CN114824508A - 电化学装置及包含该电化学装置的电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电化学装置及电子装置，其中，电化学装置通过在正极拐角区域设置有更高克容量的第二正极材料，正极拐角区域的厚度TP2小于正极平直区的厚度TP1；和/或在负极拐角区域设置有更高克容量的第二负极材料，负极拐角区域的厚度TN2小于负极平直区的厚度TN1。通过正极拐角区域和/或负极拐角区域预留一定的间隙，电化学装置在充放电循环过程中，正极极片和/或负极极片有足够的空间膨胀，从而降低了正极拐角区域和/或负极拐角区域由于膨胀而发生挤压变形的风险。由此，改善了正极拐角区域和/或负极拐角区域的紫斑和析锂的界面问题，提升了电化学装置的安全性能。
Description
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
随着生活、工作节奏地不断加快，人们对电子产品的要求越来越高，除了要求有更高的续航能力之外，对其充电速度也提出了更高的要求。因此，各厂商需要开发在满足续航能力的要求下，具有更高充电倍率的电化学装置。而这类电化学装置在充放电循环过程中，其拐角区域容易出现紫斑和析锂的界面问题，影响电化学装置的安全性能。
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，用以解决正极拐角区域和/或负极拐角区域的紫斑和析锂的界面问题，进而提升电化学装置的安全性能。
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。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，其特征在于，包括电极组件，电极组件包括正极极片、负极极片及位于正极极片和负极极片之间的隔膜。正极极片、负极极片及隔膜堆叠卷绕设置。所述电极组件具有平直区和拐角区。正极极片包括正极集流体及设置于正极集流体至少一个表面上的第一正极材料和第二正极材料。第一正极材料位于正极平直区。第二正极材料位于正极拐角区。正极拐角区的厚度为TP2。正极平直区厚度为TP1。第二正极材料的克容量为CP2。第一正极材料的克容量为CP1。负极极片包括负极集流体及设置于负极集流体至少一个表面上的第一负极材料和第二负极材料。第一负极材料位于负极平直区。第二负极材料位于负极拐角区。负极拐角区的厚度为TN2。所述负极平直区厚度为TN1。所述第二负极材料的克容量为CN2。所述第一负极材料的克容量为CN1。第二正极材料的克容量CP2高于第一正极材料的克容量CP1，正极拐角区的厚度TP2小于正极平直区厚度TP1；和/或，第二负极材料的克容量CN2高于第一负极材料的克容量CN1，负极拐角区的厚度TN2小于负极平直区的厚度TN1。
在本申请的一种实施方案中，所述正极平直区的厚度TP1、所述正极拐角区的厚度TP2、所述负极平直区的厚度TN1与所述负极拐角区的厚度TN2满足：0.6μm≤(TP1－TP2)+(TN1－TN2)≤15μm。
在本申请的一种实施方案中，所述第一正极材料的克容量CP1与所述第二正极材料的克容量CP2满足：2mAh/g≤CP2－CP1≤70mAh/g；和/或，所述第一负极材料的克容量CN1与所述第二负极材料的克容量CN2满足：4mAh/g≤CN2－CN1≤100mAh/g。
在本申请的一种实施方案中，所述第一正极材料的克容量CP1为150mAh/g至300mAh/g，所述第二正极材料的克容量CP2为151mAh/g至400mAh/g。
在本申请的一种实施方案中，所述第一负极材料的克容量CN1为300mAh/g至450mAh/g，所述第二负极材料的克容量CN2为301mAh/g至550mAh/g。
在本申请的一种实施方案中，所述正极平直区的厚度TP1为20μm至150μm，所述正极拐角区的厚度TP2为19.4μm至140μm。
在本申请的一种实施方案中，所述负极平直区的厚度TN1为20μm至150μm，所述负极拐角区的厚度TN2为19.4μm至140μm。
在本申请的一种实施方案中，沿所述正极极片的长度方向，所述第一正极材料和第二正极材料具有重叠区域，所述第一正极材料和第二正极材料的重叠区域的长度为0mm至0.5mm。
在本申请的一种实施方案中，沿所述负极极片的长度方向，所述第一负极材料和第二负极材料具有重叠区域，所述第一负极材料和第二负极材料的重叠区域的长度为0mm至0.5mm。
本申请第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案所述的电化学装置。
本申请实施例有益效果：
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，电化学装置通过在正极拐角区域设置有更高克容量的第二正极材料，正极拐角区域的厚度TP2小于正极平直区的厚度TP1；和/或在负极拐角区域设置有更高克容量的第二负极材料，负极拐角区域的厚度TN2小于负极平直区的厚度TN1。通过正极拐角区域和/或负极拐角区域预留一定的间隙，电化学装置在充放电循环过程中，正极极片和/或负极极片有足够的空间膨胀，从而降低了正极拐角区域和/或负极拐角区域由于膨胀而发生挤压变形的风险。由此，改善了正极拐角区域和/或负极拐角区域的紫斑和析锂的界面问题，提升了电化学装置的安全性能。并且，正极拐角区域和/或负极拐角区域的设置，简单易行，能够更多的节省物料成本和人力成本，从而降低电化学装置的生产成本。
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实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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实施例。
图1为本申请一种实施方案的电极组件的结构示意图；
图2为本申请一种实施方案中的正极极片的涂布方式结构示意图；
图3为本申请一种实施方案中的正极极片经卷绕前的局部结构示意图；
图4为本申请一种实施方案的电极组件的局部结构示意图；
图5为本申请另一种实施方案的电极组件的局部结构示意图；
图6为本申请再一种实施方案的电极组件的局部结构示意图；
图7为图6经卷绕前的局部剖面结构示意图；
图8为本申请一种实施方案的正极极片的局部剖面结构示意图(正极集流体的一个表面设置第一正极材料)。
具体实施方式中的附图标记说明：
10-正极极片，101-正极集流体，11-正极平直区，12-正极拐角区；
20-负极极片，201-负极集流体，21-负极平直区，22-负极拐角区；
30-隔膜；
01-电极组件，011-平直区，012-拐角区。
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。
需要说明的是，在本申请的具体实施方式中，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。
如图1至图6所示，本申请第一方面提供了一种电化学装置，其包括电极组件01，电极组件01包括正极极片10、负极极片20及位于正极极片10和负极极片20之间的隔膜30，正极极片10、负极极片20及隔膜30堆叠卷绕设置，电极组件01具有平直区011和拐角区012。正极极片10包括正极集流体101及设置于正极集流体101至少一个表面上的第一正极材料和第二正极材料，第一正极材料位于正极平直区11，第二正极材料位于正极拐角区12，正极拐角区12的厚度为TP2，正极平直区11的厚度为TP1，第二正极材料的克容量为CP2，第一正极材料的克容量为CP1。负极极片20包括负极集流体201及设置于负极集流体201至少一个表面上的第一负极材料和第二负极材料，第一负极材料位于负极平直区21，第二负极材料位于负极拐角区22，负极拐角区22的厚度为TN2，负极平直区21的厚度为TN1，第二负极材料的克容量为CN2，第一负极材料的克容量为CN1。第二正极材料的克容量CP2高于第一正极材料111的克容量CP1，正极拐角区12的厚度TP2小于正极平直区11的厚度TP1；和/或，第二负极材料的克容量CN2高于第一负极材料的克容量CN1，负极拐角区22的厚度TN2小于负极平直区21的厚度TN1。通过在正极拐角区12设置有更高克容量的第二正极材料，正极拐角区12的厚度TP2小于正极平直区11的厚度TP1；和/或在负极拐角区22设置有更高克容量的第二负极材料，负极拐角区22的厚度TN2小于负极平直区21的厚度TN1。这样，正极拐角区12和/或负极拐角区22将预留一定的间隙，电化学装置在充放电循环过程中，正极极片10和负极极片20有足够的空间膨胀，从而降低了正极拐角区12和负极拐角区22由于膨胀而发生挤压变形的风险。由此，改善了正极拐角区12和负极拐角区22的紫斑和析锂的界面问题，提升了电化学装置的安全性能。并且，现有技术为了改善正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题，往往在生产过程中降低隔膜各涂层处理时的涂布速度、降低卷绕工序中隔膜的卷绕张力和卷绕速度，这样会造成隔膜涂布速度的降低及卷绕工序的效率低下，且隔膜卷绕张力降低到一定程度会出现生产波动导致物理性能不稳定的问题，极大的增加了调机难度，也会导致一定的优率损失。由此，将需要更多的调机物料，增加物料成本和人力成本。本申请中正极拐角区12和负极拐角区22的设置，相较于前述现有技术简单易行，能够更多的节省物料成本和人力成本，从而降低电化学装置的生产成本。
在本申请中，正极集流体101的表面是指沿其自身厚度方向相对的两个表面，同理，负极集流体201的表面是指沿其自身厚度方向相对的两个表面。电极组件01是扁平状的，其具有平直区011和拐角区012，扁平状的电极组件01由正极极片10、隔膜30和负极极片20堆叠卷绕后形成。其中，平直区011包括正极平直区11、负极平直区21以及位于正极平直区11和负极平直区21之间的隔膜30，拐角区012包括正极拐角区12、负极拐角区22以及位于正极拐角区12和负极拐角区22之间的隔膜30。
在本申请中，如图2至图4所示，正极极片10经卷绕后，具有正极拐角区12和正极平直区11，正极极片10经卷绕前，正极集流体表面上设置有第一正极材料和第二材料时，第一正极材料位于正极平直区11，第二正极材料位于正极拐角区12，正极平直区11和正极拐角区12以间隙涂布方式设置于正极集流体101的两个表面A面和B面上，其中，正极极片10经卷绕后A面处于外侧。沿正极极片10的宽度方向，正极平直区11和正极拐角区12在正极集流体A面和B面上的宽度a相同。沿正极极片10的长度方向，正极拐角区12的长度b，通过以下公式计算得出：b＝C+(0mm至0.5mm)，C为正极极片10经卷绕后，正极集流体A面的正极拐角区12的弧长。弧长C通过以下公式计算得出：C＝π×[D0+(n-1)ΔT]/2，D0：正极极片最内圈拐角的直径，n：电极组件中正极极片、负极极片和隔膜的总层数，ΔT＝隔膜厚度×2+正极极片厚度+负极极片厚度，其中，正极极片厚度为设置有双层正极平直区和双层正极拐角区的厚度，负极极片厚度为设置有双层负极平直区和双层负极拐角区的厚度。当正极集流体表面上仅设置有第一正极材料时，第一正极材料同时位于正极平直区11和正极拐角区12，正极平直区11和正极拐角区12以均一涂布方式设置于正极集流体101的两个表面A面和B面上。本领域技术人员应当理解，负极极片20的相关设置同理于正极极片10，文中不再赘述。
在本申请一种实施方案的电化学装置中，正极极片10包括正极集流体101及设置于正极集流体101至少一个表面上的第一正极材料和第二正极材料，第一正极材料位于正极平直区11，第二正极材料位于正极拐角区12。其中，第一正极材料和第二正极材料可以同时设置于正极集流体101的一个表面上，或者，第一正极材料和第二正极材料也可以同时设置于正极集流体101的两个表面上。第二正极材料的克容量CP2高于第一正极材料的克容量CP1，正极拐角区12的厚度TP2小于正极平直区11的厚度TP1。负极极片20包括负极集流体201及设置于负极集流体201至少一个表面上的第一负极材料，其中，第一负极材料可以设置于负极集流体201的一个表面或者两个表面上。第一负极材料同时位于负极平直区21和负极拐角区22，负极拐角区22的厚度TN2等于负极平直区21的厚度TN1。通过在正极拐角区12设置有更高克容量的第二正极材料，正极拐角区12的厚度TP2小于正极平直区11的厚度TP1，使得正极平直区11和正极拐角区12具有相同正负极容量比的情况下，正极拐角区12产生一定的间隙，电化学装置在充放电循环过程中，正极极片10和负极极片20有更大的膨胀空间，从而降低了正极拐角区12和负极拐角区22由于膨胀而发生挤压变形的风险。由此，改善了正极拐角区12和负极拐角区22的紫斑和析锂的界面问题，提升了电化学装置的安全性能。并且，正极拐角区12的设置，简单易行，能够更多的节省物料成本和人力成本，从而降低电化学装置的生产成本。
在本申请中，正负极容量比是指正极容量与负极容量的比值，简称CB，一般范围是1≤CB≤1.5，主要用来表征负极接收锂离子的能力。
示例性地，如图4所示，正极极片10包括正极集流体101及设置于正极集流体101两个表面上的第一正极材料和第二正极材料，第一正极材料位于正极平直区11，第二正极材料位于正极拐角区12，第二正极材料的克容量CP2高于第一正极材料的克容量CP1，正极拐角区12的厚度TP2小于正极平直区11的厚度TP1。这样，使得平直区011和拐角区012具有相同CB值的情况下，正极拐角区12产生一定的间隙，这些间隙将在电化学装置充放电循环过程中，为正极极片10和负极极片20提供更大的膨胀空间，进而改善正极拐角区12和负极拐角区22的紫斑和析锂的界面问题，提升了电化学装置的安全性能。负极极片20包括负极集流体201及设置于负极集流体201两个表面上的第一负极材料，第一负极材料同时位于负极平直区21和负极拐角区22，负极拐角区22的厚度TN2等于负极平直区21的厚度TN1。
进一步地，第一正极材料的克容量CP1与第二正极材料的克容量CP2满足：2mAh/g≤CP2－CP1≤70mAh/g，正极平直区的厚度TP1、正极拐角区的厚度TP2、负极平直区的厚度TN1与负极拐角区的厚度TN2满足：0.6μm≤(TP1－TP2)+(TN1－TN2)≤15μm。
优选地，第一正极材料的克容量CP1与第二正极材料的克容量CP2满足：2mAh/g≤CP2－CP1≤20mAh/g，正极平直区的厚度TP1、正极拐角区的厚度TP2、负极平直区的厚度TN1与负极拐角区的厚度TN2满足：0.6μm≤(TP1－TP2)+(TN1－TN2)≤10μm。
例如，CP2－CP1的值可以为2mAh/g、10mAh/g、20mAh/g、30mAh/g、40mAh/g、50mAh/g、60mAh/g、70mAh/g或上述任两个数值范围间的任一数值。(TP1－TP2)+(TN1－TN2)的值可以为0.6μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm或上述任两个数值范围间的任一数值。第一正极材料的克容量CP1与第二正极材料的克容量CP2，以及正极平直区的厚度TP1、正极拐角区的厚度TP2、负极平直区的厚度TN1与负极拐角区的厚度TN2同时满足上述关系时，更利于正极拐角区产生合适的间隙，以使电化学装置在充放电循环过程中，正极极片和负极极片有更大的膨胀空间，从而降低了正极拐角区和负极拐角区由于膨胀而发生挤压变形的风险。如果(TP1－TP2)+(TN1－TN2)的值过大(例如大于15μm)，拐角区正极极片和负极极片之间的间隙过大，锂离子传输距离过大，导致电化学装置充电时锂离子在负极极片的嵌入不够充分，锂离子将在负极极片表面堆积，引起析锂，影响电化学装置的安全性能；如果(TP1－TP2)+(TN1－TN2)的值过小(例如小于0.6μm)，拐角区正极极片和负极极片之间的间隙过小，电化学装置在充放电循环过程中，拐角区的负极极片没有足够的膨胀空间，负极拐角区的第二负极材料将由于负极极片膨胀挤压正极极片和负极极片而导致紫斑和析锂的出现，影响电化学装置的安全性能。由此，正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题得以改善，电化学装置的安全性能得以提升。
在本申请一种实施方案的电化学装置中，正极极片10包括正极集流体101及设置于正极集流体101至少一个表面上的第一正极材料，其中，第一正极材料可以设置于正极集流体101的一个表面或者两个表面上。第一正极材料同时位于正极平直区11和正极拐角区12，正极拐角区12的厚度TP2等于正极平直区11的厚度TP1。负极极片20包括负极集流体201及设置于负极集流体201至少一个表面上的第一负极材料和第二负极材料，第一负极材料位于负极平直区21，第二负极材料位于负极拐角区22。其中，第一负极材料和第二负极材料可以同时设置于负极集流体201的一个表面上，或者，第一负极材料和第二负极材料也可以同时设置于负极集流体201的两个表面上。第二负极材料的克容量CN2高于第一负极材料的克容量CN1，负极拐角区的厚度TN2小于负极平直区的厚度TN1。通过在负极拐角区22设置有更高克容量的第二负极材料，负极拐角区22的厚度TN2小于负极平直区21的厚度TN1，使得平直区011和拐角区012具有相同CB值的情况下，负极拐角区22产生一定的间隙，电化学装置在充放电循环过程中，正极极片10和负极极片20有足够的空间膨胀，从而降低了正极拐角区12和负极拐角区22由于膨胀而发生挤压变形的风险。由此，改善了正极拐角区12和负极拐角区22的紫斑和析锂的界面问题，提升了电化学装置的安全性能。并且，正极拐角区12和负极拐角区22的设置，简单易行，能够更多的节省物料成本和人力成本，从而降低电化学装置的生产成本。
示例性地，如图5所示，正极极片10包括正极集流体101及设置于正极集流体101两个表面上的第一正极材料，第一正极材料同时位于正极平直区11和正极拐角区12，正极拐角区12的厚度TP2等于正极平直区11的厚度TP1。负极极片20包括负极集流体201及设置于负极集流体201两个表面上的第一负极材料和第二负极材料，第一负极材料位于负极平直区21，第二负极材料位于负极拐角区22，第二负极材料的克容量CN2高于第一负极材料的克容量CN1。这样，使得平直区011和拐角区012具有相同CB值的情况下，负极拐角区22产生一定的间隙，这些间隙将在电化学装置充放电循环过程中，为正极极片10和负极极片20提供更大的膨胀空间，进而改善正极拐角区12和负极拐角区22的紫斑和析锂的界面问题，提升了电化学装置的安全性能。
进一步地，第一负极材料的克容量CN1与第二负极材料的克容量CN2满足：4mAh/g≤CN2－CN1≤100mAh/g，正极平直区的厚度TP1、正极拐角区的厚度TP2、负极平直区的厚度TN1与负极拐角区的厚度TN2满足：0.6μm≤(TP1－TP2)+(TN1－TN2)≤15μm。
优选地，第一负极材料的克容量CN1与第二负极材料的克容量CN2满足：4mAh/g≤CN2－CN1≤20mAh/g，正极平直区的厚度TP1、正极拐角区的厚度TP2、负极平直区的厚度TN1与负极拐角区的厚度TN2满足：0.6μm≤(TP1－TP2)+(TN1－TN2)≤10μm。
例如，CN2－CN1的值可以为4mAh/g、10mAh/g、20mAh/g、30mAh/g、40mAh/g、50mAh/g、60mAh/g、70mAh/g、80mAh/g、90mAh/g、100mAh/g或上述任两个数值范围间的任一数值。(TP1－TP2)+(TN1－TN2)的值可以为0.6μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm或上述任两个数值范围间的任一数值。第一负极材料的克容量CN1与第二负极材料的克容量CN2，以及正极平直区的厚度TP1、正极拐角区的厚度TP2、负极平直区的厚度TN1与负极拐角区的厚度TN2同时满足上述关系时，更利于负极拐角区产生合适的间隙，使电化学装置在充放电循环过程中，正极极片和负极极片有更大的膨胀空间，从而降低了正极拐角区和负极拐角区由于膨胀而发生挤压变形的风险。如果(TP1－TP2)+(TN1－TN2)的值过大(例如大于15μm)，拐角区正极极片和负极极片之间的间隙过大，锂离子传输距离过大，导致电化学装置充电时锂离子在负极极片表面的嵌入不够充分，锂离子将在负极极片表面堆积，引起析锂，影响电化学装置的安全性能；如果(TP1－TP2)+(TN1－TN2)的值过小(例如小于0.6μm)，拐角区正极极片和负极极片之间的间隙过小，电化学装置在充放电循环过程中，拐角区的负极极片没有足够的膨胀空间，负极拐角区的第二负极材料将由于负极极片膨胀挤压正极极片和负极极片而导致紫斑和析锂的出现，影响电化学装置的安全性能。由此，正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题得以改善，电化学装置的安全性能得以提升。
在本申请一种实施方案的电化学装置中，正极极片10包括正极集流体101及设置于正极集流体101至少一个表面上的第一正极材料和第二正极材料，第一正极材料位于正极平直区11，第二正极材料位于正极拐角区12。其中，第一正极材料和第二正极材料可以同时设置于正极集流体101的一个表面上，或者，第一正极材料和第二正极材料也可以同时设置于正极集流体101的两个表面上。第二正极材料的克容量CP2高于第一正极材料的克容量CP1，正极拐角区12的厚度TP2小于正极平直区11的厚度TP1。负极极片20包括负极集流体201及设置于负极集流体201至少一个表面上的第一负极材料和第二负极材料，第一负极材料位于负极平直区21，第二负极材料位于负极拐角区22。其中，第一负极材料和第二负极材料可以同时设置于负极集流体201的一个表面上，或者，第一负极材料和第二负极材料也可以同时设置于负极集流体201的两个表面上。第二负极材料的克容量CN2高于第一负极材料的克容量CN1，负极拐角区22的厚度TN2小于负极平直区21的厚度TN1。通过在正极拐角区12设置有更高克容量的第二正极材料，以及在负极拐角区22设置有更高克容量的第二负极材料，正极拐角区12的厚度TP2小于正极平直区11的厚度TP1，负极拐角区22的厚度TN2小于负极平直区21的厚度TN1。这样，使得平直区011和拐角区012具有相同CB值的情况下，正极拐角区12和负极拐角区22均产生一定的间隙，电化学装置在充放电循环过程中，正极极片10和负极极片20有足够的空间膨胀，从而降低了正极拐角区12和负极拐角区22由于膨胀而发生挤压变形的风险。由此，改善了正极拐角区12和负极拐角区22的紫斑和析锂的界面问题，提升了电化学装置的安全性能。并且，正极拐角区12和负极拐角区22的设置，简单易行，能够更多的节省物料成本和人力成本，从而降低电化学装置的生产成本。
示例性地，如图6和图7所示，正极极片10包括正极集流体101及设置于正极集流体101两个表面上的第一正极材料和第二正极材料，第一正极材料位于正极平直区11，第二正极材料位于正极拐角区12，第二正极材料的克容量CP2高于第一正极材料的克容量CP1，正极拐角区12的厚度TP2小于正极平直区11的厚度TP1。负极极片20包括负极集流体201及设置于负极集流体201两个表面上的第一负极材料和第二负极材料，第一负极材料位于负极平直区21，第二负极材料位于负极拐角区22，第二负极材料的克容量CN2高于第一负极材料的克容量CN1，负极拐角区22的厚度TN2小于负极平直区21的厚度TN1。这样，使得平直区011和拐角区012具有相同CB值的情况下，正极拐角区12相对于正极平直区11将产生更大的间隙，负极拐角区22产生一定的间隙，这些间隙将在电化学装置充放电循环过程中，为正极极片10和负极极片20提供更大的膨胀空间，进而改善正极拐角区12和负极拐角区22的紫斑和析锂的界面问题，提升了电化学装置的安全性能。
进一步地，第一正极材料的克容量CP1与第二正极材料的克容量CP2满足：2mAh/g≤CP2－CP1≤70mAh/g，第一负极材料的克容量CN1与第二负极材料的克容量CN2满足：4mAh/g≤CN2－CN1≤100mAh/g；正极平直区的厚度TP1、正极拐角区的厚度TP2、负极平直区的厚度TN1与负极拐角区的厚度TN2满足：0.6μm≤(TP1－TP2)+(TN1－TN2)≤15μm。
优选地，第一正极材料的克容量CP1与第二正极材料的克容量CP2满足：2mAh/g≤CP2－CP1≤20mAh/g，第一负极材料的克容量CN1与第二负极材料的克容量CN2满足：4mAh/g≤CN2－CN1≤20mAh/g；正极平直区的厚度TP1、正极拐角区的厚度TP2、负极平直区的厚度TN1与负极拐角区的厚度TN2满足：0.6μm≤(TP1－TP2)+(TN1－TN2)≤10μm。
例如，CP2－CP1的值可以为2mAh/g、10mAh/g、20mAh/g、30mAh/g、40mAh/g、50mAh/g、60mAh/g、70mAh/g或上述任两个数值范围间的任一数值。CN2－CN1的值可以为4mAh/g、10mAh/g、20mAh/g、30mAh/g、40mAh/g、50mAh/g、60mAh/g、70mAh/g、80mAh/g、90mAh/g、100mAh/g或上述任两个数值范围间的任一数值。(TP1－TP2)+(TN1－TN2)的值可以为0.6μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm或上述任两个数值范围间的任一数值。第一正极材料的克容量CP1与第二正极材料的克容量CP2，第一负极材料的克容量CN1与第二负极材料的克容量CN2，以及正极平直区的厚度TP1、正极拐角区的厚度TP2、负极平直区的厚度TN1与负极拐角区的厚度TN2同时满足上述关系时，更利于负极拐角区和正极拐角区产生合适的间隙，以使电化学装置在充放电循环过程中，正极极片和负极极片有更大的膨胀空间，从而降低了正极拐角区和负极拐角区由于膨胀而发生挤压变形的风险。如果(TP1－TP2)+(TN1－TN2)的值过大(例如大于15μm)，拐角区正极极片和负极极片之间的间隙过大，锂离子传输距离过大，导致电化学装置充电时锂离子在负极极片表面的嵌入不够充分，锂离子将在负极极片表面堆积，引起析锂，影响电化学装置的安全性能；如果(TP1－TP2)+(TN1－TN2)的值过小(例如小于0.6μm)，拐角区正极极片和负极极片之间的间隙过小，电化学装置在充放电循环过程中，拐角区的负极极片没有足够的膨胀空间，负极拐角区的第二负极材料将由于负极极片膨胀挤压正极极片和负极极片而导致紫斑和析锂的出现，影响电化学装置的安全性能。由此，正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题得以改善，电化学装置的安全性能得以提升。
在本申请中，如图7所示，当正极集流体101的表面同时设置有第一正极材料和第二正极材料时，第一正极材料包含于第一正极材料层中，第二正极材料包含于第二正极材料层中。正极平直区11的厚度TP1应理解为第一正极材料层的单层厚度，正极拐角区12的厚度TP2应理解为第二正极材料层的单层厚度。可以理解的是，当正极集流体101的表面同时设置有第一正极材料和第二正极材料时，正极拐角区12的厚度TP2小于正极平直区的厚度TP1，也即第二正极材料层的厚度小于第一正极材料层的厚度。当负极集流体201的表面同时设置有第一负极材料和第二负极材料时，第一负极材料包含于第一负极材料层中，第二负极材料包含于第二负极材料层中。负极平直区21的厚度TP1应理解为第一负极材料层的单层厚度，负极拐角区22的厚度TP2应理解为第二负极材料层的单层厚度。可以理解的是，当负极集流体201的表面同时设置有第一负极材料和第二负极材料时，负极拐角区12的厚度TP2小于负极平直区的厚度TP1，也即第二负极材料层的厚度小于第一负极材料层的厚度。
在本申请中，如图8所示，当正极集流体101的表面只设置有第一正极材料时，第一正极材料包含于第一正极材料层中。正极拐角区12的厚度TP2和正极平直区11的厚度TP1均可以理解为第二正极材料层的单层厚度。可以理解，正极集流体101的表面只设置有第一正极材料时，在实际生产中，将同时在正极拐角区12和正极平直区11统一设置第一正极材料层，因此，正极拐角区12的厚度TP2等于正极平直区11的厚度TP1。本领域技术人员应当理解，负极极片20的相关设置同理于正极极片10，文中不再赘述。
需要说明的是，在本申请的电化学装置中，负极极片中第一负极材料和第二负极材料所占用的区域面积，需要大于或等于正极极片中第一正极材料和第二正极材料所占用的区域面积。具体地，在本申请的一些实施例中，当负极平直区和负极拐角区设置有第一负极材料时，与负极平直区对应的正极平直区设置或不设置有第一正极材料，与负极拐角区对应的正极拐角区设置或不设置有第二正极材料；当正极平直区设置有第一正极材料、正极拐角区设置有第二正极材料时，与正极平直区对应的负极平直区、以及与正极拐角区对应的负极拐角区均设置有第一负极材料。在本申请的另一些实施例中，当负极平直区设置有第一负极材料、负极拐角区设置有第二负极材料时，与负极平直区对应的正极平直区设置或不设置有第一正极材料，与负极拐角区对应的正极拐角区设置或不设置有第二正极材料；当正极拐角区设置有第一正极材料、正极拐角区设置有第二正极材料时，与正极平直区对应的负极平直区设置有第一负极材料，与正极拐角区对应的负极拐角区设置有第二负极材料。在本申请的再一些实施例中，当负极平直区设置有第一负极材料、负极拐角区设置有第二负极材料时，与负极平直区对应的正极平直区、以及与负极拐角区对应的正极拐角区均设置或不设置有第一正极材料；当正极平直区和正极拐角区设置有第一正极材料时，与正极平直区对应的负极平直区设置有第一负极材料，与正极拐角区对应的负极拐角区设置有第二负极材料。
在本申请的一种实施方案中，第一正极材料的克容量CP1为150mAh/g至300mAh/g，第二正极材料的克容量CP2为151mAh/g至400mAh/g。例如，第一正极材料的克容量CP1可以为150mAh/g、180mAh/g、210mAh/g、240mAh/g、270mAh/g、300mAh/g或上述任两个数值范围间的任一数值。第二正极材料的克容量CP2可以为151mAh/g、200mAh/g、250mAh/g、300mAh/g、350mAh/g、400mAh/g或上述任两个数值范围间的任一数值。将第一正极材料的克容量CP1和第二正极材料的克容量CP2调控在上述范围内，使拐角区与平直区的CB值相同的情况下，厚度满足TP1－TP2≥0.6μm，正极拐角区产生间隙，从而更利于改善正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题，提升电化学装置的安全性能，同时，电化学装置也能具有良好的能量密度和循环性能。
在本申请的一种实施方案中，第一负极材料的克容量CN1为300mAh/g至450mAh/g，第二负极材料的克容量CN2为301mAh/g至550mAh/g。例如，第一负极材料的克容量CN1可以为300mAh/g、330mAh/g、360mAh/g、390mAh/g、420mAh/g、450mAh/g或上述任两个数值范围间的任一数值。第二负极材料的克容量CN2可以为301mAh/g、350mAh/g、400mAh/g、450mAh/g、500mAh/g、550mAh/g或上述任两个数值范围间的任一数值。将第一负极材料的克容量CN1和第二负极材料的克容量CN2调控在上述范围内，使拐角区与平直区的CB值相同的情况下，厚度满足TN1－TN2≥0.6μm，负极拐角区产生间隙，从而更利于改善正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题，提升电化学装置的安全性能，同时，电化学装置也能具有良好的能量密度和循环性能。
在本申请的一种实施方案中，正极平直区的厚度TP1为20μm至150μm，正极拐角区的厚度TP2为19.4μm至140μm。例如，正极平直区的厚度TP1可以为20μm、50μm、80μm、110μm、150μm或上述任两个数值范围间的任一数值。正极拐角区的厚度TP2可以为19.4μm、60μm、100μm、140μm或上述任两个数值范围间的任一数值。正极平直区的厚度TP1小于20μm或正极拐角区的厚度TP2小于19.4μm时，正极极片的克容量过小。正极平直区的厚度TP1大于150μm或正极拐角区的厚度TP2大于140μm时，正极极片将过厚，进而使电化学装置的体积增大，将造成电化学装置的能量密度的损失。将正极平直区的厚度TP1和正极拐角区的厚度TP2调控在上述范围内，在改善正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题，提升了化学装置的安全性能的情况下，不影响正极极片的克容量及电化学装置的能量密度。
在本申请的一种实施方案中，负极平直区的厚度TN1为20μm至150μm，所述负极拐角区的厚度TN2为19.4μm至140μm。例如，负极平直区的厚度TN1可以为20μm、50μm、80μm、110μm、150μm或上述任两个数值范围间的任一数值。负极拐角区的厚度TN2可以为19.4μm、60μm、100μm、140μm或上述任两个数值范围间的任一数值。负极平直区的厚度TN1小于20μm或负极拐角区的厚度TN2小于19.4μm时，负极极片的克容量过小。负极平直区的厚度TN1大于150μm或负极拐角区的厚度TN2大于140μm时，负极极片将过厚，进而使电化学装置的体积增大，将造成电化学装置的能量密度的损失。将负极平直区的厚度TN1和负极拐角区的厚度TN2调控在上述范围内，在改善正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题，提升了化学装置的安全性能的情况下，不影响负极极片的克容量及电化学装置的能量密度。
在本申请的一种实施方案中，第一正极材料位于正极平直区，第二正极材料位于正极拐角区，沿正极极片的长度方向，所述第一正极材料和第二正极材料具有重叠区域，所述第一正极材料和第二正极材料的重叠区域的长度为0mm至0.5mm，重叠区域位于正极平直区，重叠区域的厚度小于正极平直区与正极拐角区的厚度加和。优选地，第一正极材料与第二正极材料的重叠区域的长度为0mm。考虑到生产工序能力的波动，将重叠区域的长度调控在上述范围内，更利于降低第一正极材料浆料和第二正极材料浆料在正极集流体表面涂布过程中出现正极集流体暴露的风险，从而降低电化学装置产生安全问题的风险。
在本申请的一种实施方案中，第一负极材料位于负极平直区，第二负极材料位于负极拐角区，沿所述负极极片的长度方向，所述第一负极材料和第二负极材料具有重叠区域，所述第一负极材料和第二负极材料的重叠区域的长度为0mm至0.5mm，重叠区域位于负极平直区，重叠区域的厚度小于负极平直区与负极拐角区的厚度加和。优选地，第一负极材料与第二负极材料的重叠区域的长度为0mm。考虑到生产工序能力的波动，将重叠区域的长度调控在上述范围内，更利于降低第一负极材料浆料和第二负极材料浆料在负极集流体表面涂布过程中出现负极集流体暴露的风险，从而降低电化学装置产生安全问题的风险。
需要说明的是，本申请所述电极组件通常会卷绕多圈，只要在其中至少一圈的正极拐角区域和/或负极拐角区域形成一定的间隙便可以在一定程度上改善整个电极组件析锂、紫斑问题，实际生产中可根据实际需求，调整具有上述正极拐角区域和/或负极拐角区域的间隙结构的卷绕圈数，优选所有电极组件的卷绕圈的拐角区均具有上述正极拐角区域和/或负极拐角区域的间隙结构。本申请对第一正极材料、第二正极材料、第一负极材料和第二负极材料的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，第一正极材料和第二正极材料的种类可以各自独立地包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、镍锰酸锂或富锂锰等中的至少一种。第一负极材料和第二负极材料的种类可以各自独立地包括天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、中间相炭微球、锡基材料、硅基材料、钛酸锂、过渡金属氮化物或天然鳞片石墨等中的至少一种。
本申请对负极集流体的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，负极集流体可以包含铜箔、铜合金箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜或复合集流体等。本申请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。例如负极集流体的厚度为6μm至10μm。
本申请对正极集流体没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，正极集流体可以包含铝箔、铝合金箔或复合集流体等。本申请对正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。例如正极集流体的厚度为5μm至20μm，优选为6μm至18μm。
本申请对隔膜没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。
本申请的电化学装置还包括电解液，本申请对电解液没有特别限制，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。在一些实施方案中，电化学装置可以包括但不限于：钠离子电池、锂金属二次电池、锂离子二次电池(锂离子电池)、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池等。
本申请第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一方案所述的电化学装置。
本申请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、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。
实施例
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：
析锂程度判断：
将锂离子电池置于0℃恒温箱中，静置60min，使锂离子电池达到恒温。将达到恒温的锂离子电池在0℃下以1C恒流充电至4.45V，再以4.45V下恒压充电至0.025C，静置5min，接着以1C恒流放电至3.0V；此为一个充放电循环，充放10个循环后，再以1C恒流充电至4.45V，在以4.45V下恒压充电至0.025C，得到循环10圈的满充电池。在湿度小于5％的干燥房中拆解电池，拍照记录负极极片的状态。如存在析锂现象，则锂离子电池出现析锂现象并记为“是”；如不存在析锂现象，则锂离子电池未出现析锂现象并记为“否”。
根据以下标准判断锂离子电池的析锂程度：
不析锂：负极极片表面无锂沉积；
轻微析锂：负极极片表面锂沉积面积小于10％；
中度析锂：负极极片表面锂沉积面积为10％至30％；
严重析锂：负极极片表面锂沉积面积大于30％。
紫斑的测试：
将锂离子电池置于0℃恒温箱中，静置60min，使锂离子电池达到恒温。将达到恒温的锂离子电池在0℃下以1C恒流充电至4.45V，再以4.45V下恒压充电至0.025C，静置5min，接着以1C恒流放电至3.0V；此为一个充放电循环，充放500圈循环后，再以1C恒流充电至4.45V，在以4.45V下恒压充电至0.025C，得到循环500圈的满充电池。在湿度小于5％的干燥房中拆解电池，拍照记录负极极片拐角界面有无紫斑出现。如存在紫斑，则锂离子电池出现紫斑并记为“是”；如不存在紫斑，则锂离子电池未出现紫斑并记为“否”。
安全性能的测试：
在25℃条件下，将锂离子电池以2C充电至4.35V，4.35V条件下恒压充电至0.05C。之后以10C的电流放电至2.8V，此为一个充放电循环。循环500圈后，进行侧边挤压安全测试，若有起火或爆炸则判定为失效，不起火不爆炸则判定为通过，每组测试10颗锂离子电池。
以挤压通过率表征安全性能，挤压通过率(％)＝通过的锂离子电池颗数/10×100％。
实施例1
<正极极片的制备>
将第一正极材料钴酸锂A1、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF按照质量比97.6:0.7:1.7进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成为固含量为76wt％的浆料，并在真空搅拌机作用下搅拌至体系成均匀的第一正极浆料。将第二正极材料钴酸锂B1、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF按照质量比97.6:0.7:1.7进行混合，加入NMP作为溶剂，调配成为固含量为76wt％的浆料，并在真空搅拌机作用下搅拌至体系成均匀的第二正极浆料。
将第一正极浆料和第二正极浆料按照间隙涂布的方式均匀涂覆在厚度为10μm的正极集流体铝箔的一个表面上，90℃条件下烘干，得到单面设置正极拐角区和正极平直区的正极极片。其中，第一正极材料位于正极平直区，第二正极材料位于正极拐角区。正极平直区最内圈的涂布尺寸a×b＝57.32mm×80.8mm，正极拐角区最内圈的涂布尺寸a×b＝0.27mm×80.8mm，其余层正极拐角区按照公式C＝π×[D0+(n-1)ΔT]/2计算尺寸进行涂布。
之后，在该正极极片的另一个表面上重复以上步骤，即得到双面设置正极拐角区和正极平直区的正极极片。90℃条件下烘干后冷压，再经裁片、焊接极耳，得到规格为80.8mm×1356.5mm正极极片待用。其中，正极平直区的厚度TP1为73.8μm，正极拐角区的厚度TP2为73.0μm，沿所述正极极极片的长度方向，所述第一正极材料和第二正极材料的重叠区域的长度为0.2mm。
<负极极片的制备>
将第一负极材料石墨A2、导电剂导电炭黑(Super P)、粘结剂丁苯橡胶(SBR)按照质量比97.7:0.6:1.7进行混合，然后加入去离子水作为溶剂，调配成为固含量为46wt％的浆料，并在真空搅拌机作用下搅拌至体系成均匀的第一负极浆料。将第一负极浆料均匀涂覆在厚度为8μm的负极集流体铜箔的一个表面上，90℃条件下烘干，得到单面涂布第一负极材料的负极极片。之后，在该负极极片的另一个表面上重复以上步骤，得到双面涂布第一负极材料的负极极片。90℃条件下烘干后冷压，再经裁片、焊接极耳，得到规格为82.1mm×1363.5mm的负极极片待用。其中，负极平直区的厚度TN1和负极拐角区的厚度TN2均为87.8μm。
<隔膜的制备>
选用厚度7μm的聚乙烯隔膜。
<电解液的制备>
在含水量小于10ppm的环境下，将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)按照质量比20:30:20:28:2混合，然后向非水有机溶剂中加入六氟磷酸锂(LiPF6)溶解并混合均匀，得到电解液，其中，LiPF6的浓度为1mol/L。
<锂离子电池的制备>
将上述制备的正极极片、隔膜、负极极片按顺序叠好，使隔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。将电极组件装入铝塑膜包装袋中，并在80℃下脱去水分，注入配好的电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序得到锂离子电池。
实施例2至实施例6
除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例1相同。
实施例7
<正极极片的制备>
将第一正极材料钴酸锂A1、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF按照质量比97.6:0.7:1.7进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成为固含量为76wt％的浆料，并在真空搅拌机作用下搅拌至体系成均匀的第一正极浆料。将第一正极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的正极集流体铝箔的一个表面上，90℃条件下烘干，得到单面涂布第一正极材料的正极极片。之后，在该正极极片的另一个表面上重复以上步骤，即得到双面涂布第一正极材料的正极极片。90℃条件下烘干后冷压，再经裁片、焊接极耳，得到规格为80.8mm×1356.5mm正极极片待用。其中，正极平直区的厚度TP1和正极拐角区的厚度TP2均为73.9μm。
<负极极片的制备>
将第一负极材料石墨A2、导电剂Super P、粘结剂丁苯橡胶(SBR)按照质量比97.7:0.6:1.7进行混合，然后加入去离子水作为溶剂，调配成为固含量为46wt％的浆料，并在真空搅拌机作用下搅拌至体系成均匀的第一负极浆料。将第二负极材料石墨B2、导电剂SuperP、粘结剂丁苯橡胶(SBR)按照质量比97.7:0.6:1.7进行混合，然后加入去离子水作为溶剂，调配成为固含量为46wt％的浆料，并在真空搅拌机作用下搅拌至体系成均匀的第二负极浆料。
将第一负极浆料和第二负极浆料按照间隙涂布的方式均匀涂覆在厚度为8μm的负极集流体铜箔的一个表面上，90℃条件下烘干，得到具有单面设置负极平直区和负极拐角区的负极极片。其中，第一负极材料位于负极平直区，第二负极材料位于负极拐角区。负极平直区最内圈的涂布尺寸a×b＝57.32mm×82.1mm，负极拐角区最内圈的涂布尺寸a×b＝0.9mm×82.1mm，其余层负极拐角区按照公式C＝π×[D0+(n-1)ΔT]/2计算尺寸进行涂布。
之后，在该负极极片的另一个表面上重复以上步骤，得到双面设置负极平直区和负极拐角区的负极极片。90℃条件下烘干后冷压，再经裁片、焊接极耳，得到规格为82.1mm×1363.5mm的负极极片待用。其中，负极平直区的厚度TN1为87.8μm，负极拐角区的厚度TN2为87.2μm，沿所述负极极片的长度方向，所述第一负极材料和第二负极材料的重叠区域的长度为为0.2mm。
其余与实施例1相同。
实施例8至实施例12
除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例7相同。
实施例13
<负极极片的制备>与实施例7相同、按照表1调整正极拐角区的厚度TP2，其余与实施例1相同。
实施例14至实施例15
除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例13相同。
对比例1
<正极极片的制备>与实施例7相同，其余与实施例1相同。
各实施例和对比例的制备参数和性能参数如表1所示：
从表1可以看出，实施例1至实施例15的锂离子电池，当正极极片中第二正极材料的克容量CP2高于第一正极材料的克容量CP1，正极拐角区的厚度TP2小于正极平直区的厚度TP1；和/或，负极极片中第二负极材料的克容量CN2高于第一负极材料的克容量CN1，负极拐角区的厚度TN2小于负极平直区的厚度TN1时，正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题得以改善、且锂离子电池的安全性能得以提升。
其中，实施例1至实施例4的锂离子电池，正极极片中第二正极材料的克容量CP2高于第一正极材料的克容量CP1，正极拐角区的厚度TP2小于正极平直区的厚度TP1，且0.6μm≤(TP1－TP2)+(TN1－TN2)≤15μm，正极拐角区产生合适的间隙，使正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题得到有效改善，且锂离子电池具有良好的安全性能。而实施例5中，(TP1－TP2)+(TN1－TN2)过大，拐角区正极极片和负极极片之间的间隙过大，拐角区锂离子传输距离过大，导致充电时锂离子在负极极片的嵌入不够充分，造成锂离子在负极极片表面堆积，引起析锂，一定程度上影响了安全性能；而实施例6中，(TP1－TP2)+(TN1－TN2)过小，拐角区正极极片和负极极片之间的间隙过小，锂离子电池在充放电循环过程中，拐角区的负极极片没有足够的膨胀空间，负极拐角区的第二负极材料将由于负极极片膨胀挤压正极极片和负极极片而导致紫斑和析锂的出现，一定程度上影响锂离子电池的安全性能。实施例7至实施例10的锂离子电池，负极极片中第二负极材料的克容量CN2高于第一负极材料的克容量CN1，负极拐角区的厚度TN2小于负极平直区的厚度TN1，且0.6μm≤(TP1－TP2)+(TN1－TN2)≤15μm，负极拐角区产生合适的间隙，使正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题得到有效改善，且锂离子电池具有良好的安全性能。而实施例11中，(TP1－TP2)+(TN1－TN2)过大，拐角区正极极片和负极极片之间的间隙过大，拐角区锂离子传输距离过大，导致充电时锂离子在负极极片的嵌入不够充分，造成锂离子在负极极片表面堆积，引起析锂，一定程度上影响了安全性能；而实施例12中，(TP1－TP2)+(TN1－TN2)过小，拐角区正极极片和负极极片之间的间隙过小，锂离子电池在充放电循环过程中，拐角区的负极极片没有足够的膨胀空间，负极拐角区的第二负极材料将由于负极极片膨胀挤压正极极片和负极极片而导致紫斑和析锂的出现，一定程度上影响锂离子电池的安全性能。
实施例13至实施例14的锂离子电池，正极极片中第二正极材料的克容量CP2高于第一正极材料的克容量CP1，正极拐角区的厚度TP2小于正极平直区的厚度TP1；以及负极极片中第二负极材料的克容量CN2高于第一负极材料的克容量CN1，负极拐角区的厚度TN2小于负极平直区的厚度TN1，且0.6μm≤(TP1－TP2)+(TN1－TN2)≤15μm，正极拐角区和负极拐角区产生合适的间隙，使其正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题得到有效改善，且锂离子电池具有良好的安全性能。而实施例15中(TP1－TP2)+(TN1－TN2)过大，拐角区正极极片和负极极片之间的间隙过大，拐角区锂离子传输距离过大，导致充电时锂离子在负极极片的嵌入不够充分，造成锂离子在负极极片表面堆积，引起析锂，一定程度上影响了安全性能。
而对比例1的锂离子电池，正极极片中正极拐角区和正极平直区采用相同克容量的第一正极材料，正极拐角区的厚度TP2不小于正极平直区的厚度TP1，同时负极极片中负极拐角区和负极平直区采用相同克容量的第一负极材料，负极拐角区的厚度TN2不小于负极平直区的厚度TN1，其正极拐角区和负极拐角区的紫斑和析锂的界面问题未能得到改善，且锂离子电池的安全性能未能得到提升。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者物品不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者物品所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者物品中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电化学装置，其特征在于，包括电极组件，所述电极组件包括正极极片、负极极片及位于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜，所述正极极片、所述负极极片及所述隔膜堆叠卷绕设置，所述电极组件具有平直区和拐角区；
所述正极极片包括正极集流体及设置于所述正极集流体至少一个表面上的第一正极材料和第二正极材料，所述第一正极材料位于正极平直区，所述第二正极材料位于正极拐角区，所述正极拐角区的厚度为TP2，所述正极平直区的厚度为TP1，所述第二正极材料的克容量为CP2，所述第一正极材料的克容量为CP1；
所述负极极片包括负极集流体及设置于所述负极集流体至少一个表面上的第一负极材料和第二负极材料，所述第一负极材料位于负极平直区，所述第二负极材料位于负极拐角区，所述负极拐角区的厚度为TN2，所述负极平直区的厚度为TN1，所述第二负极材料的克容量为CN2，所述第一负极材料的克容量为CN1；
所述第二正极材料的克容量CP2高于所述第一正极材料的克容量CP1，所述正极拐角区的厚度TP2小于所述正极平直区的厚度TP1，和/或，
所述第二负极材料的克容量CN2高于所述第一负极材料的克容量CN1，所述负极拐角区的厚度TN2小于所述负极平直区的厚度TN1。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述正极平直区的厚度TP1、所述正极拐角区的厚度TP2、所述负极平直区的厚度TN1与所述负极拐角区的厚度TN2满足：0.6μm≤(TP1－TP2)+(TN1－TN2)≤15μm。
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一正极材料的克容量CP1与所述第二正极材料的克容量CP2满足：2mAh/g≤CP2－CP1≤70mAh/g；和/或，
所述第一负极材料的克容量CN1与所述第二负极材料的克容量CN2满足：4mAh/g≤CN2－CN1≤100mAh/g。
4.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一正极材料的克容量CP1为150mAh/g至300mAh/g，所述第二正极材料的克容量CP2为151mAh/g至400mAh/g。
5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一负极材料的克容量CN1为300mAh/g至450mAh/g，所述第二负极材料的克容量CN2为301mAh/g至550mAh/g。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电化学装置，其特征在于，所述正极平直区的厚度TP1为20μm至150μm，所述正极拐角区的厚度TP2为19.4μm至140μm。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的电化学装置，其特征在于，所述负极平直区的厚度TN1为20μm至150μm，所述负极拐角区的厚度TN2为19.4μm至140μm。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的电化学装置，其特征在于，沿所述正极极片的长度方向，所述第一正极材料和第二正极材料具有重叠区域，所述第一正极材料和第二正极材料的重叠区域的长度为0mm至0.5mm。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的电化学装置，其特征在于，沿所述负极极片的长度方向，所述第一负极材料和第二负极材料具有重叠区域，所述第一负极材料和第二负极材料的重叠区域的长度为0mm至0.5mm。
10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的电化学装置。
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