[发明专利]一种电化学装置及电子装置

说明书

本申请提供了一种电化学装置及电子装置，包括电极极片，电极极片包括集流体和活性物质层，其中，在电极极片的至少一个表面上具有纤维隔离层，纤维隔离层中包括聚合物纤维，聚合物纤维的曲折度τ₀为：1.2τ₀1.9。本申请的纤维隔离层改善了电化学装置的自放电问题，从而提高电化学装置的性能。

技术领域

本申请涉及电化学技术领域，特别是涉及一种电化学装置及电子装置。

背景技术

锂离子电池具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等特点，广泛应用于电能储存、便携式电子设备和电动汽车等各个领域。随着电动汽车和可移动电子设备的高速发展，人们对锂离子电池的性能需求也越来越高，如高能量密度需求。

通过采用静电纺丝技术直接在极片表面制备隔离层，能够减薄隔离层厚度从而提高锂离子电池的能量密度。但是，现有的隔离层由于受其中的纤维结构影响，隔离层中孔隙的大小均一性较差，导致锂离子电池出现严重的自放电问题，影响锂离子电池的性能。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电化学装置及电子装置，以改善锂离子电池的自放电问题。

需要说明的是，本申请的以下内容中，以锂离子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离子电池。

本申请的第一方面提供了一种电化学装置，其包括电极极片，电极极片包括集流体和活性物质层，其中，在电极极片的至少一个表面上具有纤维隔离层，纤维隔离层中包括聚合物纤维，聚合物纤维的曲折度τ0为：1.2τ₀1.9，优选为1.3τ₀1.5。

发明人研究发现，纤维隔离层通常由纳米至微米级的聚合物纤维定向或随机的结合在一起而形成，各纤维之间的随机搭接形成了大量的孔用于离子传输，但目前的纤维隔离层中孔的孔径较大且分布不均一，部分“大孔”(例如孔径大于1μm的孔)的存在会导致锂离子具有更严重的自放电问题。如果仅仅简单地减小纤维隔离层中孔径的大小，阻碍锂离子传输，从而影响锂离子电池的动力学性能。有鉴于此，本申请通过控制聚合物纤维的曲折度τ₀为：1.2τ₀1.9，能够改善纤维隔离层中孔隙的均一程度，既能改善锂离子电池自放电问题从而提高安全性，同时保证离子传输的持续通畅，提高锂离子电池的倍率性能。

本申请中，电极极片的至少一个表面上具有纤维隔离层可以指电极极片的一个表面上可以具有纤维隔离层，或者电极极片的两个表面上同时具有纤维隔离层。本申请聚合物纤维的曲折度τ₀可以指：聚合物纤维的实际伸直长度(L)与聚合物纤维的卷曲长度(L₀)的比值，即：τ₀＝L/L₀。本申请的电极极片可以指正极极片或负极极片。

本申请的一些实施例中，纤维隔离层的迂曲度τ₁为：1.2τ₁1.8，优选为1.3τ₁1.7。通过控制纤维隔离层的迂曲度τ₁在上述范围内，能够进一步改善纤维隔离层中孔隙的均一程度。本申请纤维隔离层的迂曲度可以通过以下表达式确定：其中ε为纤维隔离层的孔隙率，ρ_s为纤维隔离层电阻率，ρ_e为电解液电阻率。

本申请的一些实施例中，纤维隔离层中孔隙的平均孔径为20nm至1μm，优选为100nm至500nm。不限于任何理论，纤维隔离层中孔隙的平均孔径过小(例如小于20nm)，会导致离子传输通路不足，阻碍锂离子电池正常循环；纤维隔离层中孔隙的平均孔径过大(例如大于1μm)，会导致纤维隔离层在孔径位置处机械强度太差，无法抵抗极片表面颗粒的穿刺，例如活性物质颗粒的穿刺，容易引发局部正负极短路，造成锂离子电池电性能衰减和严重的自放电问题。本申请通过控制纤维隔离层中孔隙的平均孔径在上述范围内，能够提高锂离子电池的循环性能和安全性。