[发明专利]一种电化学装置和电子装置

说明书

本申请提供了一种电化学装置和电子装置，包括正极极片、负极极片和电解液，负极极片包括负极集流体和负极材料层，负极材料层包括硅基复合材料，硅基复合材料包括硅基颗粒，负极集流体的强度为A MPa，硅基颗粒内硅原子相对百分比含量的最大值与最小值之间的差值为B％，负极材料层中硅元素的质量含量为C％，满足：本申请通过协同调整A、B、C满足上述条件，得到的锂离子电池具有良好循环性能和膨胀性能。

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，人们对电池的能量密度、安全性、循环性能等相关需求越来越高，期待着综合性能全面提升的新型锂离子电池的出现。

硅材料具有高的比容量，作为锂离子电池的负极材料能够显著提升锂离子电池的能量密度。但是其在脱嵌锂过程中存在较大的体积膨胀和收缩，使其在循环中固体电解质界面膜(SEI)反复破坏和生成，消耗可逆锂，影响锂离子电池的循环性能和膨胀性能。

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，以提高锂离子电池的循环性能和膨胀性能。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，包括正极极片、负极极片和电解液，所述负极极片包括负极集流体和负极材料层，其中所述负极材料层包括硅基复合材料，所述硅基复合材料包括硅基颗粒，所述负极集流体的强度为A MPa，所述硅基颗粒内硅原子相对百分比含量的最大值与最小值之间的差值为B％，所述负极材料层中硅元素的质量含量为C％，满足：

本申请通过协同调整A、B、C满足上述条件，能够得到具有良好循环性能和膨胀性能的锂离子电池。

在本申请的一种实施方案中，B满足：10≤B≤16。通过调整B在上述范围内，能够得到硅元素分布均一程度好的硅基颗粒，有利于降低锂离子电池膨胀产生的应力，从而得到具有良好循环性能和膨胀性能的锂离子电池。

在本申请的一种实施方案中，C满足：1≤C≤20。通过调整C在上述范围内，能够平衡锂离子电池的膨胀性能和能量密度。

在本申请的一种实施方案中，A满足：370≤A≤800。通过调整A在上述范围内，有利于平衡锂离子电池的膨胀性能和生产成本。

在本申请的一种实施方案中，负极材料层的单面厚度为H，所述硅基颗粒的粒径最大值为Dmax，满足：H≥3×Dmax。通过调整H和Dmax之间满足上述关系，能够改善锂离子电池的循环性能和膨胀性能。

在本申请的一种实施方案中，硅基颗粒的Dmax满足：10μm≤Dmax≤25μm。通过调整Dmax在上述范围内，有利于平衡锂离子电池的加工性能、膨胀性能以及能量密度。

在本申请的一种实施方案中，负极材料层的单面厚度H满足：30μm≤H≤90μm。通过调整负极材料层的单面厚度H在上述范围，能够平衡负极材料层的强度和韧性，从而提高锂离子电池的性能。

在本申请的一种实施方案中，负极极片的孔隙率为P％，所述P与所述C满足：P15×C^1/4。通过调整P与C满足上述关系，锂离子电池的膨胀性能和动力学性能得到提高。

在本申请的一种实施方案中，本申请的一种实施方案中，P满足：18≤P≤40。通过调整P在上述范围内，能够使负极极片能够在电解液中得到有效浸润，负极极片具有良好的强度，从而锂离子电池的膨胀性能和动力学性能得到提高。