[发明专利]电化学装置及包括其的电子装置

说明书

本申请涉及一种电化学装置及包括其的电子装置。具体地，所述电化学装置包括正极、负极、隔离膜和电解液，其中所述负极包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包含硅材料，其中所述电解液包括氟代碳酸酯和环醚，所述氟代碳酸酯和环醚的重量百分比与所述负极活性物质层的单位反应面积满足一定的关系式，从而可以提高所述电化学装置的高温存储性能和高温循环性能。

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及电化学装置及包括其的电子装置。

背景技术

近年来，电化学装置，如锂离子电池由于其高能量密度、高循环性等备受关注，锂离子电池被广泛地应用于各领域，特别是在电子消费类产品中的应用。随着市场追求电子产品的轻薄化，对电池的能量密度的要求越来越高。硅含有高的容量，晶体硅在完全嵌锂状态下其比容量可达4200mAh/g(Li4.4Si)，因此硅材料近年来受到广泛关注。然而，硅材料在充放电过程中的体积膨胀会使已形成的固体电解质相界面(SEI)膜被破坏，使得电解液和硅负极材料反复发生副反应，从而恶化锂离子电池性能。

目前，改善硅负极材料对锂离子电池性能的恶化是行业内急需解决的难题。

发明内容

本申请提供一种电化学装置以试图在至少某种程度上解决至少一个存在于相关领域中的问题。本申请实施例还提供了包括电化学装置的电子装置。

一方面，本申请提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括包含硅材料的负极活性物质以及包含氟代碳酸酯和环醚的电解液，通过控制氟代碳酸酯和环醚的重量百分比与负极活性物质层的单位反应面积满足一定的关系式，可以提高电化学装置的高温存储性能和高温循环性能，从而解决了使用硅负极材料的电化学装置性能恶化的难题。

另一方面，本申请提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括包含硅材料的负极活性物质以及包含氟代碳酸酯和环醚的电解液，通过控制负极活性物质中每克硅元素对应的环醚含量，可以有效地改善电化学装置的常温循环性能。

本申请提供了一种电化学装置，在一些实施例中，所述电化学装置包括正极、负极、隔离膜和电解液，其中所述负极包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包含硅材料，所述负极活性物质层的单位反应面积为C m²/cm²，其中所述电解液包括氟代碳酸酯和环醚，基于所述电解液的总重量，所述氟代碳酸酯的重量百分比为A％，所述环醚的重量百分比为B％，其中，A、B及C满足15≤(A+B)/C≤5600。

根据本申请的一些实施例，A％为2％至25％，B％为0.05％至3％。

根据本申请的一些实施例，B/A为0.005至0.5。

根据本申请的一些实施例，所述环醚包括式I所示的化合物：

其中R₁和R₂各自独立地选自经取代或未经取代的C₁至C₁₀的亚烷基，其中经取代时，取代基选自卤素原子或C₁至C₅的烷基中的至少一种。

根据本申请的一些实施例，所述环醚包括：

中的至少一种。

根据本申请的一些实施例，所述氟代碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯或双氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。

根据本申请的一些实施例，所述负极活性物质层中的1g硅元素对应的所述环醚含量为0.003g至0.3g。

根据本申请的一些实施例，所述硅材料包括硅复合物基体和保护层，所述保护层设置于所述硅复合物基体表面的至少一部分。