CN114649499B - 电化学装置和电子装置 - Google Patents
电化学装置和电子装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114649499B CN114649499B CN202210189715.0A CN202210189715A CN114649499B CN 114649499 B CN114649499 B CN 114649499B CN 202210189715 A CN202210189715 A CN 202210189715A CN 114649499 B CN114649499 B CN 114649499B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- edge
- active material
- material layer
- negative electrode
- length direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims abstract description 30
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims description 3
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 abstract description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 112
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 38
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 26
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 11
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 11
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 6
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 5
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 5
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 5
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 4
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- OQMIRQSWHKCKNJ-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluoroethene;1,1,2,3,3,3-hexafluoroprop-1-ene Chemical group FC(F)=C.FC(F)=C(F)C(F)(F)F OQMIRQSWHKCKNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UHOPWFKONJYLCF-UHFFFAOYSA-N 2-(2-sulfanylethyl)isoindole-1,3-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)N(CCS)C(=O)C2=C1 UHOPWFKONJYLCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BJWMSGRKJIOCNR-UHFFFAOYSA-N 4-ethenyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound C=CC1COC(=O)O1 BJWMSGRKJIOCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 5-valerolactone Chemical compound O=C1CCCCO1 OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QKBJDEGZZJWPJA-UHFFFAOYSA-N ethyl propyl carbonate Chemical compound [CH2]COC(=O)OCCC QKBJDEGZZJWPJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 2
- VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(fluorosulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FS(=O)(=O)[N-]S(F)(=O)=O VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N methyl propyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OC KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920001289 polyvinyl ether Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N propyl acetate Chemical compound CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JYVXNLLUYHCIIH-UHFFFAOYSA-N (+/-)-mevalonolactone Natural products CC1(O)CCOC(=O)C1 JYVXNLLUYHCIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEVQZPWSVWZAOB-UHFFFAOYSA-N 2-(bromomethyl)-1-iodo-4-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=C(I)C(CBr)=C1 YEVQZPWSVWZAOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 2-methylthiolane 1,1-dioxide Chemical compound CC1CCCS1(=O)=O PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSMUTQTWFHVVGQ-UHFFFAOYSA-N 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1OC(=O)OC1F DSMUTQTWFHVVGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AQJSPWIJMNBRJR-UHFFFAOYSA-N 4,5-difluoro-4-methyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound CC1(F)OC(=O)OC1F AQJSPWIJMNBRJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PYKQXOJJRYRIHH-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-4-methyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound CC1(F)COC(=O)O1 PYKQXOJJRYRIHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LECKFEZRJJNBNI-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-5-methyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound CC1OC(=O)OC1F LECKFEZRJJNBNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001774 Perfluoroether Polymers 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- JYVXNLLUYHCIIH-ZCFIWIBFSA-N R-mevalonolactone, (-)- Chemical compound C[C@@]1(O)CCOC(=O)C1 JYVXNLLUYHCIIH-ZCFIWIBFSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ADKPKEZZYOUGBZ-UHFFFAOYSA-N [C].[O].[Si] Chemical compound [C].[O].[Si] ADKPKEZZYOUGBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFCVPDYCRZVZDF-UHFFFAOYSA-N [Li+].[Co+2].[Ni+2].[O-][Mn]([O-])(=O)=O Chemical compound [Li+].[Co+2].[Ni+2].[O-][Mn]([O-])(=O)=O HFCVPDYCRZVZDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- LEGITHRSIRNTQV-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;3,3,3-trifluoroprop-1-ene Chemical compound OC(O)=O.FC(F)(F)C=C LEGITHRSIRNTQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNQXJPARXFUULZ-UHFFFAOYSA-N dioxolane Chemical compound C1COOC1 SNQXJPARXFUULZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N ethoxymethoxyethane Chemical compound CCOCOCC KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 150000002641 lithium Chemical class 0.000 description 1
- YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N lithium aluminate Chemical compound [Li+].[O-][Al]=O YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000011356 non-aqueous organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920002098 polyfluorene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WMOVHXAZOJBABW-UHFFFAOYSA-N tert-butyl acetate Chemical compound CC(=O)OC(C)(C)C WMOVHXAZOJBABW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N tetraglyme Chemical compound COCCOCCOCCOCCOC ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphate Chemical compound COP(=O)(OC)OC WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本申请的实施例提供了电化学装置和电子装置。电化学装置包括正极极片和负极极片，正极极片包括正极活性材料层。负极极片包括负极集流体、第一负极活性材料层和第二负极活性材料层，第一负极活性材料层位于负极集流体和第二负极活性材料层之间。第一负极活性材料层在负极极片的长度方向上具有第一边缘和第二边缘，第二负极活性材料层具有第三边缘和第四边缘，正极活性材料层具有第五边缘和第六边缘。第一边缘在长度方向上突出于第三边缘和第五边缘。第三边缘与第五边缘在长度方向上的间隔距离小于2mm。本申请减小了不提供容量的负极活性材料层的厚度，提升了电化学装置的能量密度。
Description
技术领域
本申请涉及电化学储能领域，具体地涉及电化学装置和电子装置。
背景技术
伴随电化学储能技术的发展，对电化学装置(例如，锂离子电池)的安全性能和能量密度提出了越来越高的要求，期望这方面的进一步改进。
发明内容
本申请提供了一种电化学装置，电化学装置包括正极极片和负极极片，正极极片包括正极活性材料层。负极极片包括负极集流体、第一负极活性材料层和第二负极活性材料层，第一负极活性材料层位于负极集流体和第二负极活性材料层之间。第一负极活性材料层在负极极片的长度方向上具有第一边缘和第二边缘，第二负极活性材料层在长度方向上具有第三边缘和第四边缘，正极活性材料层在长度方向上具有第五边缘和第六边缘。第一边缘、第三边缘和第五边缘位于同一侧，第二边缘、第四边缘和第六边缘位于相对的另一侧。第一边缘在长度方向上突出于第三边缘和第五边缘。第三边缘与第五边缘在长度方向上的间隔距离小于2mm。
在一些实施例中，第三边缘与第五边缘在长度方向上的间隔距离为0。在一些实施例中，第二边缘在长度方向上突出于第四边缘和第六边缘。在一些实施例中，第四边缘与第六边缘在长度方向上的间隔距离小于2mm。在一些实施例中，第四边缘与第六边缘在长度方向上的间隔距离为0。在一些实施例中，第二负极活性材料层的厚度大于第一负极活性材料层的厚度。在一些实施例中，第一边缘与第五边缘在长度方向上的间隔距离为2mm至8mm。在一些实施例中，第二边缘与第六边缘在长度方向上的间隔距离为2mm至8mm。
本申请的实施例还提供了一种电子装置，包括上述的电化学装置。
本申请通过使第一边缘在长度方向上突出于第三边缘和第五边缘，从正极极片释放的锂离子可以嵌入在第一负极活性材料层中，避免了负极极片上的析锂；另外，通过使第三边缘与第五边缘在长度方向上基本对齐，减小了不提供容量的负极活性材料层的厚度，提升了电化学装置的能量密度。
附图说明
图1示出了根据一些实施例的电化学装置的部分的沿着负极极片的长度方向的截面图。
图2示出了根据一些实施例的电化学装置的部分的沿着负极极片的长度方向的截面图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本申请，但不以任何方式限制本申请。
对于电化学装置(例如，锂离子电池)的设计而言，需要负极极片预留出足够的空间供正极极片脱出的锂全部嵌入负极活性材料中，因此负极极片的长度和/或宽度通常会超出正极极片的相应长度和/或宽度，以避免出现正极极片超出负极极片而引起析锂或者短路的问题。然而，负极极片超出正极极片的部分并不能提供容量，却占用了厚度和质量，使得电化学装置的体积能量密度和质量能量密度有所损失。另外，通常地，在负极极片的加工过程中容易造成边缘鼓边，边缘的高度高于中间主体的高度，若冷压过程中将中间主体和边缘部分都辊压至相同的厚度，就容易造成边缘过压，在电化学装置的循环中后期会出现析锂的问题，若未能压至相同厚度，就会造成界面厚度不均一，界面出现紫斑等问题；因此改善涂布过程中的边缘鼓边问题也较为重要。
如图1所示，本申请的一些实施例提供了一种电化学装置，电化学装置包括正极极片10和负极极片12。在一些实施例中，正极极片10和负极极片12由设置在它们之间的隔离膜11间隔开。在一些实施例中，正极极片10包括正极活性材料层102。在一些实施例中，正极极片10还可以包括正极集流体101，正极活性材料层102可以设置在正极集流体101的一侧或两侧上。
在一些实施例中，负极极片12包括负极集流体121、第一负极活性材料层122和第二负极活性材料层123，第一负极活性材料层122位于负极集流体121和第二负极活性材料层123之间。应该理解，虽然图1中将第一负极活性材料层122和第二负极活性材料层123示出为位于负极集流体121的一侧上，但是这仅是示例性地，在负极集流体121的两侧上可以均存在第一负极活性材料层122和第二负极活性材料层123。
在一些实施例中，如图1所示，第一负极活性材料层122在负极极片12的长度方向(图1中的左右水平方向)上具有第一边缘1221和第二边缘1222，第二负极活性材料层123在长度方向上具有第三边缘1231和第四边缘1232，正极活性材料层102在长度方向上具有第五边缘1021和第六边缘1022。在一些实施例中，第一边缘1221、第三边缘1231和第五边缘1021位于同一侧，第二边缘1222、第四边缘1232和第六边缘1022位于相对的另一侧。
在一些实施例中，如图1所示，第一边缘1221在长度方向(图1中左右水平方向)上突出于第三边缘1231和第五边缘1021。在一些实施例中，第三边缘1231与第五边缘1021对齐，但是由于工艺误差的存在，第三边缘1231与第五边缘1021在长度方向上的间隔距离小于2mm时，即可以认为第三边缘1231与第五边缘1021对齐。在一些实施例中，第三边缘1231与第五边缘1021在长度方向上的间隔距离为0，即处于理想状态的对齐。
通过使第一边缘1221在长度方向上突出于第三边缘1231和第五边缘1021，从正极活性材料层102释放的锂离子可以嵌入在第一负极活性材料层122中，避免了负极极片12上的析锂；另外，通过使第三边缘1231与第五边缘1021在长度方向上基本对齐，减小了不提供容量的负极活性材料层(例如，第二负极活性材料层123)所占用的厚度，提升了电化学装置的能量密度。因此，本申请的电化学装置既避免了负极极片上的析锂，又可以最小化对电化学装置的能量密度的不利影响。
如果第二负极活性材料层123的第三边缘1231相对于正极活性材料层102的第五边缘1021缩进，则会出现正极极片的边缘区域脱出的锂离子在负极极片无法完全存储，使得负极极片处会出现析锂，影响电化学装置的循环性能，甚至造成短路或者安全问题。另一方面，如果第二负极活性材料层123的第三边缘1231相对于正极活性材料层102的第五边缘1021突出，则负极极片12的第二负极活性材料层123超出正极极片10的部分占用了厚度，卷绕后在电芯结构上，第三边缘1231和第一边缘1221位于电芯的卷绕的起始和收尾处，突出这部分并不提供容量，却占有一定的厚度，损失了一定的能量密度。
在负极极片12的宽度方向，也可以使上层涂布宽度低于下层涂布宽度，可明显的改善涂布过程的鼓边问题，因此，负极极片12的边缘的涂布厚度低于主体的涂布厚度，不易造成鼓边问题；另外在负极极片12的宽度方向上也有负极极片宽度超过正极极片的设计，在本技术方案中，负极极片12的第二负极活性材料层123与正极活性材料层102对齐，第一负极活性材料层122则超出正极活性材料层102，提供足够的对齐错位空间，同时改善了加工和循环的问题。
在一些实施例中，如图2所示，第二边缘1222在长度方向上突出于第四边缘1232和第六边缘1022。如此，突出的第二负极活性材料层123可以更好地接收从正极活性材料层102释放的锂离子，避免引起负极极片12上的析锂。
在一些实施例中，第四边缘1232与第六边缘1022对齐，但是由于工艺误差的存在，当第四边缘1232与第六边缘1022在长度方向上的间隔距离小于2mm时，即可以认为第四边缘1232与第六边缘1022对齐。在一些实施例中，第四边缘1232与第六边缘1022在长度方向上的间隔距离为0。即处于理想状态的对齐。通过使第四边缘1232与第六边缘1022在长度方向上基本对齐，减小了不提供容量的负极活性材料层(例如，第二负极活性材料层123)所占用的厚度，提升了电化学装置的能量密度。因此，本申请的电化学装置既避免了负极极片上的析锂，又可以最小化对电化学装置的能量密度的不利影响。
在一些实施例中，第二负极活性材料层123的厚度大于第一负极活性材料层122的厚度。如此，相较于第二负极活性材料层123和第一负极活性材料层122均突出的情况，厚度较大的第二负极活性材料层123由于与正极活性材料层102的边缘对齐，能够节省更多的厚度空间，从而在缓解负极极片上的析锂的同时，更进一步地提升电化学装置的能量密度。
在一些实施例中，第一边缘1221与第五边缘1021在长度方向上的间隔距离为2mm至8mm。在一些实施例中，第二边缘1222与第六边缘1022在长度方向上的间隔距离为2mm至8mm。如果第一边缘1221与第五边缘1021在长度方向上的间隔距离或第二边缘1222与第六边缘1022在长度方向上的间隔距离太小，则突出的第一负极活性材料层122不能充分地接收从正极活性材料层102释放的锂离子；如果第一边缘1221与第五边缘1021在长度方向上的间隔距离或第二边缘1222与第六边缘1022在长度方向上的间隔距离太大，则可能不必要地损失不产生容量的第一负极活性材料层122所占用的空间，对电化学装置的能量密度造成不利影响。
在一些实施例中，正极集流体101可以采用铝箔，当然，也可以采用本领域常用的其他正极集流体。在一些实施例中，正极集流体的厚度可以为1μm至50μm。在一些实施例中，正极活性材料层102可以仅涂覆在正极集流体101的部分区域上。
在一些实施例中，正极活性材料层102可以包括正极活性材料、导电剂和粘结剂。在一些实施例中，正极活性材料可以包括钴酸锂、磷酸铁锂、铝酸锂、锰酸锂或镍钴锰酸锂中的至少一种。在一些实施例中，正极极片10的导电剂可以包括导电炭黑、片层石墨、石墨烯或碳纳米管中的至少一种。在一些实施例中，正极极片10中的粘结剂可以包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素纳、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯或聚六氟丙烯中的至少一种。在一些实施例中，正极活性材料层102中的正极活性材料、导电剂和粘结剂的质量比为(80-99)：(0.1-10)：(0.1-10)，但是这仅是示例，可以采用任何其他合适的质量比。
在一些实施例中，第一负极活性材料层121和第二负极活性材料层122均可以包括负极活性材料、导电剂和粘结剂。在一些实施例，负极活性材料可以包括石墨、硅基材料中的至少一种。在一些实施例中，硅基材料包括硅、硅氧材料、硅碳材料或硅氧碳材料中的至少一种。在一些实施例中，第一负极活性材料层121和第二负极活性材料层122中的导电剂可以包括导电炭黑、科琴黑、片层石墨、石墨烯、碳纳米管或碳纤维中的至少一种。在一些实施例中，第一负极活性材料层121和第二负极活性材料层122中的粘结剂可以包括羧甲基纤维素(CMC)、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚苯胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚硅氧烷、丁苯橡胶、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或聚芴中的至少一种。在一些实施例中，第一负极活性材料层121和第二负极活性材料层122中的负极活性材料、导电剂和粘结剂的质量比可以为(78至98.5)：(0.1至10)：(0.1至10)。应该理解，以上所述仅是示例，可以采用任何其他合适的材料和质量比。在一些实施例中，第一负极活性材料层121和第二负极活性材料层122中的负极活性材料的种类和配方可以相同也可以不同。在一些实施例中，负极集流体121可以采用铜箔、镍箔或碳基集流体中的至少一种。
在一些实施例中，隔离膜11包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺或芳纶中的至少一种。例如，聚乙烯包括选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯中的至少一种。尤其是聚乙烯和聚丙烯，它们对防止短路具有良好的作用，并可以通过关断效应改善电池的稳定性。在一些实施例中，隔离膜11的厚度在约3μm至20μm的范围内。
在一些实施例中，隔离膜11的表面还可以包括多孔层，多孔层设置在隔离膜的至少一个表面上，多孔层包括无机颗粒和粘结剂，无机颗粒选自氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化镁(MgO)、氧化钛(TiO2)、二氧化铪(HfO2)、氧化锡(SnO2)、二氧化铈(CeO2)、氧化镍(NiO)、氧化锌(ZnO)、氧化钙(CaO)、氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)、碳化硅(SiC)、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。在一些实施例中，隔离膜的孔具有在约0.01μm至1μm的范围的直径。多孔层的粘结剂选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯或聚六氟丙烯中的至少一种。隔离膜表面的多孔层可以提升隔离膜的耐热性能、抗氧化性能和电解质浸润性能，增强隔离膜与极片之间的粘结性。
在一些实施例中，电化学装置包括锂离子电池，但是本申请不限于此。在一些实施例中，电化学装置还包括电解液，电解液包括氟醚、氟代碳酸乙烯酯或醚腈中至少一种。在一些实施例中，电解液还包括锂盐，锂盐包括双(氟磺酰基)酰亚胺锂和六氟磷酸锂，锂盐的浓度为1mol/L至2mol/L，且双(氟磺酰基)酰亚胺锂和六氟磷酸锂的质量比为0.06至5。在一些实施例中，电解液还可以包括非水溶剂。非水溶剂可为碳酸酯化合物、羧酸酯化合物、醚化合物、其它有机溶剂或它们的组合。
碳酸酯化合物可为链状碳酸酯化合物、环状碳酸酯化合物、氟代碳酸酯化合物或其组合。
链状碳酸酯化合物的实例为碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)及其组合。所述环状碳酸酯化合物的实例为碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)或者其组合。所述氟代碳酸酯化合物的实例为碳酸氟代亚乙酯(FEC)、碳酸1,2-二氟亚乙酯、碳酸1,1-二氟亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟亚乙酯、碳酸1,1,2,2-四氟亚乙酯、碳酸1-氟-2-甲基亚乙酯、碳酸1-氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,2-二氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟-2-甲基亚乙酯、碳酸三氟甲基亚乙酯或者其组合。
羧酸酯化合物的实例为乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯、己内酯、甲酸甲酯或者其组合。
醚化合物的实例为二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃或者其组合。
其它有机溶剂的实例为二甲亚砜、1,2-二氧戊环、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯、和磷酸酯或者其组合。
本申请的实施例还提供了包括上述电化学装置的电子装置。本申请实施例的电子装置没有特别限定，其可以是用于现有技术中已知的任何电子装置。在一些实施例中，电子装置可以包括，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、无人机、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。
下面列举了一些具体实施例和对比例以更好地对本申请进行说明，其中，采用锂离子电池作为示例。
对比例1
负极极片的制备：集流体采用铜箔，负极活性材料采用人造石墨，粘结剂采用丁苯橡胶和羧甲基纤维素。将负极活性材料、丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠按质量百分含量比98：1：1混合后分散于去离子水中形成浆料，搅拌均匀后涂布于铜箔上，干燥，形成负极活性材料层，负极活性材料层的厚度为120μm，冷压、分条后得到负极极片。
正极极片制备：将正极活性材料钴酸锂、导电炭黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按质量百分含量比94.8：2.8：2.4在N-甲基吡咯烷酮溶剂体系中充分搅拌混合均匀后，涂覆于铝箔上，得到正极活性材料层，正极活性材料层的厚度为80μm。再经烘干、冷压，得到正极极片。
隔离膜的制备：将聚丙烯酸酯搅拌形成均匀浆料，将浆料涂布到多孔基材(聚乙烯)的两侧表面上，烘干后形成隔离膜。
电解液的制备：在含水量小于10ppm的环境下，将六氟磷酸锂与非水有机溶剂(碳酸乙烯酯(EC)：碳酸二乙酯(DEC)：碳酸亚丙酯(PC)：丙酸丙酯(PP)：碳酸亚乙烯酯(VC)＝20：30：20：28：2，质量百分含量比)按质量百分含量比8：92配制以形成锂盐浓度为1mol/L的电解液。
锂离子电池的制备：将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序依次叠好，使隔离膜处于正极极片和负极极片中间起到隔离的作用，并卷绕得到电极组件。将电极组件置于外包装铝塑膜中，在80℃下脱去水分后，注入上述电解液并封装，经过化成、脱气、整形等工艺流程得到锂离子电池。其中，负极活性材料层在长度方向上的两端超出正极活性材料层8mm。
实施例1
实施例1与对比例1的锂离子电池的制备的不同仅在于负极极片的制备，下面仅描述不同之处。集流体采用铜箔，负极活性材料采用人造石墨，粘结剂采用丁苯橡胶和羧甲基纤维素。将负极活性材料、丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠按质量百分含量比98：1：1混合后分散于去离子水中形成浆料，搅拌均匀后分成两份涂布于铜箔上，干燥，分别形成第一负极活性材料层和第二负极活性材料层，第一负极活性材料层和第二负极活性材料层的厚度相同，第一负极活性材料层在长度方向上的两端均超出第二负极活性材料层8mm，冷压、分条后得到负极极片。在得到锂离子电池之后，正极活性材料层与第二负极活性材料层对齐，第一负极活性材料层在长度方向上的两端均超出正极活性材料层8mm。
实施例2
实施例2的锂离子电池的制备与实施例1的不同在于最后得到的锂离子电池的结构。具体地，在得到锂离子电池之后，正极活性材料层在长度方向上的一端与第二负极活性材料层的相应端部对齐，正极活性材料层在长度方向上的另一端相对于第二负极活性材料层的相应端部突出2mm，第一负极活性材料层在长度方向上的两端均超出正极活性材料层8mm。
对比例2
对比例2的锂离子电池的制备与实施例1的不同在于最后得到的锂离子电池的结构。具体地，在得到锂离子电池之后，正极活性材料层在长度方向上的两端相对于第二负极活性材料层的相应端部凹进8mm，第一负极活性材料层在长度方向上的两端均超出正极活性材料层8mm。
另外，在本申请中，采用如下方法测量相应的参数。
能量密度测试：测试条件为25℃，3C充电至4.45V，然后搁置30min，随后1C放电至3V，搁置10min，如此循环测试，最后循环至1000次之后，锂离子电池的体积＝长度*宽度*厚度，利用锂离子电池的能量、体积算锂离子电池的能量密度，能量密度＝能量/体积。
锂离子电池在25℃下直接0.5C恒定电流充电至额定电压4.48V，然后进行恒定电压充电，直至电流下降至0.02C，此时再将锂离子电池搁置30min；然后将锂离子电池进行0.2C放电，放电至3V就停止，并记录放电时间；其中锂离子电池的容量是锂离子电池在此过程中的放电容量，放电容量＝放电电流*时间；锂离子电池的能量＝∫I*t dV(其中I为电流，t为时间，V为电压)；用游标卡尺分别测量锂离子电池的长度、宽度、高度，锂离子电池的体积＝长度*宽度*厚度。
循环容量保持率＝1000次循环的放电容量/初始放电容量。
鼓边问题的判断标准：边缘测试厚度万分尺测厚的10个点的厚度均大于中间主体，即认为鼓边。
表1示出了实施例1至3和对比例1的各项参数和评估结果。
表1
在对比例1中，单层负极活性材料层的两端超出正极活性材料层，此超出的负极活性材料层部分不提供容量，且占用了一定的厚度，影响了锂离子电池的厚度，且容易造成负极极片边缘鼓边问题。
在实施例1中，第一负极活性材料层的两端超出第二负极活性材料层，第二负极活性材料层的两端与正极活性材料层的两端对齐，改善了鼓边问题，并且减薄了锂离子电池的厚度和体积，提升了锂离子电池的能量密度。在实施例2中，正极活性材料层的一端与第二负极活性材料层对齐，正极活性材料层的另一端相对于第二负极活性材料层的相应端部突出，第一负极活性材料层的两端均超出正极活性材料层，改善了鼓边问题，并且减薄了锂离子电池的厚度，但是第二负极活性材料层的相对于正极活性材料层凹进的那端可能会存在边缘析锂的问题。另外，在第二负极活性材料层相对于正极活性材料层凹进的负极极片的那端，正极极片脱出更少的锂即可使负极极片达到饱和嵌锂，因此充电容量有所降低，与此同时放电容量也会降低，因此锂离子电池的整体容量降低。此外，虽然锂离子电池的厚度降低，但是锂离子电池的能量密度也会降低，并且第二负极活性材料层相对于正极活性材料层缩进会增加负极极片析锂的风险，引起安全问题。
在对比例2中，负极活性材料层是双层涂布，但是由于第一负极活性材料层和第二负极活性材料层是对齐的，跟单层涂布的负极活性材料层的结果一样，并未起到减薄厚度和改善鼓边问题的效果。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种电化学装置，其包括：
正极极片，所述正极极片包括正极活性材料层；
负极极片，所述负极极片包括负极集流体、第一负极活性材料层和第二负极活性材料层，所述第一负极活性材料层位于所述负极集流体和所述第二负极活性材料层之间；
其中，所述第一负极活性材料层在所述负极极片的长度方向上具有第一边缘和第二边缘，所述第二负极活性材料层在所述长度方向上具有第三边缘和第四边缘，所述正极活性材料层在所述长度方向上具有第五边缘和第六边缘，所述第一边缘、所述第三边缘和所述第五边缘位于同一侧，所述第二边缘、所述第四边缘和所述第六边缘位于相对的另一侧；
所述第一边缘在所述长度方向上突出于所述第三边缘和所述第五边缘；
所述第三边缘与所述第五边缘在所述长度方向上的间隔距离小于2mm。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第三边缘与所述第五边缘在所述长度方向上的间隔距离为0。
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第二边缘在所述长度方向上突出于所述第四边缘和所述第六边缘。
4.根据权利要求3所述的电化学装置，其中，所述第四边缘与所述第六边缘在所述长度方向上的间隔距离小于2mm。
5.根据权利要求4所述的电化学装置，其中，所述第四边缘与所述第六边缘在所述长度方向上的间隔距离为0。
6.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第二负极活性材料层的厚度大于所述第一负极活性材料层的厚度。
7.根据权利要求1所述的电化学装置，所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层还包括负极活性材料，所述负极活性材料包括石墨、硅基材料中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一边缘与所述第五边缘在所述长度方向上的间隔距离为2mm至8mm。
9.根据权利要求3所述的电化学装置，其中，所述第二边缘与所述第六边缘在所述长度方向上的间隔距离为2mm至8mm。
10.一种电子装置，包括根据权利要求1至9中任一项所述的电化学装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210189715.0A CN114649499B (zh) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 电化学装置和电子装置 |
| EP22871155.2A EP4266398A1 (en) | 2022-02-28 | 2022-12-21 | Electrochemical device and electronic device |
| PCT/CN2022/140581 WO2023160181A1 (zh) | 2022-02-28 | 2022-12-21 | 电化学装置和电子装置 |
| US18/129,491 US20230275216A1 (en) | 2022-02-28 | 2023-03-31 | Electrochemical apparatus and electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210189715.0A CN114649499B (zh) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 电化学装置和电子装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114649499A CN114649499A (zh) | 2022-06-21 |
| CN114649499B true CN114649499B (zh) | 2024-05-17 |
Family
ID=81992980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210189715.0A Active CN114649499B (zh) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 电化学装置和电子装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114649499B (zh) |
| WO (1) | WO2023160181A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114551980A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-27 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
| CN114649499B (zh) * | 2022-02-28 | 2024-05-17 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014049419A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置、及び蓄電装置の製造方法 |
| CN104538584A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-22 | 惠州市恒泰科技有限公司 | 一种多层负极片、负极片的制作方法以及锂离子电池 |
| JP2019091615A (ja) * | 2017-11-14 | 2019-06-13 | 株式会社Ｇｓユアサ | 非水電解質二次電池 |
| CN212571048U (zh) * | 2020-05-27 | 2021-02-19 | 常州赛得能源科技有限公司 | 一种锂离子电池 |
| CN113097427A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-09 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种负极片及电池 |
| CN113437252A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-24 | 宁德新能源科技有限公司 | 负极、包括该负极的电化学装置和电子装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013243097A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Toyota Motor Corp | 二次電池 |
| WO2017154312A1 (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 電気化学デバイス用電極と電気化学デバイスの製造方法 |
| CN108183264A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-19 | 力神电池（苏州）有限公司 | 一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法及其电池极组 |
| CN114649499B (zh) * | 2022-02-28 | 2024-05-17 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
-
2022
- 2022-02-28 CN CN202210189715.0A patent/CN114649499B/zh active Active
- 2022-12-21 WO PCT/CN2022/140581 patent/WO2023160181A1/zh unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014049419A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置、及び蓄電装置の製造方法 |
| CN104538584A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-22 | 惠州市恒泰科技有限公司 | 一种多层负极片、负极片的制作方法以及锂离子电池 |
| JP2019091615A (ja) * | 2017-11-14 | 2019-06-13 | 株式会社Ｇｓユアサ | 非水電解質二次電池 |
| CN212571048U (zh) * | 2020-05-27 | 2021-02-19 | 常州赛得能源科技有限公司 | 一种锂离子电池 |
| CN113097427A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-09 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种负极片及电池 |
| CN113437252A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-24 | 宁德新能源科技有限公司 | 负极、包括该负极的电化学装置和电子装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023160181A1 (zh) | 2023-08-31 |
| CN114649499A (zh) | 2022-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113394375B (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN113097431B (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN113366673B (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN113066961B (zh) | 负极极片、电化学装置和电子装置 | |
| CN114649499B (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN113366689B (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN114628630A (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| WO2023160182A1 (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN113422063A (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| US20220407081A1 (en) | Electrochemical apparatus and electronic apparatus | |
| EP4084127A2 (en) | Electrochemical device and electronic equipment | |
| US20230197946A1 (en) | Electrochemical apparatus and electronic apparatus | |
| CN116314608A (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN114914396B (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN114883525B (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN114497498B (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN116097472A (zh) | 电化学装置、电子装置和制备负极极片的方法 | |
| US20230275216A1 (en) | Electrochemical apparatus and electronic apparatus | |
| CN116111037B (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN116598426A (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN115842135A (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN116404121A (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN115735283A (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN116364856A (zh) | 电化学装置和电子装置 | |
| CN116666731A (zh) | 电化学装置和电子装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |