[发明专利]一种电化学装置和电子装置在审

专利信息
申请号: 202180012183.7 申请日: 2021-09-28
公开(公告)号: CN115053370A 公开(公告)日: 2022-09-13
发明(设计)人: 袁国霞 申请(专利权)人: 宁德新能源科技有限公司
主分类号: H01M4/505 分类号: H01M4/505;H01M4/36;H01M10/0525
代理公司: 北京柏杉松知识产权代理事务所(普通合伙) 11413 代理人: 王宇;刘继富
地址: 352100 福建*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 一种 电化学 装置 电子
【说明书】:

本申请提供了一种电化学装置和电子装置,包括正极、负极和电解液,正极活性材料包括含锰复合金属氧化物,含锰复合金属氧化物包括锂和过渡金属元素;3.83V至3.88V条件下,电化学装置的正极锰溶出量为A%,3.96V至4V条件下,电化学装置的正极锰溶出量为B%,满足:0.2≤B/A≤0.7,改善了电化学装置的高温循环性能。

技术领域

本申请涉及电化学技术领域,具体涉及一种电化学装置和电子装置。

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。随着锂离子电池的使用范围不断扩大,市场对锂离子电池提出了更高的要求,例如要求锂离子电池在高温环境下也能稳定使用。

然而,目前的锂离子电池在高温下循环性能衰减比较严重,这是由于高温促使锂离子电池内部副反应的发生,导致电极活性材料结构被破坏,影响了锂离子电池的高温循环稳定性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电化学装置和电子装置,以提高电化学装置的高温循环性能。具体技术方案如下:

本申请的第一方面提供了一种电化学装置,包括正极、负极和电解液,所述正极包括正极活性材料,其中,所述正极活性材料包括含锰复合金属氧化物,所述含锰复合金属氧化物包括锂和过渡金属元素;3.83V至3.88V条件下,电化学装置的正极锰溶出量为A%,3.96V至4V条件下,电化学装置的正极锰溶出量为B%,满足:0.2≤B/A≤0.7。本申请控制不同电压下正极锰溶出量的比值B/A在上述范围内,改善了电化学装置的高温循环性能。

在本申请的一种实施方案中,0A≤1,0B≤0.7。

在本申请的一种实施方案中,所述正极活性材料包括掺杂元素L,所述掺杂元素L包括Al、Mg或Nb中的至少一种,所述掺杂元素L与锰元素的质量比为0.1∶100至5∶100。通过控制掺杂元素L与锰元素的质量比在上述范围内,能够改善正极活性材料中Mn-O键稳定性,提高电化学装置的高温循环性能。

在本申请的一种实施方案中,基于正极活性材料的质量,所述掺杂元素L的质量含量为0.1%至3.0%,能够进一步改善正极活性材料中Mn-O键稳定性,提高电化学装置的高温循环性能。

在本申请的一种实施方案中,所述电化学装置在3.83V至3.88V条件下、60℃环境中存储7天后的存储容量损失为C%,在3.96V至4V条件下、60℃环境中存储7天后的存储容量损失为D%,满足:0.2≤D/C≤0.9,更高电压下本申请的电化学装置具有更小的存储容量损失,改善了电化学装置在高电压、高温条件下的存储性能。

在本申请的一种实施方案中,0C≤20,0D≤18。

在本申请的一种实施方案中,所述过渡金属元素包括M元素,所述M元素包括Mn。在本申请的一种实施方案中,所述M元素进一步包括Ni、Co或Fe中的至少一种,能够进一步提高电化学装置的高温循环性能。

在本申请的一种实施方案中,所述正极活性材料的球形度满足:0.6≤球形度1,能够进一步改善电化学装置的高温循环性能。

在本申请的一种实施方案中,所述电化学装置在3.83V至3.88V条件下、60℃环境中存储7天后的电解液及负极中的锰含量之和为E%,在3.96V至4V条件下、60℃环境中存储7天后的电解液及负极中的锰含量之和为F%,满足:1E/F≤5,改善了电化学装置在高电压、高温条件下的循环性能。

在本申请的一种实施方案中,0E≤3、0F3。

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