[发明专利]电化学装置及电子装置

说明书

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及负极极片，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包括活性材料层及位于所述活性材料层表面的含锂层；所述活性材料层包括SiOC材料及石墨。本申请提供的负极材料可以提高电化学装置的首周库伦效率，提高能量密度。

技术领域

本申请涉及储能技术领域，具体地讲，涉及电化学装置及电子装置。

背景技术

目前，硅基负极材料具有较高的克容量，被认为是最具有应用前景的下一代锂离子负极材料。但是硅的低电导性(10⁸Ω.cm)，以及其在充放电过程中具有约300％的体积膨胀并生成不稳定的固体电解质界面膜(SEI)，硅负极材料在充放电过程中会粉化从集流体上掉落，使得活性物质与集流体之间失掉电接触，导致电化学性能变差，容量衰减、循环稳定性下降，一定程度上阻碍了其进一步的应用。目前改善硅材料电化学性能的方法有将硅材料与碳材料复合，其中，SiOC材料由于体积膨胀最小而引起了市场的关注，但是SiOC材料通过Si-O键的断裂实现储锂，会形成不可逆的LiSiO₄，使得SiOC材料的首周库伦效率低，降低电化学装置的能量密度。

发明内容

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。

第一方面，本申请提供一种电化学装置，包括正极极片及负极极片，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包括活性材料层及位于所述活性材料层表面的含锂层；所述活性材料层包括SiOC材料及石墨。

在一些可行的实施方式中，所述含锂层包含稳定锂金属粉末。

在一些可行的实施方式中，所述电化学装置满足以下特征(1)至(4)中的至少一者：

(1)通过X射线衍射法对所述负极活性物质层进行分析得到的Si2p谱中，Si2p的结合能峰位包括101.4eV±0.3eV、102.2eV±0.3eV、103.1eV±0.3eV、104.40eV±0.3eV中的至少一种；

(2)通过X射线衍射法对所述负极活性物质层进行分析得到Li的结合能峰位在55.6eV±0.3eV之间；

(3)通过X射线衍射法对所述负极活性物质层进行分析，所述负极活性物质层具有Li₂₂Si₅衍射峰、Li₂₂Ge₅衍射峰、Li₂₂Sn₅衍射峰、Li₂O衍射峰、Li₂SiO₃衍射峰或Li₂Si₂O₅衍射峰中的至少一种；

(4)通过固体核磁共振技术对所述负极活性物质层进行分析得到Si的化学位移值，Si的化学位移值包括-5ppm±1ppm、-35ppm±1ppm、-75ppm±1ppm与-100ppm±1ppm，且Si在-5ppm±1ppm处的化学位移峰的半峰宽K满足以下关系：7ppmK28ppm。

在一些可行的实施方式中，所述电化学装置满足以下特征(5)至(9)中的至少一者：

(5)所述SiOC材料与石墨的混合粉末的中值粒径为R₁μm，R₁的取值范围为0.01至50；

(6)所述稳定锂金属粉末的中值粒径为R₂μm，R₂的取值范围为0.1至20；

(7)所述活性材料层的厚度为D₁μm，D₁的取值范围为40至150；