[发明专利]电化学装置和电子装置

说明书

本申请涉及一种电化学装置和电子装置。具体而言，本申请提供一种电化学装置，其包括：正极和电解液，所述正极包括正极集流体和正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括第一颗粒和第二颗粒，其中所述第一颗粒具有特定尺寸的孔洞，所述第二颗粒的孔洞尺寸在1μm以下，且所述第一颗粒和所述第二颗粒具有特定的面积比值。本申请的电化学装置同时具有良好的放电初期阻抗、正极克容量、高温循环性能、高温存储性能、低温放电能力和倍率性能，可实现平衡的综合性能。

本申请是申请日为2020年12月14日，申请号为202011478731.9，发明名称为“电化学装置和电子装置”的申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及储能领域，具体涉及一种电化学装置和电子装置。

背景技术

电化学装置(例如，锂离子电池)由于具有高能量密度、长循环寿命及无记忆效应等优点而被广泛应用于穿戴设备、智能手机、无人机、电动汽车及大型储能等设备等领域，已成为当今世界最具发展潜力的新型绿色化学电源。

电化学装置的性能主要取决于正极、负极、电解液和隔离膜的特性。电极中的活性材料是影响电极性能的重要因素之一。单独使用一次颗粒作为正极活性材料无法满足电化学装置所需的倍率性能。单独使用二次颗粒作为正极活性材料无法满足电化学装置的高温循环性能和高温存储性能。如何组合使用一次颗粒和二次颗粒以平衡电化学装置的综合性能已成为研发方向之一。

有鉴于此，确有必要提供一种具有改进的、性能平衡的电化学装置和电子装置。

发明内容

本申请通过提供一种具有层状结构的正极材料以试图在至少某种程度上解决至少一种存在于相关领域中的问题。

根据本申请的一个方面，本申请提供了一种电化学装置，其包括：正极和电解液，所述正极包括正极集流体和正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括第一颗粒和第二颗粒，其中：所述第一颗粒具有孔洞，所述孔洞的尺寸为1μm至8μm；所述第二颗粒的孔洞尺寸在1μm以下；所述第一颗粒的面积与所述第二颗粒的面积的比值a不大于9。

根据本申请的实施例，所述第一颗粒的平均粒径为7μm至15μm；所述第二颗粒的平均粒径为1μm至7μm，且不包含7μm。

根据本申请的实施例，所述第一颗粒包括一次颗粒，所述一次颗粒的平均粒径不大于3μm。

根据本申请的实施例，所述第一颗粒包括至少5个粒径在0.5μm以上的所述一次颗粒。

根据本申请的实施例，所述第一颗粒和所述第二颗粒各自独立的包含式Li_bNi_xCo_yM1_1-x-y-zM2_zO₂化合物，其中：M1包括Mn或Al中的至少一种；M2包括Mg、Al、Ti、Zr、La、Y、Sr或Ce中的至少一种；0.1≤b≤1.1；0.5≤x＜1；0≤y＜0.5；以及0≤z≤0.01。

根据本申请的实施例，所述第一颗粒包含硼元素所述第一颗粒的表面区域的硼元素含量高于中心区域的硼元素含量。

根据本申请的实施例，所述第一颗粒和所述第二颗粒包含硼元素，所述第一颗粒的硼元素含量大于所述第二颗粒的硼元素含量。

根据本申请的实施例，基于所述正极活性材料层的总重量，所述正极活性材料的重量百分比c与所述比值a满足以下关系式：c≤0.02×a/(a+1)+0.97。

根据本申请的实施例，所述正极活性材料层具有10％至50％的孔隙率。

根据本申请的实施例，所述正极活性材料层的压实密度为3.1g/cm³至4.2g/cm³。