CN116315138A - 电化学装置和电子装置 - Google Patents

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CN116315138A CN202211672808.5A CN202211672808A CN116315138A CN 116315138 A CN116315138 A CN 116315138A CN 202211672808 A CN202211672808 A CN 202211672808A CN 116315138 A CN116315138 A CN 116315138A
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刘建禹
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Abstract

本申请提供了一种电化学装置和电子装置。电化学装置包括电极组件和电解液，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离膜，正极极片包括正极集流体；隔离膜设置在正极极片和负极极片之间；电极组件为卷绕结构，卷绕结构包括拐角部和平直部，在拐角部，相邻的正极极片的正极集流体之间的距离为d1μm，在平直部，相邻的正极极片的正极集流体之间的距离为d2μm，满足：2≤d1/d2≤9；电解液含有分子中C原子总数为2至10的羧酸酯化合物。本申请可以显著提升电化学装置的循环性能和快充安全性能。

Description

电化学装置和电子装置
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
随着电子产品、电动交通工具等的普及和应用，人们对其中电化学装置(例如，锂离子电池)的循环性能和快充性能提出了越来越高的要求。现在虽然有一些提升电化学装置的循环性能和快充性能的方案，但是结果并不完全令人满意。因此，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，其包括电极组件和电解液，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离膜，正极极片包括正极集流体；隔离膜设置在正极极片和负极极片之间；其中，电极组件为卷绕结构，卷绕结构包括拐角部和平直部，在拐角部，相邻的正极极片的正极集流体之间的距离为d1μm，在平直部，相邻的正极极片的正极集流体之间的距离为d2μm，满足：2≤d1/d2≤9；电解液含有分子中C原子总数为2至10的羧酸酯化合物。本申请通过调整电化学装置的2≤d1/d2≤9，能够降低循环过程中，拐角部正极极片和负极极片之间的挤压，并在拐角部创造更多的储液空间，同时结合电解液溶剂的调整，使得电解液含有分子中C原子总数为2至10的羧酸酯化合物，增强电解液自身的浸润传输补充能力，进一步促进拐角部正极极片和负极极片中锂离子的脱嵌，两者协同作用，从而可以显著提升电化学装置的循环性能，并改善析锂，提升电化学装置的快充安全性能。
在一些实施例中，基于电解液的质量，羧酸酯化合物的质量百分含量为w％，20≤w≤60。
在一些实施例中，羧酸酯化合物的分子中C原子总数为3至8。在一些实施例中，羧酸酯化合物包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丙酸戊酯、卤代乙酸甲酯、卤代乙酸乙酯、卤代乙酸丙酯、卤代丙酸乙酯、卤代丙酸丙酯、卤代丙酸丁酯或卤代丙酸戊酯中的至少一种。
在一些实施例中，卤代中的卤素包括F、Cl、Br或I中的至少一种。
在一些实施例中，隔离膜包括基材和聚合物涂层。
在一些实施例中，沿隔离膜的厚度方向观察，在250μm×200μm区域内，聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒的数量为5个至50个。在一些实施例中，沿隔离膜的厚度方向观察，在250μm×200μm区域内，聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒的数量为10个至30个。
在一些实施例中，聚合物涂层的红外光谱在1720cm-1至1750cm-1范围内具有特征峰。
在一些实施例中，聚合物涂层中的聚合物包括聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氯丙烯、聚砜、聚酮、聚醚酮、聚碳酸酯、含氟聚合物、丙烯酸酯聚合物或聚甲醛中的至少一种。
在一些实施例中，聚合物涂层中的聚合物包括含氟聚合物和丙烯酸酯聚合物。
在一些实施例中，含氟聚合物包括聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物或聚四氟乙烯中的至少一种。
在一些实施例中，丙烯酸酯聚合物包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸异丁酯中的至少一种的均聚物或共聚物。
在一些实施例中，隔离膜还包括耐热层，耐热层位于基材和聚合物涂层之间，耐热层包含无机颗粒和粘结剂。
在一些实施例中，无机颗粒包括氧化铝、氧化硅、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。
在一些实施例中，粘结剂包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚四氟乙烯或聚六氟丙烯中的至少一种。
在一些实施例中，电解液还包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯，基于电解液的质量，碳酸乙烯酯的质量百分含量为A％，碳酸丙烯酯的质量百分含量为B％，满足：20≤A+B≤50，且B≤A。
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。
本申请通过使得2≤d1/d2≤9，并且电解液含有分子中C原子总数为2至10的羧酸酯化合物，可以显著提升电化学装置的循环性能，并改善析锂，提升电化学装置的快充安全性能。
附图说明
图1示出了根据本申请一些实施例的电化学装置的卷绕结构的电极组件的部分的顶视图。
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。
本申请的第一方面提供了一种电化学装置，其包括电极组件和电解液，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离膜，正极极片包括正极集流体，隔离膜设置在正极极片和负极极片之间以避免正极极片和负极极片之间的短路。其中，正极极片、隔离膜、负极极片依次层叠并卷绕形成含有拐角部和平直部的卷绕结构。图1示出了根据本申请的一些实施例的电化学装置的卷绕结构的电极组件的部分的顶视图，图1中示出了含有拐角部和平直部的卷绕结构的示意图。应该理解，图1中仅示出了相邻的正极极片的正极集流体，而省略了其他部件，例如，负极极片、隔离膜等。如图1所示，在卷绕结构的拐角部，相邻的正极极片的正极集流体之间的距离为d1μm，在卷绕结构的平直部，相邻的正极极片的正极集流体之间的距离为d2μm，满足：2≤d1/d2≤9。电解液含有分子中C原子总数为2至10的羧酸酯化合物。
当前，随着锂离子电池在终端消费领域应用的快速发展，人们对锂离子电池的充电速率及使用寿命也有了更高的要求。本申请的发明人研究发现，锂离子电池的负极极片在循环过程中不断膨胀，使得正极极片和负极极片之间的空间不断被挤压，特别是在拐角部，挤压更加严重，导致拐角部电解液的储存空间越来越小，并最终造成电解液传输受阻，影响锂离子的传输，在低温或大倍率充电的情况下，易出现析锂，影响锂离子电池的使用寿命，同时会产生安全隐患。本申请通过调整电化学装置的2≤d1/d2≤9，能够降低循环过程中，拐角部正极极片和负极极片之间的挤压，并在拐角部创造更多的储液空间，同时结合电解液溶剂的调整，使得电解液含有分子中C原子总数为2至10的羧酸酯化合物，增强电解液自身的浸润传输补充能力，进一步促进拐角部正极极片和负极极片中锂离子的脱嵌，两者协同作用，从而可以显著提升电化学装置的循环性能，并改善析锂，提升电化学装置的快充安全性能。
在一些实施例中，基于电解液的质量，羧酸酯化合物的质量百分含量为w％，20≤w≤60。如果电解液中羧酸酯化合物的质量百分含量太小，则羧酸酯化合物改善电解液自身浸润传输补充能力的作用相对受限；如果电解液中的羧酸酯化合物的质量百分含量太大，则羧酸酯化合物改善电解液自身浸润传输补充能力的作用不再显著增强，反而有可能影响电化学装置的高温稳定性。
在一些实施例中，羧酸酯化合物的分子中C原子总数为3至8。在一些实施例中，羧酸酯化合物包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丙酸戊酯、卤代乙酸甲酯、卤代乙酸乙酯、卤代乙酸丙酯、卤代丙酸乙酯、卤代丙酸丙酯、卤代丙酸丁酯或卤代丙酸戊酯中的至少一种。这些羧酸酯化合物有利于增强电解液自身的浸润传输补充能力，提升电解液的传输能力。在一些实施例中，卤代中的卤素包括F、Cl、Br或I中的至少一种。
在一些实施例中，隔离膜包括基材和聚合物涂层。在一些实施例中，聚合物涂层可以位于基材的一侧或两侧上。在一些实施例中，沿隔离膜的厚度方向观察，在250μm×200μm区域内，聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒的数量为5个至50个。通过使得在250μm×200μm区域内，聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒的数量为5个至50个，一方面，有利于更好地支撑拐角部的储液空间，提升拐角部的保液能力，另一方面，有利于在拐角部的隔离膜与正极极片/负极极片之间构建良好的导液通道，即架桥作用，进一步促进电解液的传输，提升电化学装置的循环性能和快充安全性能。
在一些实施例中，沿隔离膜的厚度方向观察，在250μm×200μm区域内，聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒的数量为10个至30个。通过使得聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒的数量为10个至30个，对电化学装置的循环性能和析锂的改善效果更佳。
在一些实施例中，聚合物涂层的红外光谱在1720cm-1至1750cm-1范围内具有特征峰。这表明聚合物涂层中含有包括酯基的聚合物，此时，聚合物涂层与羧酸酯化合物的亲和性较好，有利于提升电解液的浸润传输补充能力，进而改善电化学装置的循环性能和快充安全性能。
在一些实施例中，聚合物涂层中的聚合物包括聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氯丙烯、聚砜、聚酮、聚醚酮、聚碳酸酯、含氟聚合物、丙烯酸酯聚合物或聚甲醛中的至少一种。
在一些实施例中，聚合物涂层中的聚合物包括含氟聚合物和丙烯酸酯聚合物。此时，聚合物涂层能够兼具含氟聚合物的高稳定性以及丙烯酸酯聚合物与羧酸酯化合物的高亲和性，从而有利于提升拐角部的保液能力以及电解液的浸润传输补充能力，进而改善电化学装置的循环性能和快充安全性能。在一些实施例中，含氟聚合物包括聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物或聚四氟乙烯中的至少一种。在一些实施例中，丙烯酸酯聚合物包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸异丁酯中的至少一种的均聚物或共聚物。
在一些实施例中，隔离膜还包括耐热层，耐热层位于基材和聚合物涂层之间，耐热层包含无机颗粒和粘结剂。在一些实施例中，无机颗粒包括氧化铝、氧化硅、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。在一些实施例中，粘结剂包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚四氟乙烯或聚六氟丙烯中的至少一种。通过在隔离膜中采用耐热层，有利于抑制隔离膜的热收缩，从而提升隔离膜防止正极极片和负极极片高温短路的能力。
在一些实施例中，电解液还包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯，基于电解液的质量，碳酸乙烯酯的质量百分含量为A％，碳酸丙烯酯的质量百分含量为B％，满足：20≤A+B≤50，且B≤A。当20≤A+B≤50，且B≤A时，电化学装置的循环性能更加地稳定，这主要与碳酸丙烯酯与负极活性材料石墨的兼容性较差有关，有共嵌石墨的风险，对循环性能的稳定性有一定影响。
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，电解液还包括锂盐，锂盐包括，但不限于：六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂LiN(CF3SO2)2(LiTFSI)、双(氟磺酰)亚胺锂Li(N(SO2F)2)(LiFSI)、双草酸硼酸锂LiB(C2O4)2(LiBOB)或二氟草酸硼酸锂LiBF2(C2O4)(LiDFOB)中的至少一种。在一些实施例中，锂盐的浓度为0.5mol/L至2mol/L。在一些实施例中，电解液还可以包括其它有机溶剂。其它有机溶剂可包括碳酸酯化合物、醚化合物或它们的组合。
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乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)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。
在一些实施例中，正极集流体可以采用铝箔，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，正极极片还可以包括位于正极集流体上的正极活性材料层。正极活性材料层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、锰酸锂或镍钴锰酸锂中的至少一种。在一些实施例中，正极活性材料层中的导电剂可以包括导电炭黑、石墨烯或碳纳米管中的至少一种。在一些实施例中，正极活性材料层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、羧甲基纤维素钠、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、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、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，负极极片可以包括负极集流体和位于负极集流体上的负极活性材料层。在一些实施例中，负极集流体可以采用铜箔、镍箔或碳基集流体中的至少一种。在一些实施例中，负极活性材料层可以包括负极活性材料、导电剂和粘结剂。在一些实施例中，负极活性材料可以包括石墨或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，负极活性材料层中的导电剂可以包括导电炭黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管或碳纤维中的至少一种。在一些实施例中，负极活性材料层中的粘结剂可以包括羧甲基纤维素钠(CMC)、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶、或聚氨酯树脂中的至少一种。在一些实施例中，负极活性材料层中的负极活性材料、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。
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，应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
实施例1
负极极片的制备：将负极活性材料人造石墨、粘结剂丁苯橡胶和增稠剂羧甲基纤维素钠按照重量比95：2：3在去离子水中充分搅拌混合均匀，形成负极浆料。将负极浆料涂布于负极集流体铜箔的两侧上，涂布厚度为80μm。经烘干、冷压、分切后得到负极极片。
正极极片制备：将正极活性材料钴酸锂、导电剂碳纳米管、粘结剂聚偏氟乙烯按照重量比95：2：3在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中充分搅拌混合均匀，形成正极浆料。将正极浆料涂覆于正极集流体铝箔的两侧上，涂布厚度为110μm。经烘干、冷压、分切后得到正极极片。
隔离膜的制备：隔离膜包括基材、设置在基材表面上的聚合物涂层。基材选取厚度为5μm的聚乙烯多孔膜。将Dv50为12μm的聚偏氟乙烯(PVDF)和Dv50为0.5μm的聚丙烯酸异丁酯按照质量比90：10分散于去离子水中，充分搅拌混合均匀后得到涂层浆料，将涂层浆料涂布于基材的一侧表面上，涂布面密度为1g/m2，经烘干，得到含有聚合物涂层的隔离膜。将所制得的隔离膜通过SEM在500倍放大倍率下观察，在250μm×200μm区域内，聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒的数量为20个。
电解液的制备：在含水量小于10ppm的氩气气氛下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)按质量比1：1：2混合均匀，加入羧酸酯化合物和锂盐六氟磷酸锂，混合均匀得到电解液。羧酸酯化合物的具体种类和含量如表1所示，其中，各物质的含量为基于电解液的质量计算得到的质量百分含量，六氟磷酸锂的质量百分含量为10％。
锂离子电池的制备：将正极极片、隔离膜、负极极片依次堆叠，使隔离膜处于正极极片和负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到电极组件。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，经过真空封装、静置、热压化成、脱气、整形等工艺流程得到锂离子电池，其中，通过控制卷绕的松紧度使得d1/d2为5。
实施例2至19和对比例1至9的制备方法与实施例1相同，除了表1示出的区别之外，其中，d1/d2通过控制卷绕松紧度进行调控，聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒的数量通过涂布面密度进行调控。
实施例20至22的制备方法与实施例7相同，区别在于，调整电解液中碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二乙酯(DEC)的质量比。
另外，在本申请中，采用如下方法测试相应的性能和参数。
(1)循环性能的测试方法
在25℃下，将锂离子电池以1.5C恒流充电至4.5V，然后恒压充电至电流为0.05C，再用1C恒流放电至3.0V，此为首次循环。以首次放电的容量为100％，反复进行上述充放电循环，至放电容量衰减至80％时，停止测试，记录循环圈数，作为评价锂离子电池循环性能的指标。
(2)析锂程度测试：
1)将锂离子电池置于0℃高低温箱中，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温；
2)将达到恒温的锂离子电池以0.5C恒流放电至电压为3.0V；
3)静置10min后，以0.1C恒流充电至电压为4.5V，然后以4.5V恒压充电至电流为0.05C(记录充电容量C1)；
4)静置10min后以0.5C恒流放电至电压为3.0V，静置10min后以0.025C恒流放电至电压为3.0V，继续静置10min后以0.005C恒流放电至电压为3.0V，记录该步骤完整后的放电容量为D1；
5)静置10min后，1.5C恒流充电至电压为4.5V，然后以4.5V恒压充电至电流为0.05C；
6)静置10min后以0.5C恒流放电至电压为3.0V，静置10min后以0.025C恒流放电至电压为3.0V，继续静置10min后以0.005C恒流放电至电压为3.0V；
7)重复步骤5)、步骤6)12次，记录最后一次完整放电容量为D12。计算析锂量作为判断充电性能的依据(析锂量越低，析锂程度越轻微；析锂量低于0.5，肉眼难于看出析锂)，其中析锂量计算如下：
析锂量＝(C1-D12)/C1。
(3)d1、d2的测试方法：
采用电子计算机断层扫描仪器(CT)，放大到300％的倍率，分别扫描锂离子电池的拐角和主体处，得到横截面图像，测量拐角处10个相邻两层正极集流体拐角之间的距离取平均值为d1(此处的“相邻”并非指物理上彼此接触，而是指在所测量的这两个正极集流体之间不存在另一正极集流体，很显然，这两个正极集流体之间还会有隔离膜以及负极极片)，测量平直部处10个上述相邻两层正极集流体之间的距离取平均值为d2。
(4)隔离膜聚合物涂层表面250μm×200μm面积内聚合物颗粒数量测试：
将涂有聚合物涂层的隔离膜裁切为10mm×10mm样品，然后将样品放置在SEM下以500倍放大倍率观察，并在视野中选取任意5个250μm×200μm区域(也即一个目镜下所能观察到的区域)，记录所选取区域中聚合物颗粒最大直径为10μm至30μm的颗粒数量，然后取平均值，即为在250μm×200μm区域内，聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒数量。
表1分别示出了实施例1至19和对比例1至9的各项参数和评估结果。
表1
Figure BDA0004016295690000091
Figure BDA0004016295690000101
Figure BDA0004016295690000111
通过比较实施例1至19和对比例1至9可知，通过使得2≤d1/d2≤9，且电解液含有羧酸酯化合物，锂离子电池的循环性能明显提升，析锂量明显减少。可能的原因在于，通过控制2≤d1/d2≤9，能够降低循环过程中，拐角部正极极片和负极极片之间的挤压，并在拐角部创造更多的储液空间，同时，电解液中的羧酸酯化合物，能够增强电解液自身的浸润传输补充能力，进一步促进拐角部正极极片和负极极片中锂离子的脱嵌，两者协同作用，从而显著提升锂离子电池的循环性能，并改善析锂，提升锂离子电池的快充安全性能。
通过比较实施例7、实施例11至14可知，在250μm×200μm区域内，聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒的数量为10至30个时，对锂离子电池的循环性能和析锂的改善效果更佳，可能的原因在于，一方面，有利于提高拐角部的储液空间，同时，能够更好地支撑拐角部的储液空间，提升拐角部的保液能力，另一方面，有利于在拐角部的隔离膜与正极极片/负极极片之间构建良好的导液通道，即架桥作用，进一步促进电解液的传输，从而提升锂离子电池的循环性能和快充安全性能。
通过比较实施例7、实施例13-14和实施例17-19可知，聚合物涂层的红外光谱在1720cm-1至1750cm-1范围内具有特征峰时，锂离子电池能够具有更优异的循环性能，且析锂量更少。可能的原因在于，聚合物涂层中含有的丙烯酸酯聚合物与羧酸酯化合物的亲和性较好，有利于进一步提升电解液的浸润传输补充能力，进而改善锂离子电池的循环性能和快充安全性能。
表2分别示出了实施例20至22的各项参数和评估结果。
表2
Figure BDA0004016295690000112
Figure BDA0004016295690000121
通过比较实施例7、实施例20至22可知，当碳酸丙烯酯的含量不高于碳酸乙烯酯的含量时，锂离子电池在25℃下的循环具有更好的稳定性，这主要与碳酸丙烯酯与石墨的兼容性较差有关，有共嵌石墨的风险，对循环的稳定性有一定影响。
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，其包括电极组件和电解液，所述电极组件包括：
正极极片，所述正极极片包括正极集流体；
负极极片；
隔离膜，设置在所述正极极片和所述负极极片之间；
其中，所述电极组件为卷绕结构，所述卷绕结构包括拐角部和平直部，在所述拐角部，相邻的正极极片的正极集流体之间的距离为d1μm，在所述平直部，相邻的正极极片的正极集流体之间的距离为d2μm，满足：2≤d1/d2≤9；
所述电解液含有分子中C原子总数为2至10的羧酸酯化合物。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，基于所述电解液的质量，所述羧酸酯化合物的质量百分含量为w％，20≤w≤60。
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电化学装置满足下列条件中的至少一者：
(1)所述羧酸酯化合物的分子中C原子总数为3至8；
(2)所述羧酸酯化合物包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丙酸戊酯、卤代乙酸甲酯、卤代乙酸乙酯、卤代乙酸丙酯、卤代丙酸乙酯、卤代丙酸丙酯、卤代丙酸丁酯或卤代丙酸戊酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述隔离膜包括基材和聚合物涂层，所述隔离膜满足下列条件中的至少一者：
(1)沿所述隔离膜的厚度方向观察，在250μm×200μm区域内，所述聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒的数量为5个至50个；
(2)所述聚合物涂层的红外光谱在1720cm-1至1750cm-1范围内具有特征峰；
(3)所述聚合物涂层中的聚合物包括聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氯丙烯、聚砜、聚酮、聚醚酮、聚碳酸酯、含氟聚合物、丙烯酸酯聚合物或聚甲醛中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的电化学装置，其中，沿所述隔离膜的厚度方向观察，在250μm×200μm区域内，所述聚合物涂层中最大直径为10μm至30μm的聚合物颗粒的数量为10个至30个。
6.根据权利要求4所述的电化学装置，其中，所述隔离膜满足下列条件中的至少一者：
(1)所述聚合物涂层中的聚合物包括含氟聚合物和丙烯酸酯聚合物；
(2)所述含氟聚合物包括聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物或聚四氟乙烯中的至少一种；
(3)所述丙烯酸酯聚合物包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸异丁酯中的至少一种的均聚物或共聚物。
7.根据权利要求4所述的电化学装置，其中，所述隔离膜还包括耐热层，所述耐热层位于所述基材和所述聚合物涂层之间，所述耐热层包含无机颗粒和粘结剂。
8.根据权利要求7所述的电化学装置，其中，所述隔离膜满足下列条件中的至少一者：
(1)所述无机颗粒包括氧化铝、氧化硅、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；
(2)所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚四氟乙烯或聚六氟丙烯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电解液还包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯，基于所述电解液的质量，所述碳酸乙烯酯的质量百分含量为A％，所述碳酸丙烯酯的质量百分含量为B％，满足：20≤A+B≤50，且B≤A。
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。
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