.2、0.3、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2或1.3等，在此不做限定。

45.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，采用差示掃描量熱法，所述負(fù)極活性物質(zhì)層在250℃至330℃范圍內(nèi)的放熱面積為1000j/g至1600j/g；在一些實(shí)施例所述負(fù)極活性物質(zhì)層在250℃至330℃范圍內(nèi)的放熱面積具體可以是1000j/g、1100j/g、1200j/g、1300j/g、1400j/g、1500j/g或1600j/g等，在此不做限定。放熱面積過大，則負(fù)極活性物質(zhì)層的熱穩(wěn)定性越差，鋰離子電池的高溫性能下降，循環(huán)穩(wěn)定性下降。

46.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述負(fù)極集流體可以選自銅箔、鎳箔、不銹鋼箔、鈦箔、泡沫鎳、泡沫銅、覆有導(dǎo)電金屬的聚合物基底和它們的組合。在一些實(shí)施例中，負(fù)極集流體為銅箔。在具體實(shí)施例中，所述負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)層可以是單面涂層和/或雙面涂層。

47.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述負(fù)極集流體的每1540.25mm2的單位面積上涂覆的負(fù)極活性物質(zhì)層的重量為0.080g至0.130g；具體可以是0.080g、0.090g、0.095g、0.100g、0.110g、0.120g或0.130g等，當(dāng)然也可以是上述范圍內(nèi)的其他值，在此不做限定。當(dāng)每1540.25mm2的單位面積上涂覆的負(fù)極活性物質(zhì)層過多，會(huì)導(dǎo)致充放電過程中電流密度分布不均，極化增大，電池的動(dòng)力學(xué)性能下降；當(dāng)每1540.25mm2的單位面積上涂覆的負(fù)極活性物質(zhì)層過少，不利于提高電池的能量密度。

48.所述負(fù)極活性物質(zhì)層中的負(fù)極活性材料質(zhì)量占比為97.2％至98.5％，具體可以是97.2％、97.4％、97.6％、97.9％、98.2％或98.5％等。所述負(fù)極活性材料的克容量為352g/mah至360g/mah，具體可以是352g/mah、354g/mah、356g/mah、357g/mah、358g/mah、359g/mah或360g/mah等，當(dāng)然也可以是上述范圍內(nèi)的其他值，在此不做限定。

49.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述負(fù)極活性物質(zhì)層進(jìn)一步包括粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑選自以下的至少一種：聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、二乙酰基纖維素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亞乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1，1

?

二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡膠、丙烯酸(酯)化的丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂或尼龍等。作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述負(fù)極還包括導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層設(shè)置于所述負(fù)極集流體與所述負(fù)極活性物質(zhì)層之間。在一些實(shí)施例中，所述導(dǎo)電層包括碳材料，所述碳材料包括炭黑、碳纖維、碳納米管或石墨烯中的至少一種。

50.需要說明的是，負(fù)極可通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何方法制造。在一些實(shí)施例中，負(fù)

極可以通過在石墨負(fù)極活性材料中加入粘合劑和溶劑并根據(jù)需要加入增稠劑、導(dǎo)電材料、填充材料等而制成漿料，將該漿料其涂布于集流體上，干燥后進(jìn)行壓制而形成。當(dāng)負(fù)極包括合金材料時(shí)，可使用蒸鍍法、濺射法、鍍敷法等方法形成負(fù)極活性材料層。作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述正極集流體可以為鋁箔或鎳箔等，在此不做限制。作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述正極活性材料包括鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、錳酸鋰、磷酸錳鐵鋰、磷酸釩鋰、磷酸釩氧鋰、磷酸鐵鋰或鈦酸鋰中的至少一種。

51.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述正極集流體的每1540.25mm2的單位面積上涂覆的正極活性物質(zhì)層的重量為0.170g至0.260g，具體可以是0.170g、0.180g、0.190g、0.200g、0.220g、0.240g或0.260g等，當(dāng)然也可以是上述范圍內(nèi)的其它值，在此不做限定。單位面積內(nèi)正極活性物質(zhì)層的重量過大，會(huì)導(dǎo)致充放電過程中電流密度分布不均，極化增大，電池的動(dòng)力學(xué)性能下降；當(dāng)單位面積上涂覆的正極活性物質(zhì)層過少，不利于提高電池的能量密度。

52.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述正極活性物質(zhì)層的密度為4.00g/cm3至4.25g/cm3，具體可以是4.00g/cm3、4.05g/cm3、4.11g/cm3、4.14g/cm3、4.16g/cm3、4.18g/cm3、4.20g/cm3、4.22g/cm3或4.25g/cm3等，當(dāng)然也可以是上述范圍內(nèi)的其它值，在此不做限定。正極活性物質(zhì)層的密度過高，會(huì)導(dǎo)致正極活性顆粒容易破碎，新鮮界面增多，副反應(yīng)增加，電池循環(huán)性能下降。正極活性物質(zhì)層的密度過低，不利于提升電池容量，影響電池能量密度。所述正極還可以包括粘合劑，從而提高正極活性材料顆粒彼此間的結(jié)合，并且還提高正極活性材料與正極集流體的結(jié)合。可選地，粘合劑包括聚乙烯醇、羥丙基纖維素、二乙酰基纖維素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亞乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1，1

?

二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡膠、丙烯酸(酯)化的丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂或尼龍中的至少一種。

53.所述正極還可以進(jìn)一步包括正極導(dǎo)電材料，從而賦予電極導(dǎo)電性。所述正極導(dǎo)電材料可以包括任何導(dǎo)電材料，只要它不引起化學(xué)變化。正極導(dǎo)電材料的非限制性示例包括基于碳的材料(例如，天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纖維等)、基于金屬的材料(例如，金屬粉、金屬纖維等，包括例如銅、鎳、鋁、銀等)、導(dǎo)電聚合物(例如，聚亞苯基衍生物)和它們的混合物。

54.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，電解液可以為現(xiàn)有技術(shù)中已知的電解液。電解液包括溶劑、鋰鹽和添加劑。其中，電解液中的鋰鹽選自有機(jī)鋰鹽或無機(jī)鋰鹽中的至少一種。鋰鹽可以選自六氟磷酸鋰lipf6、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰lin(cf3so2)2(簡寫為litfsi)、雙(氟磺酰)亞胺鋰li(n(so2f)2)(簡寫為lifsi)、雙草酸硼酸鋰lib(c2o4)2(簡寫為libob)或二氟草酸硼酸鋰libf2(c2o4)(簡寫為lidfob)中的至少一種。

55.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，電解液中的溶劑包括但不限于：碳酸酯化合物、基于酯的化合物、基于醚的化合物、基于酮的化合物、基于醇的化合物、非質(zhì)子溶劑或它們的組合。可選地，碳酸酯化合物包括鏈狀碳酸酯化合物、環(huán)狀碳酸酯化合物、氟代碳酸酯化合物等。鏈狀碳酸酯化合物包括碳酸二乙酯(dec)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸乙丙酯(epc)或碳酸甲乙酯(mec)中的至少一種。

56.所述環(huán)狀碳酸酯化合物可以為碳酸亞乙酯(ec)、碳酸亞丙酯(pc)、碳酸亞丁酯(bc)或碳酸乙烯基亞乙酯(vec)中的至少一種。所述氟代碳酸酯化合物包括氟代碳酸乙烯酯(fec)、碳酸1，2

?

二氟亞乙酯、碳酸1，1

?

二氟亞乙酯、碳酸1，1，2

?

三氟亞乙酯、碳酸1，1，2，

2

?

四氟亞乙酯、碳酸1

?

氟

?2?

甲基亞乙酯、碳酸1

?

氟

?1?

甲基亞乙酯、碳酸1，2

?

二氟

?1?

甲基亞乙酯、碳酸1，1，2

?

三氟

?2?

甲基亞乙酯或碳酸三氟甲基亞乙酯中的至少一種?；邗サ幕衔锇ㄒ宜峒柞?、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ

?

丁內(nèi)酯、癸內(nèi)酯、戊內(nèi)酯、甲瓦龍酸內(nèi)酯、己內(nèi)酯或甲酸甲酯中的至少一種。

57.基于醚的化合物包括二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1，2

?

二甲氧基乙烷、1，2

?

二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、2

?

甲基四氫呋喃或四氫呋喃中的至少一種。

58.基于酮的化合物的實(shí)例包括，但不限于，環(huán)己酮?；诖嫉幕衔锏膶?shí)例包括，但不限于，乙醇和異丙醇。非質(zhì)子溶劑包括二甲亞砜、1，2

?

二氧戊環(huán)、環(huán)丁砜、甲基環(huán)丁砜、1，3

?

二甲基

?2?

咪唑烷酮、n

?

甲基

?2?

吡咯烷酮、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、硝基甲烷、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯或磷酸酯中的至少一種。

59.在一些實(shí)施例中，所述溶劑為丙酸乙酯。所述添加劑可以包括成膜添加劑，所述成膜添加劑包括氟代碳酸乙烯酯(簡寫為fec)、1，3

?

丙烷磺內(nèi)酯、1，4

?

丁烷磺內(nèi)酯或碳酸亞乙烯酯(簡寫為vc)中的至少一種。上述物質(zhì)能夠改善電化學(xué)裝置在高電壓下在負(fù)極的成膜穩(wěn)定性，抑制阻抗增長，改善鋰離子電池在高電壓下的循環(huán)性能。

60.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述添加劑還可以包括腈類化合物，所述腈類化合物包括丁二腈、己二腈、1，3，6

?

己烷三腈、1，2，3

?

三(2

?

氰氧基)丙烷、乙二醇(雙丙腈)醚(腈醚)或反丁烯二腈中的至少一種。腈類化合物中氰基的鍵能很高，具有很強(qiáng)耐氧化性，可以在正極表面形成有機(jī)的保護(hù)層，在正極表面的有機(jī)分子可以很好地將電解液中易氧化組分與正極表面隔開，大大降低了高電壓下正極表面對(duì)電解液的氧化作用，從而改善鋰離子電池循環(huán)性能。

61.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述電解液的電導(dǎo)率為5ms/cm至10ms/cm，具體可以是5ms/cm、6ms/cm、7ms/cm、8ms/cm、9ms/cm或10ms/cm等，當(dāng)然也可以是上述范圍內(nèi)的其它值，在此不做限定。

62.作為本申請(qǐng)可選的技術(shù)方案，所述隔離膜選自聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜中的一種或多種的復(fù)合，當(dāng)然，也可以根據(jù)實(shí)際需求在隔離膜基材表面涂覆無機(jī)或有機(jī)涂層以增強(qiáng)電芯的硬度或提升隔離膜與陰負(fù)極界面的粘附性。

63.第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種電子設(shè)備，包括上述第二方面所述的電化學(xué)裝置。

64.下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本申請(qǐng)。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本申請(qǐng)而不用于限制本申請(qǐng)的范圍。

65.(1)正極制備

66.將正極活性材料鈷酸鋰(licoo2)、導(dǎo)電劑(乙炔黑)、粘結(jié)劑聚偏二氟乙烯(簡寫為pvdf)按照重量比約97.6：1.2：1.2溶于n

?

甲基吡咯烷酮(簡寫為nmp)溶劑中充分?jǐn)嚢杌旌?，得到正極漿料；隨后將正極漿料涂覆于正極集流體鋁箔上；將鋁箔烘干、冷壓、裁片、分切、干燥，得到正極極片。

67.(2)負(fù)極制備

68.a.負(fù)極活性材料制備：選擇各向異性前驅(qū)體針狀生焦，粉碎至6μm至10μm，加入針狀生焦含量的5％至20％的粘結(jié)劑混勻，置于反應(yīng)釜中，加熱并攪拌，設(shè)置溫度為300℃至700℃，然后取出，置于石墨化爐中加高溫石墨化，溫度設(shè)定為2500℃至3500℃。最后將石墨

化成品與混合包覆相混合，該混合包覆相選自瀝青、有機(jī)高分子、瀝青/無機(jī)納米粒子、有機(jī)高分子/無機(jī)納米粒子其中之一，或者兩者混合。置于反應(yīng)釜中進(jìn)行表面處理，溫度設(shè)定為800℃至1500℃，得到負(fù)極活性材料。

69.b.負(fù)極的制備：將負(fù)極活性材料、粘結(jié)劑丁苯橡膠(sbr)、增稠劑羧甲基纖維素鈉(cmc)按照重量比97.7：1.2：1.1分散于去離子水溶劑中充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝?，涂覆于預(yù)先涂覆有導(dǎo)電層的負(fù)極集流體銅箔上，將銅箔烘干、冷壓，得到負(fù)極極片。其中，銅箔厚度為4μm至10μm，導(dǎo)電層的厚度為0.5μm至1.5μm。

70.(3)隔離膜的制備

71.采用厚度為約7μm的聚乙烯(pe)多孔聚合物薄膜作為隔離膜。

72.(4)電解液制備

73.在含水量<10ppm的氬氣氣氛手套箱中，將碳酸亞乙酯(ec)、碳酸亞丙酯(pc)和碳酸二乙酯(dec)(重量比約1：1：1)混合，加入鋰鹽lipf6混合均勻，其中l(wèi)ipf6的濃度為1.15mol/l，即制備成電解液，加入占電解液質(zhì)量含量為1％的電解液添加劑(碳酸亞乙烯酯vc)。

74.(5)鋰離子電池的制備

75.將正極極片、隔離膜、負(fù)極極片按順序疊好，使隔離膜處于正極、負(fù)極之間起到隔離的作用，然后卷繞得到裸電芯；焊接極耳后將裸電芯置于外包裝箔鋁塑膜中，經(jīng)干燥后，將上述制備好的電解液注入到干燥后的裸電芯中，將經(jīng)卷繞所得裸電芯置于外包裝中，注入電解液并封裝，經(jīng)過化成、脫氣、切邊等工藝流程獲得電芯。本申請(qǐng)的實(shí)施例和對(duì)比例的電芯均按照上述方法進(jìn)行制備。

76.測試

77.(1)直流阻抗測試(dcr)

78.以1.5c倍率的電流將鋰離子電池恒流充電至4.48v，再恒壓充電至0.05c；靜置30min；以0.1c倍率的電流放電10s(0.1s取點(diǎn)一次，記錄對(duì)應(yīng)電壓值u1)，以1c放電360s(0.1s取點(diǎn)一次，記錄對(duì)應(yīng)電壓值u2)。重復(fù)充放電步驟5次。“1c”是在1小時(shí)內(nèi)將電池容量完全放完的電流值。

79.按如下公式計(jì)算得出dcr：r＝(u2

?

u1)/(1c

?

0.1c)。本申請(qǐng)所述的dcr為50％soc(荷電狀態(tài)，state of charge)狀態(tài)下的值。

80.(2)45℃循環(huán)測試

81.取被測電池在45℃測試溫度下，靜止5min，以1.5c的電流將鋰離子電池恒流充電至4.48v，再以4.48v的恒壓充電至0.05c；靜置5min，再以1.0c的電流恒流放電至3.0v，靜止5min。記此時(shí)容量為d0；重復(fù)上述充放電流程500次，記錄最后一次的放電容量為d1；45℃循環(huán)后，容量的衰減率為d1/d0，單位為％。

82.(3)體積能量密度

83.取被測電芯，在常溫條件下，以1.5c的電流充電至4.48v，再以4.48v的恒壓充電至0.05c；靜置5min，再以0.025c的電流恒流放電至3.0v，靜止5min，記此時(shí)的容量為d，單位是mah，然后將電芯以1.0c充電至4.0v，測量此時(shí)電芯的長寬厚，計(jì)算得到電芯的體積v，單位是mm3，體積能量密度計(jì)算：ved＝(d

×

3.89

×

1000)/v，單位為wh/l。

84.(4)正負(fù)極材料的末端電位

85.正負(fù)極材料的電位通過如下測試方法得到：

①

制作三電極鋰離子電池：將拿到的電池滿放后拆解，保留裸電芯，然后在負(fù)極集流體靠近隔離膜的一側(cè)焊上一條細(xì)銅絲，并用另一小片隔離膜將銅絲覆蓋，使其不會(huì)與負(fù)極接觸即可；然后得到電極組件，將電極組件置于外包裝鋁塑膜中，將上述制備好的電解液注入到封裝后的電池中，經(jīng)過真空封裝/靜置/化成/整形等工序，即可完成三電極電池制備。

②

將制備好的電池按如下流程進(jìn)行測試：1.測試前需正反面鍍鋰各6h，流程：20μa正面充電6h，20μa反面充電6h；2.流程如下：1.0c cc to 4.48v，cv to 0.1c，rest 3min，0.5c dc to 3v，rest 3min，重復(fù)充放電2次。過程采用多路測溫儀通道監(jiān)控三電極電位。分別做時(shí)間與正負(fù)極電位的曲線，根據(jù)曲線的電壓截止點(diǎn)即為正負(fù)極材料充電末端的電位，也就是正極活性材料的末端電位和負(fù)極活性材料的末端電位。所述的過量系數(shù)b，其計(jì)算邏輯如下：負(fù)極容量發(fā)揮/正極容量發(fā)揮，所述的負(fù)極容量發(fā)揮為(cw

負(fù)極

×

克容量

負(fù)極

×

活性物質(zhì)百分含量

負(fù)極

)，所述的正極容量發(fā)揮為(cw

正極

×

克容量發(fā)揮

正極

×

活性物質(zhì)百分含量

正極

)，所述的cw

負(fù)極/正極

為涂布時(shí)，稱取1540.25mm2面積上的正負(fù)極活性物質(zhì)層的重量。

86.根據(jù)上述制備方法制備得到實(shí)施例1至12，以及對(duì)比例1至2，其中，負(fù)極活性材料末端電位a與鋰離子電池過量系數(shù)b之間的比例關(guān)系，以及負(fù)極活性材料的表面缺陷度對(duì)鋰離子電池循環(huán)容量保持率以及直流阻抗(dcr)的影響見表1。

87.表1.測試數(shù)據(jù)

[0088][0089]

根據(jù)表1所示，根據(jù)實(shí)施例1至4、實(shí)施例5至8、實(shí)施例9至12的測試數(shù)據(jù)可知，當(dāng)鋰離子電池過量系數(shù)b與負(fù)極活性材料末端電位a的比值保持不變，隨著負(fù)極材料末端電位的抬升，循環(huán)容量保持率逐漸降低?？梢岳斫鉃椋?dāng)負(fù)極材料的末端電位抬升，意味著當(dāng)滿充截止電壓一定時(shí)，正極材料的末端電位同樣被抬升，導(dǎo)致正極脫嵌鋰更多，容易造成正極材料結(jié)構(gòu)的破壞，從而影響可循環(huán)活性鋰的減少，表現(xiàn)為容量的衰減。

[0090]

根據(jù)實(shí)施例1、實(shí)施例5及實(shí)施例9的測試數(shù)據(jù)可知，若保持負(fù)極材料末端電位不變，隨著鋰離子電池過量系數(shù)b與負(fù)極材料末端電位a的比例的增大，循環(huán)容量保持率同樣也逐漸降低?？梢岳斫鉃?，鋰離子電池的過量系數(shù)增高，同樣會(huì)帶來正極活性鋰的過量脫嵌，影響可循環(huán)活性鋰的減少。

[0091]

根據(jù)實(shí)施例1至4、實(shí)施例5至8、實(shí)施例9至12的測試數(shù)據(jù)可知，隨著負(fù)極活性材料的i

d

/i

g

的逐漸增大，代表負(fù)極活性材料表面缺陷的變多，從而在消耗更多活性鋰，降低循環(huán)壽命，但是由于負(fù)極活性材料為鋰離子的傳遞縮短了路徑，可以提高鋰離子的動(dòng)力學(xué)性能，降低電池直流阻抗，電池的阻抗越小，其倍率性能越好，也會(huì)越有利于實(shí)現(xiàn)快充性能。

[0092]

根據(jù)對(duì)比例1至2的測試數(shù)據(jù)可知，負(fù)極活性材料的末端電位過高，且電池過量系數(shù)也較高的情況下，鋰離子電池的循環(huán)保持率下降，dcr上升。而對(duì)比例2為在負(fù)極材料的末端電位降低，且過量系數(shù)b也較低的情況下，i

d

/i

g

也同時(shí)減小，導(dǎo)致dcr的顯著上升。

[0093]

為了對(duì)容量保持率及dcr做出進(jìn)一步改善，表2中實(shí)施例和對(duì)比例與實(shí)施例7的a、b/a和i

d

/i

g

值相等，通過調(diào)節(jié)負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度、負(fù)極活性材料dv50、極片的oi值、oi/c、oi/d等參數(shù)，制備得到實(shí)施例13至24，以及對(duì)比例3至4，其中，實(shí)施例13至24、對(duì)比例3至4中的正極活性物質(zhì)層的配方及厚度均相同，正極活性物質(zhì)采用鈷酸鋰，其涂布重量為0.265g，經(jīng)過輥壓后的體積密度，即正極活性物質(zhì)層的密度為4.30g/cm3，負(fù)極活性材料末端電位為0.068v，電化學(xué)裝置的過量系數(shù)b與末端電位a的比值為16.0，負(fù)極活性材料的表面缺陷度i

d

/i

g

為0.53；測試其對(duì)鋰離子電池循環(huán)容量保持率、直流阻抗(dcr)以及鋰離子電池體積能量密度的影響見表2。

[0094]

表2.測試數(shù)據(jù)

[0095][0096]

根據(jù)表2中所述的實(shí)施例13至16、17至20、21至24的測試數(shù)據(jù)可知，當(dāng)保持負(fù)極活

性材料的體積中值粒徑不變，隨著負(fù)極活性物質(zhì)層厚度的增加，循環(huán)容量保持率呈下降趨勢，dcr也明顯上升，而體積能量密度得以提升。這是由于負(fù)極活性物質(zhì)層厚度的增加，導(dǎo)致鋰離子嵌入或脫出過程中，由于不均勻的電流密度使得極化增加，動(dòng)力性能下降，從而引發(fā)更多的副反應(yīng)產(chǎn)物，消耗更多鋰離子，因此循環(huán)壽命降低。但由于相同集流體上涂覆更多的負(fù)極活性物質(zhì)，因此能夠發(fā)揮出更多的容量優(yōu)勢。

[0097]

根據(jù)實(shí)施例13、17及21，實(shí)施例14、18及22，實(shí)施例15、19及23，實(shí)施例16、20及24的測試數(shù)據(jù)可知，隨著負(fù)極活性材料顆粒粒徑的增加，循環(huán)容量保持隨之降低，dcr隨之改善。這是由于負(fù)極活性材料顆粒粒徑的增加，主要為粘結(jié)劑造粒得到，oi值隨之降低，鋰離子能夠從各個(gè)方向進(jìn)行嵌鋰，從而縮短了鋰離子的傳輸路徑，提高了動(dòng)力學(xué)性能，但由于造粒用粘結(jié)劑石墨化程度較低，且造粒后形貌較差，因此表面能較大，消耗更多活性鋰，導(dǎo)致循環(huán)容量變差。尤其當(dāng)oi/d的值＜0.2時(shí)，如實(shí)施例24所述，其循環(huán)容量保持率顯著降低。因此，優(yōu)選oi/d的范圍在0.2

?

1.6。

[0098]

根據(jù)對(duì)比例3、4的測試數(shù)據(jù)可知，當(dāng)負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度過厚，會(huì)導(dǎo)致極化的顯著增加，動(dòng)力學(xué)性能及循環(huán)容量保持率嚴(yán)重下降。當(dāng)負(fù)極活性物質(zhì)層厚度過薄，又會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池整體的體積能量密度降低，因此，oi/c的取值范圍為0.06至0.2時(shí)，能綜合獲得較好的容量保持率和體積能量密度，電化學(xué)綜合性能更高。

[0099]

基于表2的性能，為了進(jìn)一步提高鋰離子電池的體積能量密度，同時(shí)對(duì)容量保持率及dcr做出進(jìn)一步改善，在實(shí)施例20的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)負(fù)極活性物質(zhì)層的放熱面積、負(fù)極活性材料質(zhì)量占比、負(fù)極活性材料的克容量、正負(fù)極活性物質(zhì)層的涂覆質(zhì)量以及正極活性物質(zhì)層的壓實(shí)密度等參數(shù)，制備得到實(shí)施例25至36，以及對(duì)比例5至6，其中，實(shí)施例25至36，對(duì)比例5至6中，正極活性物質(zhì)層的配方及厚度均相同，正極活性物質(zhì)采用鈷酸鋰，負(fù)極活性材料末端電位為0.068v，電化學(xué)裝置的過量系數(shù)b與末端電位a的比值為16.0，負(fù)極活性材料的表面缺陷度i

d

/i

g

為0.53，負(fù)極活性物質(zhì)層厚度為70μm，負(fù)極活性材料體積中值粒徑為15μm，oi/c為0.13，oi/d為0.6。測試其對(duì)鋰離子電池循環(huán)容量保持率、直流阻抗(dcr)以及鋰離子電池體積能量密度的影響見表3。

[0100]

表3.測試數(shù)據(jù)

[0101]

[0102][0103]

據(jù)實(shí)施例25至28、29至32、33至36的測試數(shù)據(jù)可知，保持負(fù)極活性材料質(zhì)量占比不變，當(dāng)負(fù)極活性物質(zhì)層的放熱面積增大，表明負(fù)極活性材料的熱穩(wěn)定性較差，因此表現(xiàn)出循環(huán)容量的降低。這是由于一般情況下，負(fù)極活性材料的熱穩(wěn)定性與其表面的結(jié)晶程度有關(guān)，當(dāng)負(fù)極活性材料結(jié)晶程度低時(shí)，負(fù)極活性材料的克容量相對(duì)較低，且鋰離子的脫嵌入速度得以提升，表現(xiàn)為dcr的改善。但是由于負(fù)極活性材料結(jié)晶程度低，消耗的活性鋰離子也會(huì)較多，所以同時(shí)表現(xiàn)出體積能量密度與循環(huán)容量的降低。而當(dāng)負(fù)極活性物質(zhì)的克容量過低，且低于352mah/g時(shí)，如實(shí)施例36，由于其相同體積下，嵌鋰容量降低，因此其體積能量密度顯著下降。因此優(yōu)選克容量為352

?

360mah/g。

[0104]

根據(jù)實(shí)施例25、29，實(shí)施例26、30，實(shí)施例27、31，實(shí)施例28、32的測試數(shù)據(jù)可知，當(dāng)提高負(fù)極活性材料的質(zhì)量占比，dcr表現(xiàn)出顯著的降低。這是由于負(fù)極活性材料的質(zhì)量占比提升，說明粘膠劑及分散劑的質(zhì)量占比降低，電池的動(dòng)力性能提升。且同樣的涂覆重量前提下，負(fù)極活性材料的質(zhì)量占比提高，其容量發(fā)揮也會(huì)隨之提升，表現(xiàn)為體積能量密度的提升。但當(dāng)負(fù)極活性質(zhì)量占比超過一定值時(shí)，如實(shí)施例33

?

36，由于粘結(jié)劑含量相對(duì)降低，不足以對(duì)活性物質(zhì)起到很好粘結(jié)作用，尤其循環(huán)后期，容易造成活性物質(zhì)顆粒與顆粒間脫粘，表現(xiàn)為循環(huán)性能的降低。

[0105]

根據(jù)對(duì)比例5、6所述，當(dāng)負(fù)極活性物質(zhì)層的放熱面積過高，證明其熱穩(wěn)定性差，在高溫循環(huán)時(shí)，易產(chǎn)生副反應(yīng)產(chǎn)物，消耗活性鋰，顯著降低循環(huán)容量保持率。而放熱面積過低，證明負(fù)極活性材料的結(jié)晶程度較高，因此，鋰離子較難進(jìn)行嵌脫鋰，極化也會(huì)增加。因此，循環(huán)容量保持率及dcr均會(huì)下降。

[0106]

盡管已經(jīng)演示和描述了說明性實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解上述實(shí)施例不能被解釋為對(duì)本申請(qǐng)的限制，并且可以在不脫離本申請(qǐng)的精神、原理及范圍的情況下對(duì)實(shí)施例進(jìn)行改變，替代和修改。

[0107]

本申請(qǐng)雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本申請(qǐng)構(gòu)思的前提下，都可以做出若干可能的變動(dòng)和修改，因此本申請(qǐng)的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。技術(shù)特征：

1.一種電化學(xué)裝置，包括正極、負(fù)極和電解液，所述正極包括正極集流體和設(shè)置在所述正極集流體上的正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層包括正極活性材料；所述負(fù)極包括負(fù)極集流體和設(shè)置在所述負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)層，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括負(fù)極活性材料；其特征在于，當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，所述負(fù)極活性材料的末端電位為a v；所述電化學(xué)裝置的過量系數(shù)為b，且b/a的比值為13.2至26.3；所述電化學(xué)裝置的過量系數(shù)為相同面積下負(fù)極容量與正極容量之間的比值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，a的取值范圍為0.050至0.079。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的單層厚度為cμm，c的取值范圍為30至70。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，通過x射線衍射法，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的(004)面的峰面積c

004

和(110)面的峰面積c

110

的比值為oi值，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度c和oi值之間的關(guān)系滿足：0.06＜o(jì)i/c＜0.2。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述負(fù)極活性材料的體積中值粒徑為dμm；當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，通過x射線衍射法，所述負(fù)極活性物質(zhì)層的(004)面的峰面積c

004

和(110)面的峰面積c

110

的比值oi值與所述負(fù)極活性材料的體積中值粒徑d之間的關(guān)系滿足：0.2＜o(jì)i/d＜1.6。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，采用差示掃描量熱法，所述負(fù)極活性物質(zhì)層在250℃至330℃范圍內(nèi)的放熱面積為1000j/g至1600j/g。7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述負(fù)極滿足(1)至(3)中至少一者：(1)所述負(fù)極集流體的每1540.25mm2的單位面積上涂覆的負(fù)極活性物質(zhì)層的重量為0.080g至0.160g；(2)所述負(fù)極活性物質(zhì)層中的負(fù)極活性材料質(zhì)量占比為97.2％至98.5％；(3)所述負(fù)極活性材料的克容量為352g/mah至360g/mah。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，通過拉曼光譜法，所述負(fù)極活性材料在1350cm

?1處的峰值強(qiáng)度i

d

與在1580cm

?1處的峰值強(qiáng)度i

g

的比值i

d

/i

g

在0.3至0.7的范圍內(nèi)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述正極滿足(4)至(6)中至少一者：(4)所述正極集流體的每1540.25mm2的單位面積上涂覆的正極活性物質(zhì)層的重量為0.170g至0.260g；(5)所述正極活性物質(zhì)層的密度為4.00g/cm3至4.25g/cm3；(6)所述正極材料包括鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰或磷酸鐵鋰中的至少一種。10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述電化學(xué)裝置。

技術(shù)總結(jié)

本申請(qǐng)涉及二次電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及電化學(xué)裝置及電子設(shè)備。本申請(qǐng)的電化學(xué)裝置包括正極、負(fù)極和電解液，所述正極包括正極集流體和設(shè)置在所述正極集流體上的正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層包括正極活性材料；所述負(fù)極包括負(fù)極集流體和設(shè)置在所述負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)層，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括負(fù)極活性材料；當(dāng)所述電化學(xué)裝置在滿充狀態(tài)下，所述負(fù)極活性材料的末端電位為AV；所述電化學(xué)裝置的過量系數(shù)為B，且B/A的比值為13.2至26.3。本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾娀瘜W(xué)裝置及電子裝置能夠在不影響電池的能量密度下提高電池的倍率性能。能。

技術(shù)研發(fā)人員：馮鵬洋

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：2021.03.30

技術(shù)公布日：2021/7/8