[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，包括正极，正极包括正极集流体和设置于正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层，正极活性材料层包含锂锰氧化物，锂锰氧化物包含铝元素和钠元素，基于正极活性材料重量，铝元素含量为A％，钠元素含量为B％，满足0.01≤A≤2，0.001≤B≤1。本申请能够提高电化学装置的循环性能，尤其是高温条件下的循环性能，还能够提高电化学装置的高温储存性能。

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及电子装置。

背景技术

锂离子电池具有体积和质量能量密度大、循环寿命长、标称电压高、自放电率低、体积小、重量轻等许多优点，在消费电子领域具有广泛的应用。随着近年来电动汽车和可移动电子设备的高速发展，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。

但是目前的锂离子电池在高温下比容量衰减比较严重，这是由于高温促使锂离子电池内部副反应的发生，导致正极活性材料的结构被破坏，影响了锂离子电池的稳定性和使用寿命。因此亟需一种在高温下具有长时间使用寿命的锂离子电池。

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，正极包括正极集流体和设置于正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层，正极活性材料层包含锂锰氧化物，锂锰氧化物包含铝元素和钠元素，基于正极活性材料重量，铝元素含量为A％，钠元素含量为B％，满足0.01≤A≤2，0.001≤B≤1。

本申请的正极活性材料层包含锂锰氧化物，锂锰氧化物包含铝元素和钠元素。通过控制铝元素和钠元素的含量在上述范围内能够减少锰(Mn)溶出，从而改善电化学装置的高温循环性能。不限于任何理论，这可能是由于上述含量范围的铝元素能够增强锂锰氧化物中Mn-O键的稳定性，改善锂锰氧化物的晶体结构，降低锰元素的姜泰勒(Jahn-Tellen)效应；钠元素作为杂质元素，当在上述含量范围内时几乎不会对电化学装置的高温循环性能产生影响。因此整体上本申请通过控制铝元素和钠元素的含量在上述范围内，能够减少Mn溶出，同时降低钠元素对正极性能的影响，从而改善电化学装置的循环性能和存储容量保持性能。

本申请的锂锰氧化物可以包括但不限于：改性LiMn₂O₄(下文简称改性LMO)。本申请对锂锰氧化物的改性方法没有特别限制，例如，可以在合成LiMn₂O₄的过程中加入含铝化合物，从而使本申请的锂锰氧化物中含有铝元素。

本申请的正极活性材料层可以设置在正极集流体的至少一个表面上，例如，正极活性材料层设置在正极集流体的一个表面上，或者，正极活性材料层设置在正极集流体的两个表面上。

在本申请的一种实施方案中，本申请的电化学装置满足条件(a)或(b)中的至少一者：(a)0.011≤A+B≤2.5；(b)0.1≤A/B≤125。

在本申请的一种实施方案中，0.03≤A+B﹤2，2﹤A/B≤125。

通过控制正极活性材料中的铝元素含量和钠元素含量之和，即A+B的值在上述范围内，和/或，控制正极活性材料中的铝元素含量与钠元素含量之比，即A/B的值在上述范围内，能够得到具有优良高温循环性能和存储容量保持性能的电化学装置。

在本申请的一种实施方案中，本申请的锂锰氧化物进一步包含铌元素，基于正极活性材料的重量，铌元素的含量为C％，满足0﹤C≤1。