CN114430018A - 一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置，其中，电化学装置包含正极极片和负极极片，正极极片宽度为a mm，负极极片宽度为b mm，a与b满足关系：b≤a＜b+2；正极极片包含正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上的正极材料层，正极材料层包含惰性材料区和与惰性材料区相邻的活性材料区，惰性材料区包括位于正极极片沿长度方向上的一个边缘附近的第一惰性材料区，第一惰性材料区与正极极耳同侧，第一惰性材料区的宽度为c mm，0<c<b/100；采用这样的技术方案，能够避免负极极片的边缘区域局部析锂。

Description

一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置

技术领域

本申请涉及电化学技术领域，特别是涉及一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置。

背景技术

随着快充技术的普及，人们对锂离子电池的充电速度提出越来越高的要求。

充电速度与锂离子电池的动力学息息相关，这就要求锂离子电池满足大倍率充电的同时，正负极界面不析锂。现有技术中，正极极片的宽度和长度都要短于负极极片，负极极片中沿其自身长度方向和宽度方向超出正极极片的边缘区域(也称为overhang区域)同电解液接触较多，从而造成负极极片中该边缘区域局部析锂。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置，以避免负极极片的overhang区域局部析锂。具体技术方案如下：

本申请第一方面提供了一种电化学装置，其包含正极极片和负极极片，所述正极极片宽度为a mm，所述负极极片宽度为b mm，所述a与所述b满足关系：b≤a＜b+2；所述正极极片包含正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一个表面上的正极材料层，所述正极材料层包含惰性材料区和与惰性材料区相邻的活性材料区，所述惰性材料区包括位于所述正极极片沿长度方向上的一个边缘附近的第一惰性材料区，所述正极极片包含在所述正极集流体的一侧设置的正极极耳，与所述正极极耳同侧的第一惰性材料区的宽度为c mm，0＜c＜b/100。采用这样的技术方案，能够降低负极极片overhang区域与电解液接触机会，减少负极极片的overhang区域的成膜阻抗与负极极片的非overhang区域的成膜阻抗之间的差异，避免负极极片的overhang区域局部析锂。

在本申请的一种实施方案中，所述惰性材料区还包括位于所述正极极片沿长度方向上的另一个边缘附近的第二惰性材料区，所述第二惰性材料区与所述正极极耳不同侧，所述第二惰性材料区的宽度为d mm，0＜d＜b/100。通过控制第二惰性材料区的宽度满足上述关系，能够使电化学装置的体积能量密度较高。

在本申请的一种实施方案中，所述第一惰性材料区和所述第二惰性材料区的宽度满足：b＞a-c-d。通过控制惰性材料区的宽度满足上述关系，能够保证电化学装置的单位面积负极容量与单位面积正极容量的比值(也称为Cell Balance值)大于1，避免电化学装置失效。

在本申请的一种实施方案中，所述负极极片在所述正极极片上的正投影中，与所述正极极耳同侧的负极极片边缘与所述正极极片的边缘之间的距离为e mm，其满足：e＜c；d＞a-b-e。采用这样的技术方案，能够保证电化学装置的单位面积负极容量与单位面积正极容量的比值大于1，避免电化学装置失效。

在本申请的一种实施方案中，所述正极集流体的两个表面上均设有正极材料层，所述正极集流体两个表面上的所述活性材料区的厚度之和为h1，所述正极集流体两个表面上的所述惰性材料区的厚度之和为h2，所述h1与所述h2满足关系：-5μm≤h1-h2≤5μm。采用这样的技术方案，电化学装置化成时整体受压较均匀，避免电化学装置循环过程中惰性材料区和活性材料区的交界处出现析锂问题。

在本申请的一种实施方案中，所述惰性材料区包含粘结剂和惰性物质。

在本申请的一种实施方案中，所述粘结剂包含聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、丁苯橡胶、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯或聚六氟丙烯中的至少一种。

在本申请的一种实施方案中，所述惰性物质包含二氧化硅、氟化铝、氧化铝、氧化亚硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙或硫酸钡中的至少一种。

在本申请的一种实施方案中，基于所述惰性材料区的总质量，所述粘结剂的质量百分含量为5％至20％，所述惰性物质的质量百分含量为80％至95％。通过控制粘结剂的质量百分含量和惰性物质的质量百分含量在上述范围内，能够使得惰性材料区和正极集流体之间粘接牢固，同时避免惰性材料区脆性增加导致制成风险。

本申请的第二方面提供了一种电子装置，其包含上述任一实施方案所述的电化学装置。

本申请提供了一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置，其中，电化学装置包含正极极片和负极极片，正极极片宽度为amm，负极极片宽度为bmm，a与b满足关系：b≤a＜b+2；正极极片包含正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上的正极材料层，所述正极材料层包含惰性材料区和与惰性材料区相邻的活性材料区，所述惰性材料区包括位于所述正极极片沿长度方向上的一个边缘附近的第一惰性材料区，第一惰性材料区与正极极耳同侧，第一惰性材料区的宽度为cmm，0＜c＜b/100；采用这样的技术方案，能够降低负极极片overhang区域与电解液接触机会，减少负极极片的overhang区域的成膜阻抗与负极极片的非overhang区域的成膜阻抗之间的差异，避免负极极片的overhang区域局部析锂。当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请和现有技术的技术方案，下面对实施例和现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的技术方案。

图1为本申请一种实施方案中电化学装置的俯视图；

图2为本申请一种实施方案中电化学装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图和实施例，对本申请进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他技术方案，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的发明内容中，以锂离子电池作为电化学装置的例子来解释本申请，但是本申请的电化学装置并不仅限于锂离子电池。本领域技术人员应当理解，以下说明仅为举例说明，并不限定本申请的保护范围。

本申请提供了一种电化学装置，其包含正极极片1和负极极片2，如图1所示，所述正极极片1宽度为amm，所述负极极片2宽度为bmm，所述a与所述b满足关系：b≤a＜b+2。不限于任何理论，本申请的发明人发现，当a≥b+2时，正极极片1宽度增加，电化学装置的体积增大，在电化学装置的容量一定时，电化学装置的体积能量密度较小；当a＜b时，负极极片2的overhang区域同电解液接触较多，负极极片2的overhang区域的成膜阻抗与负极极片2的非overhang区域的成膜阻抗之间的差异较大，起不到改善负极极片2的区域局部析锂的作用；通过设置所述a与所述b满足关系：b≤a＜b+2，能够降低负极极片2的overhang区域与电解液接触机会，减少负极极片2的overhang区域的成膜阻抗与负极极片2的非overhang区域的成膜阻抗之间的差异，避免负极极片2的overhang区域局部析锂。

所述正极极片1包含正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一个表面上的正极材料层，所述正极材料层包含位于所述正极极片1长度方向的一个边缘附近的第一惰性材料区11和与所述第一惰性材料区11相邻的活性材料区12，所述正极极片1包含在所述正极集流体的一侧设置的正极极耳3，与所述正极极耳3同侧的第一惰性材料区11的宽度为cmm，0＜c＜b/100。不限于任何理论，本申请的发明人发现，当c≥b/100时，第一惰性材料区11的宽度较宽，活性材料区12的宽度较窄，电化学装置的正极容量较小，电化学装置的体积能量密度较小。通过设置0＜c＜b/100，在避免负极极片2的overhang区域局部析锂的情况下，保证电化学装置的体积能量密度较高。

在本申请的一些实施方案中，所述惰性材料区还包括位于所述正极极片沿长度方向上的另一个边缘附近的第二惰性材料区13，所述第二惰性材料区13与所述正极极耳3不同侧，所述第二惰性材料区13的宽度为dmm，0＜d＜b/100。不限于任何理论，本申请的发明人发现，当d≥b/100时，第二惰性材料区13的宽度较宽，活性材料区12的宽度较窄，电化学装置的正极容量较小，电化学装置的体积能量密度较小。通过设置0＜d＜b/100，在避免负极极片2的overhang区域局部析锂的情况下，使电化学装置的体积能量密度较高。

在本申请的一些实施方案中，所述第一惰性材料区和所述第二惰性材料区的宽度满足：b＞a-c-d。不限于任何理论，本申请的发明人发现，通过设置两个惰性材料区的宽度满足：b＞a-c-d，即负极极片2中的负极活性材料层的宽度大于正极活性材料区12的宽度，保证电化学装置单位面积负极容量与单位面积正极容量的比值(也称为CellBalance值)大于1，避免电化学装置失效。

在本申请的一些实施方案中，所述负极极片2在所述正极极片1的正投影中，与所述正极极耳3同侧的负极极片2边缘与所述正极极片1的边缘之间的距离为emm，其满足：e＜c；d＞a-b-e。不限于任何理论，本申请的发明人发现，通过设置e＜c；d＞a-b-e，即负极极片2在正极极片1的正投影中，与正极极耳3同侧的负极极片2边缘与正极极片1的边缘之间的距离e，小于与正极极耳3同侧的惰性材料区的宽度c；同时，与正极极耳3不同侧的负极极片2边缘与正极极片1的边缘之间的距离a-b-e，小于与正极极耳3不同侧的惰性材料区的宽度d；进而，负极极片2中的负极活性材料层的宽度大于正极活性材料区12的宽度，保证电化学装置的Cell Balance(CB)值大于1，避免电化学装置失效。

在本申请的一些实施方案中，所述正极集流体的两个表面上均设有正极材料层，所述正极集流体两个表面上的所述活性材料区12的厚度之和为h1，所述正极集流体两个表面上的所述惰性材料区的厚度之和为h2，所述h1与所述h2满足关系：-5μm≤h1-h2≤5μm。两个表面上所述活性材料区各自的厚度可以为上述厚度之和的一半，或者略有不同，例如两个表面上活性材料区的厚度差小于5μm。两个表面上的惰性材料区各自的厚度可以为上述厚度之和的一半，或者略有不同，例如两个表面上惰性材料区的厚度差小于5μm。通过设置所述h1与所述h2满足关系：-5μm≤h1-h2≤5μm，电化学装置化成时整体受压较均匀，避免电化学装置循环过程中出现界面问题，即避免电化学循环过程中惰性材料区和活性材料区的交界处出现析锂问题。

在本申请的一些实施方案中，所述惰性材料区包括粘结剂和惰性物质。

在本申请的一些实施方案中，所述粘结剂包含聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、丁苯橡胶、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯或聚六氟丙烯中的至少一种。

在本申请的一些实施方案中，所述惰性物质包含二氧化硅、氟化铝、氧化铝、氧化亚硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙或硫酸钡中的至少一种。

在本申请的一些实施方案中，基于所述惰性材料区的总质量，所述粘结剂的质量百分含量为5％至20％，所述惰性物质的质量百分含量为80％至95％。例如，所述粘结剂的质量百分含量可以为5％、10％、15％、20％或为其间的任何范围，所述惰性物质的质量百分含量可以为80％、85％、90％、95％或为其间的任何范围。不限于任何理论，本申请的发明人发现，当粘结剂的质量百分含量小于5％时，惰性材料区与正极集流体粘结不牢，惰性材料区易脱落；当粘结剂的质量百分含量大于20％时，惰性材料区脆性增加，进而导致正极极片卷绕断带等制成风险；通过设置粘结剂的质量百分含量与惰性物质的质量百分含量在上述范围内，能够使得惰性材料区和正极集流体之间粘接牢固，同时避免惰性材料区脆性增加导致制成风险。

本申请对正极集流体没有特别限制，可以为本领域公知的任何正极集流体，例如铜箔、铝箔、铝合金箔以及复合集电体等。

在本申请中，正极活性材料区12中还可以包括导电剂，本申请对导电剂没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如可以包括但不限于导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、鳞片石墨、科琴黑、石墨烯、金属材料或导电聚合物中的至少一种。上述碳纳米管可以包括但不限于单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管。上述碳纤维可以包括但不限于气相生长碳纤维和/或纳米碳纤维。上述金属材料可以包括但不限于金属粉和/或金属纤维，具体地，金属可以包括但不限于铜、镍、铝或银中的至少一种。上述导电聚合物可以包括但不限于聚亚苯基衍生物、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔或聚吡咯中的至少一种。

在本申请中，正极活性材料区12中还可以包括粘合剂，本申请对粘合剂没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如可以包括但不限于聚乙烯醇、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1，1-二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙等。

本申请中的负极极片2没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，例如负极极片2通常包括负极集流体和负极活性材料层。在本申请中，负极活性材料层可以设置于负极集流体厚度方向上的一个表面上，也可以设置于负极集流体厚度方向上的两个表面上。需要说明，这里的“表面”可以是负极集流体的全部区域，也可以是负极集流体的部分区域，本申请没有特别限制，只要能实现本申请目的即可。如图1所示，负极极片2还包含在负极集流体的一侧设置的负极极耳4。

本申请中，负极活性材料层包括负极活性材料，其中，负极活性材料没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，例如可以包括但不限于天然石墨、人造石墨、中间相微碳球、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO₂、尖晶石结构的锂化TiO₂-Li₄Ti₅O₁₂或Li-A1合金中的至少一种。

本申请中的负极集流体没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，可以使用金属箔材或多孔金属板等材料，例如铜、镍、钛或铁等金属或它们的合金的箔材或多孔板，如铜箔。在本申请中，对负极集流体的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如厚度为4μm至12μm。

在本申请中，负极活性材料层中还可以包括导电剂，本申请对导电剂没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。

在本申请中，负极活性材料层中还可以包括粘结剂，本申请对粘结剂没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如可以包括但不限于丁苯橡胶、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、水性丙烯酸树脂或羧甲基纤维素的至少一种。

在本申请中，负极活性材料层中还可以包括增稠剂，本申请对增稠剂没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如，增稠剂可以是羧甲基纤维素钠。

任选地，负极极片还可以包括导电层，导电层位于负极集流体和负极活性材料层之间。本申请对导电层的组成没有特别限制，可以是本领域常用的导电层。

本申请的电化学装置还包括电解液，本申请对电解液的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，将碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、丙酸乙酯(EP)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)或碳酸氟代亚乙酯(FEC)等中的至少一种按照一定质量比例混合得到有机溶液后，加入锂盐溶解并混合均匀即可。本申请对锂盐的种类没有限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，锂盐可以包括LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、LiClO₄、LiB(C₆H₅)₄、LiCH₃SO₃、LiCF₃SO₃、LiN(SO₂CF₃)₂、LiC(SO₂CF₃)₃、Li₂SiF₆、LiBOB或二氟硼酸锂中的至少一种。优选地，锂盐可以选用LiPF₆，因为它可以给出高的离子电导率并改善循环特性。

如图2所示，本申请的电化学装置还包括隔离膜，用以分隔正极极片和负极极片，防止锂离子电池内部短路，允许电解质离子自由通过，完成电化学充放电过程的作用。本申请中的隔离膜没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。

本申请的电化学装置没有特别限制，其可以包括发生电化学反应的任何装置。在一些实施例中，电化学装置可以包括但不限于锂离子电池。

电化学装置的制备过程为本领域技术人员所熟知的，本申请没有特别的限制，例如，可以包括但不限于以下步骤：将正极极片、隔离膜和负极极片按顺序堆叠，并根据需要将其卷绕、折叠等操作得到卷绕结构的电极组件，将电极组件放入包装袋内，将电解液注入包装袋并封口，得到电化学装置；或者，将正极极片、隔离膜和负极极片按顺序堆叠，然后用胶带将整个叠片结构的四个角固定好得到叠片结构的电极组件，将电极组件置入包装袋内，将电解液注入包装袋并封口，得到电化学装置。此外，也可以根据需要将防过电流元件、导板等置于包装袋中，从而防止电化学装置内部的压力上升、过充放电。

本申请第二方面提供了一种电子装置，包含本申请前述任一实施方案中的电化学装置。本申请提供的电化学装置可以避免负极极片的overhang区域局部析锂，从而本申请提供的电子装置可以避免负极极片的overhang区域局部析锂。

本申请的电子装置没有特别限定，其可以是现有技术中已知的任何电子装置。例如，显示装置包括但不限于笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等。

以下，举出实施例及对比例来对本申请的实施方式进行更具体地说明。各种的试验及评价按照下述的方法进行。另外，只要无特别说明，“份”、“％”为质量基准。

测试方法和设备：

正极极片宽度、负极极片宽度及惰性材料区宽度测试：

用直尺或游标卡尺测量正极极片宽度或负极极片宽度；

当惰性材料区和活性材料区的外观(如颜色)差别较大，有明显的分界线，用直尺或游标卡尺直接测量惰性材料区的宽度；

当惰性材料区和活性材料区的外观(如颜色)差别较小，分界线不明显，通过组装扣式电池的方法，测量惰性材料区的宽度，具体如下：

(1)取满放态的正极极片和负极极片，其中，正极极片包含完整的overhang区域，负极极片不限定区域；

(2)将正极极片和负极极片组装成扣式电池，满充后，深紫色区域为正极惰性材料区，金黄色区域为正极活性材料区，测量深紫色区域的宽度即为正极惰性材料区的宽度。

负极overhang区域析锂测试：

将电池在25℃下以锂离子电池的最大额定电流(额定功率/额定容量)充电至满充状态，满充态下恒压充电至0.05C，再以1.0C恒流放电至3.0V，循环10圈，拆解观察负极overhang区域析锂程度。未发现析锂或析锂面积＜2％在此称为不析锂；析锂面积在2％至20％之间称为轻微析锂；析锂面积＞20％称为严重析锂。

实施例1-1

<负极极片的制备>

将负极活性材料人造石墨、导电剂导电炭黑(SP)、聚丙烯酸和羧甲基纤维素钠(CMC)按质量比83.5：10：5：1.5混合，然后加入去离子水作为溶剂，得到负极浆料，并搅拌均匀。将聚丙烯与SP按质量比50：50混合，搅拌均匀，得到底涂层浆料。

将底涂层浆料均匀涂布在厚度为12μm的铜箔的两个表面上，干燥后，制备成具有底涂层的负极集流体，再将负极浆料涂布在具有底涂层的负极集流体上，120℃条件下烘干，冷压，然后经过极耳成型、分切等工序得到宽度为74mm的负极极片。

<正极极片的制备>

将正极活性材料钴酸锂(LiCoO₂)、导电剂导电炭黑、聚偏氟乙烯和聚丙烯腈按质量比95∶2∶2∶1混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，得到正极活性材料层浆料。将二氧化硅和聚偏氟乙烯按质量比90∶10混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，得到正极惰性材料层浆料。

通过斑马纹涂布的方式，即沿铝箔的宽度方向，同时将正极活性材料层浆料和正极惰性材料层浆料间隔涂布在厚度为12μm的铝箔的两个表面上。其中，正极集流体的两个表面上的活性材料区的厚度之和为220μm，两个表面上活性材料区的厚度各占1/2，正极集流体的两个表面上的惰性材料区的厚度之和为220μm，两个表面上惰性材料区的厚度各占1/2，正极活性材料层浆料涂布区域为活性材料区；正极惰性材料层浆料涂布区域为惰性材料区。120℃条件下烘干，然后经过冷压，极耳成型、分切等工序得到宽度为75mm的正极极片，其中，第一惰性材料区(与正极极耳同侧)的宽度为0.6mm，与第二惰性材料区(与正极极耳不同侧)的宽度为0.6mm。

<电解液的制备>

在水含量＜10ppm的氩气气氛手套箱中，将有机溶剂碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)以及碳酸二乙酯(DEC)按质量比1∶1∶1混合均匀，获得基础溶剂，再将充分干燥的锂盐LiPF₆溶解于上述有机溶剂，获得电解液。其中，锂盐LiPF₆质量百分含量为12.5％，余量为基础溶剂。

<隔离膜的制备>

以聚乙烯(PE)多孔聚合物薄膜作为隔离膜。

<锂离子电池的制备>

将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序卷绕，使隔离膜处于正极极片和负极极片之间起到隔离的作用，置于外包装箔中，留下注液口。从注液口灌注电解液，封装，再经过化成、容量等工序制得锂离子电池。其中，负极极片在正极极片上的正投影中，与正极极耳同侧的负极极片的边缘与正极极片的边缘之间的距离为0.5mm，与正极极耳不同侧的负极极片的边缘与正极极片的边缘之间的距离为0.5mm。

实施例1-2至实施例1-7

除了如表1所示调整正极极片的宽度a，负极极片的宽度b，第一惰性材料区(与正极极耳同侧)的宽度c，第二惰性材料区(与正极极耳不同侧)的宽度d，与正极极耳同侧的负极极片边缘与正极极片边缘之间的距离e，与正极极耳不同侧的负极极片边缘与正极极片边缘之间的距离a-b-e，正极集流体两个表面上的正极活性材料区的厚度之和h1以及正极集流体两个表面上的惰性材料区的厚度之和h2以外，其余与实施例1-1相同。

对比例1-1

<正极极片的制备>

将正极活性材料钴酸锂、导电剂导电炭黑、聚偏氟乙烯按照质量比95∶2∶3混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮作为溶剂，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，得到正极浆料。将正极浆料均匀涂覆在厚度为12μm的铝箔的两个表面上。其中，正极集流体的两个表面上的正极活性材料层的厚度之和为220μm。120℃条件下烘干，冷压，极耳成型、分切等工序得到宽度为73.8mm的正极极片。

<负极极片的制备>、<电解液的制备>、<隔离膜的制备>和<锂离子电池的制备>与实施例1-1相同。

对比例1-2

除了如表1所示调整正极极片的宽度a，负极极片的宽度b以外，其余与对比例1-1相同。

从实施例1-1至实施例1-7、对比例1和对比例2可以看出，本申请的电化学装置，正极极片宽度为a mm，负极极片宽度为b mm，a与b满足关系：b≤a＜b+2；与正极极片包含的极耳同侧的惰性材料区的宽度为c mm，与极耳不同侧的惰性材料区的宽度为d mm，0＜c＜b/100，0＜d＜b/100；采用这样的技术方案，能够降低负极极片overhang区域与电解液接触机会，减少负极极片的overhang区域的成膜阻抗与负极极片的非overhang区域的成膜阻抗之间的差异，能够避免负极极片的overhang区域局部析锂。

从实施例1-1至实施例1-7可以看出，通过控制与正极极耳同侧的负极极片边缘与正极极片边缘之间的距离e，与正极极耳不同侧的负极极片边缘与正极极片边缘之间的距离a-b-e，正极集流体两个表面上的正极活性材料区的厚度之和h1以及正极集流体两个表面上的惰性材料区的厚度之和h2在本申请范围内，能够避免负极极片的overhang区域局部析锂。

实施例2-1至实施例2-8

除了如表2所示调整正极惰性材料区的惰性物质的种类与质量百分含量，正极惰性材料区的粘结剂的种类与质量百分含量以外，其余与实施例1-1相同。

表2

从实施例1-1和实施例2-1至实施例2-8可以看出，通过惰性材料区惰性物质的质量百分含量以及惰性材料区粘结剂的质量百分含量在本申请范围内，能够避免负极极片的overhang区域局部析锂，能够使惰性材料区和正极集流体之间粘接牢固，同时避免惰性材料区脆性增加导致正极极片卷绕断带等制成风险。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电化学装置，其包含正极极片和负极极片，所述正极极片宽度为a mm，所述负极极片宽度为b mm，所述a与所述b满足关系：b≤a＜b+2；

所述正极极片包含正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一个表面上的正极材料层，所述正极材料层包含惰性材料区和与惰性材料区相邻的活性材料区，所述惰性材料区包括位于所述正极极片沿长度方向上的一个边缘附近的第一惰性材料区，所述正极极片包含在所述正极集流体的一侧设置的正极极耳，与所述正极极耳同侧的第一惰性材料区的宽度为c mm，0<c<b/100。

2.根据权利要求1所述的电化学装置，所述惰性材料区还包括位于所述正极极片沿长度方向上的另一个边缘附近的第二惰性材料区，所述第二惰性材料区与所述正极极耳不同侧，所述第二惰性材料区的宽度为d mm，0<d<b/100。

3.根据权利要求2所述的电化学装置，其中，所述第一惰性材料区和所述第二惰性材料区的宽度满足：b>a-c-d。

4.根据权利要求2所述的电化学装置，其中，所述负极极片在所述正极极片上的正投影中，与所述正极极耳同侧的负极极片边缘与所述正极极片的边缘之间的距离为e mm，其满足：e<c；d>a-b-e。

5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述正极集流体的两个表面上均设有所述正极材料层，所述正极集流体两个表面上的所述活性材料区的厚度之和为h1μm，所述正极集流体两个表面上的所述惰性材料区的厚度之和为h2μm，所述h1与所述h2满足关系：-5≤h1-h2≤5。

6.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述惰性材料区包含粘结剂和惰性物质。

7.根据权利要求6所述的电化学装置，其中，所述粘结剂包含聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、丁苯橡胶、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯或聚六氟丙烯中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的电化学装置，其中，所述惰性物质包含二氧化硅、氟化铝、氧化铝、氧化亚硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙或硫酸钡中的至少一种。

9.根据权利要求6所述的电化学装置，其中，基于所述惰性材料区的总质量，所述粘结剂的质量百分含量为5％至20％，所述惰性物质的质量百分含量为80％至95％。

10.一种电子装置，其包含权利要求1至9中任一项所述的电化学装置。

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