CN116387605A - 一种电化学装置和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供的一种电化学装置和电子装置，电化学装置包括正极极片和电解液，其中，正极极片包括正极集流体和设置在正极集流体至少一个表面上的正极材料层，正极材料层包括正极活性材料，正极活性材料包括钴元素和镍元素，基于正极活性材料的质量，镍元素的质量百分含量为B％，0.05≤B≤20；电解液包括双草酸硼酸锂和1,3,6‑己烷三腈，基于电解液的质量，双草酸硼酸锂的质量百分含量为C％，1,3,6‑己烷三腈的质量百分含量为D％；电化学装置满足0.1≤(C+D)/B≤23。本申请提供的电化学装置能够兼顾其能量密度和高温循环性能。

Description

一种电化学装置和电子装置
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和电子装置。
背景技术
锂离子电池具有比能量高、质量轻、循环寿命长等优点，在消费类电池中广泛应用。随着电子产品向轻薄化和便携化的发展，人们对电池的能量密度、高温循环及充电速度等提出了更高的需求。
为进一步提升锂离子电池的能量密度，可在正极活性材料和/或负极活性材料中掺杂其他元素，如在正极活性材料LiCoO2中掺杂镍元素。掺杂Ni后可提升正极活性材料的克容量，进而提高锂离子电池的能量密度；同时镍元素价格低廉，绿色环保。但掺杂镍后，固有的锂镍混排会阻碍Li+的迁移以及加速循环中正极活性材料的结构坍塌，从而锂离子电池的能量密度和高温循环性能难以兼顾。
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，使得电化学装置能量密度和高温循环性能得以兼顾。具体技术方案如下：
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。
本申请第一方面提供了一种电化学装置，其包括正极极片和电解液。正极极片包括正极集流体和设置在正极集流体至少一个表面上的正极材料层，正极材料层包括正极活性材料，正极活性材料包含钴元素和镍元素，基于正极活性材料的质量，镍元素的质量百分含量为B％，0.05≤B≤20。在本申请的一些实施方案中，0.1≤B≤10。例如，镍元素的质量百分含量B％可以为0.05％、0.1％、0.5％、1％、3％、5％、8％、10％、12％、15％、18％、20％或为其间任意两个数值组成的范围。电解液包括双草酸硼酸锂(LiBOB)和1,3,6-己烷三腈(HTCN)，基于电解液的质量，双草酸硼酸锂的质量百分含量为C％，1,3,6-己烷三腈的质量百分含量为D％；电化学装置满足0.1≤(C+D)/B≤23。在本申请的一些实施方案中，0.1≤(C+D)/B≤4.6。例如，(C+D)/B的值可以为0.1、0.5、1、3、4.6、5、8、10、13、15、18、20、23或为其间任意两个数值组成的范围。
本申请提供的电化学装置，当镍元素的质量百分含量在上述范围内，可以获得能量密度较高的电化学装置。通过在电解液中同时引入双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈，一方面，双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈可以同时参与正极电解质界面膜(CEI膜)的构建，抑制正极活性材料中过渡金属(例如镍、钴、锰等)的溶出；另一方面，双草酸硼酸锂中的硼还可以与正极活性材料中的氧进行结合，1,3,6-己烷三腈中的氮原子可以结合高价镍离子(例如Ni2+、Ni3+)以减少高价镍离子占据Li+位点，提高了正极活性材料的结构稳定性；再一方面，双草酸硼酸锂能够稳定电解液中的锂盐，减少HF等物质的产生，抑制正极极片和负极极片界面的副反应，并在负极极片表面形成固体电解质界面膜(SEI膜)，能够缓解溶出的过渡金属对负极极片中负极活性材料的破坏。从而，改善由于正极活性材料中镍掺杂引起的锂离子传输问题和正极活性材料结构不稳定的问题，进而改善电化学装置的高温循环性能。当镍元素的质量百分含量过低时，例如低于0.05％，无法提高电化学装置的能量密度；当镍元素的质量百分含量过高时，例如高于20％，正极活性材料的结构稳定性下降且过渡金属容易溶出，从而影响电化学装置的高温循环性能。当(C+D)/B的值过小，例如小于0.1，正极活性材料中镍的含量较高，或者，双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈的总含量较低，影响电化学装置的高温循环性能；当(C+D)/B的值过大，例如大于23，正极活性材料中镍的含量较低，电化学装置的能量密度也较低，或者双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈的总含量较高，会在正极极片与电解液的界面生成较多的界面产物，阻碍Li+在界面处的传输，影响电化学装置的高温循环性能。调控Ni的质量百分含量在上述范围内，并在电解液中同时引入双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈以及调控(C+D)/B的值在上述范围内，正极极片与电解液之间产生协同作用，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，提高了电化学装置的综合性能。在本申请中，“高温”是指温度大于或等于35℃。
在本申请的一些实施方案中，基于正极活性材料的质量，钴元素的质量百分含量为A％，40≤A≤60。例如，钴元素的质量百分含量A％可以为40、42、45、48、50、52、55、58、60或为其间任意两个数值组成的范围。通过调控钴元素的质量百分含量在上述范围内，得到的正极活性材料具有较高的克容量，有利于提高电化学装置的能量密度。从而，本申请提供电化学装置包含上述正极活性材料，与电化学装置中的电解液协同作用，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，也即提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，基于正极活性材料的质量，钴元素的质量百分含量为A％，0.1≤A/20B≤30。在本申请的一些实施方案中，0.1≤A/20B≤3。例如，A/20B的值可以为0.1、0.5、1、3、5、10、15、20、25、30或为其间任意两个数值组成的范围。通过调控A/20B的值在上述范围内，得到的正极活性材料具有较高的克容量，有利于提高电化学装置的能量密度。从而，本申请提供电化学装置包含上述正极活性材料，与电化学装置中的电解液协同作用，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，也即提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，基于正极活性材料的质量，钴元素的质量百分含量为A％，40≤A≤60，0.1≤A/20B≤30。通过调控钴元素的质量百分含量以及A/20B的值在上述范围内，得到的正极活性材料具有较高的克容量，有利于提高电化学装置的能量密度。从而，本申请提供电化学装置包含上述正极活性材料，与电化学装置中的电解液协同作用，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，也即提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，0.05≤C≤5。在本申请的一些实施方案中，0.3≤C≤3。例如，双草酸硼酸锂的质量百分含量C％可以0.05％、0.1％、0.3％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％为或为其间任意两个数值组成的范围。通过将双草酸硼酸锂的质量百分含量调控在上述范围内，能够改善由于正极活性材料中镍掺杂引起的锂离子传输问题和正极活性材料结构不稳定的问题，提高电化学装置的高温循环性能。从而，本申请提供电化学装置包含上述正极活性材料，与电化学装置中的电解液协同作用，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，也即提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，0.1≤D≤8。在本申请的一些实施方案中，1≤D≤6。例如，双草酸硼酸锂的质量百分含量C％可以为0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或为其间任意两个数值组成的范围。通过将1,3,6-己烷三腈的质量百分含量调控在上述范围内，能够改善由于正极活性材料中镍掺杂引起的锂离子传输问题和正极活性材料结构不稳定的问题，提高电化学装置的高温循环性能。从而，本申请提供电化学装置包含上述正极活性材料，与电化学装置中的电解液协同作用，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，也即提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，0.05≤C≤5，0.1≤D≤8。在本申请的一些实施方案中，0.3≤C≤3，1≤D≤6。例如，双草酸硼酸锂的质量百分含量C％可以0.05％、0.1％、0.3％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％为或为其间任意两个数值组成的范围，双草酸硼酸锂的质量百分含量C％可以为0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或为其间任意两个数值组成的范围。通过将双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈各自的质量百分含量调控在上述范围内，能够改善由于正极活性材料中镍掺杂引起的锂离子传输问题和正极活性材料结构不稳定的问题，提高电化学装置的高温循环性能。从而，本申请提供电化学装置包含上述正极活性材料，与电化学装置中的电解液协同作用，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，也即提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，正极活性材料包括LiαCo1-x-yNixMyOβ，其中，0.95≤α≤1.4，0.0005＜x≤0.4，0≤y≤0.02，1.90≤β≤2.10，M包括Mg、Al、Ca、Ti、Zr、V、Cr、Fe、Mn、Cu、Zn、Rb或Sn中的至少一种。例如，正极活性材料可以包括但不限于LiCo0.94Ni0.05Mn0.01O2、LiCo0.89Ni0.1Mn0.01O2、LiCo0.84Ni0.15Mn0.01O2、LiCo0.79Ni0.2Mn0.01O2、LiCo0.85Ni0.15O2、LiCo0.83Ni0.15Mn0.02O2、LiCo0.83Ni0.15Al0.02O2或LiCo0.83Ni0.15Mg0.02O2中的至少一种。通过选择上述正极活性材料，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，电解液还包括式(I)所示化合物：
Figure BDA0004158936610000041
其中，R1、R2和R3各自独立地选自取代或未取代的C1至C10的烷基、取代或未取代的C1至C10的不饱和烷基、取代或未取代的C1至C10的烷氧基、经取代或未经取代的C2至C10烷氧基烷基、经取代或未经取代的C2至C10杂环烷基、经取代或未经取代的C1至C10羰基、经取代或未经取代的C2至C10酯基，其中，经取代时，取代基为氟原子或氰基；环杂烷基中的杂原子选自氧原子。示例性地，C1至C10烷基选自甲基、乙基、丙基、丁基或戊基等，C1至C10的不饱和烷基选自乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基或戊炔基等，C1至C10烷氧基选自甲氧基(CH3O-)、乙氧基(C2H5O-)、丙氧基(C3H7O-)等，C2至C10烷氧基烷基选自
Figure BDA0004158936610000042
等，C2至C10环杂烷基选自/>
Figure BDA0004158936610000043
Figure BDA0004158936610000051
等，C1至C10羰基选自/>
Figure BDA0004158936610000052
等，C2至C10酯基选自/>
Figure BDA0004158936610000053
Figure BDA0004158936610000054
等。以上基团中的“*”表示连接位点。在本申请中，上述“烷氧基烷基”的名称是按照系统命名法命名，具体是指烷氧基取代烷基上的氢原子得到的基团。
示例性地，式(I)所示化合物包括以下化合物中的至少一种：
Figure BDA0004158936610000055
基于电解液的质量，式(I)所示化合物的质量百分含量为E％，0.05≤E≤1。在本申请的一些实施方案中，0.1≤E≤0.5。例如，式(I)所示化合物的质量百分含量E％可以为0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％或为其间任意两个数值组成的范围。上述式(I)所示化合物能够在正极极片表面氧化生成含磷酸盐的CEI膜，有利于锂离子的传输并降低正极极片与电解液之间的界面阻抗。从而，当电解液在包括双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈基础上，加入上述式(I)所示化合物并调控其质量百分含量在上述范围内，能够改善由于正极活性材料中镍掺杂引起的锂离子传输问题和正极活性材料结构不稳定的问题，提高电化学装置的高温循环性能和动力学性能，使得本申请提供的电化学装置的能量密度、高温循环性能和动力学性能得以兼顾，提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，电解液还包括二腈化合物，二腈化合物包括丙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、辛二腈、对苯二腈、十四烷二腈、偶氮丙二腈、亚甲基戊二腈或戊烯二腈中的至少一种；基于电解液的质量，二腈化合物的质量百分含量为F％，0.1≤F≤8。例如，二腈化合物的质量百分含量F％可以为0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或为其间任意两个数值组成的范围。上述二腈化合物能够提高CEI膜的界面稳定性，改善电化学装置的高温循环性能。从而，当电解液在包括双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈基础上，加入上述二腈化合物并调控其质量百分含量在上述范围内，能够改善由于正极活性材料中镍掺杂引起的锂离子传输问题和正极活性材料结构不稳定的问题，进一步提高电化学装置的高温循环性能，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，电解液还包括多腈化合物，多腈化合物包括以下化合物中的至少一种：
Figure BDA0004158936610000061
Figure BDA0004158936610000071
基于电解液的质量，多腈化合物的质量百分含量为G％，0.1≤G≤8。例如，多腈化合物的质量百分含量G％可以为0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或为其间任意两个数值组成的范围。上述多腈化合物能够提高CEI膜的界面稳定性，改善电化学装置的高温循环性能。从而，当电解液在包括双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈基础上，加入上述多腈化合物并调控其质量百分含量在上述范围内，能够改善由于正极活性材料中镍掺杂引起的锂离子传输问题和正极活性材料结构不稳定的问题，进一步提高电化学装置的高温循环性能，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，电解液还包括上述二腈化合物和上述多腈化合物，能够提高CEI膜的界面稳定性，使得电化学装置的高温循环性能更优。从而，当电解液在包括双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈基础上，加入上述二腈化合物和上述多腈化合物并调控其质量百分含量在上述范围内，能够改善由于正极活性材料中镍掺杂引起的锂离子传输问题和正极活性材料结构不稳定的问题，进一步提高电化学装置的高温循环性能，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，电解液还包括上述二腈化合物和上述多腈化合物，二腈化合物和多腈化合物的质量百分含量之和满足：0.1≤F+G≤8。例如，F+G的值可以为0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8或为其间任意两个数值组成的范围。通过调控F+G的值以及上述二腈化合物和上述多腈化合物的质量百分含量在上述范围内，有利于上述二腈化合物和上述多腈化合物之间协同提高CEI膜的界面稳定性，使得电化学装置的高温循环性能更优。从而，当电解液在包括双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈基础上，加入上述二腈化合物和上述多腈化合物并调控其质量百分含量在上述范围内，能够改善由于正极活性材料中镍掺杂引起的锂离子传输问题和正极活性材料结构不稳定的问题，进一步提高电化学装置的高温循环性能，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，电解液包括双草酸硼酸锂、1,3,6-己烷三腈、锂盐和有机溶剂。其中，锂盐包括六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂或二氟磷酸锂中的至少一种。基于电解液的质量，锂盐的质量百分含量为H％，8≤H≤20。例如，锂盐的质量百分含量H％可以为8％、9％、10％、11％、12％、12.5％、15％、17％、18％、20％或为其间任意两个数值组成的范围。有机溶剂包括碳酸酯化合物和羧酸酯化合物，碳酸酯化合物包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二辛酯、碳酸二戊酯、乙基异丁基碳酸酯、异丙基碳酸甲酯、碳酸二正丁酯、碳酸二异丙酯或碳酸丙酯中的至少一种；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、丙酸丁酯或丙酸戊酯中的至少一种。基于电解液的质量，有机溶剂的质量百分含量为67％至90％，碳酸酯化合物的质量百分含量为J％，羧酸酯化合物的质量百分含量为K％，14≤J≤90，0≤K≤60。例如，有机溶剂的质量百分含量J％可以为67％、70％、75％、80％、85％、90％或为其间任意两个数值组成的范围；碳酸酯化合物的质量百分含量J％可以为14％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％或为其间任意两个数值组成的范围；羧酸酯化合物的质量百分含量K％可以为0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％或为其间任意两个数值组成的范围。其中，双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈的质量百分含量为上述各自的范围。电解液包括双草酸硼酸锂、1,3,6-己烷三腈、上述锂盐和上述有机溶剂，并调控各自的质量百分含量在上述范围内，有利于提高锂离子的传输速率、减少正极极片与负极极片界面处的副反应，改善电化学装置的高温循环性能和动力学性能。从而，本申请提供电化学装置包含上述电解液，与电化学装置中的正极活性材料协同作用，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，也即提高了电化学装置的综合性能。
在本申请的一些实施方案中，电解液包括双草酸硼酸锂、1,3,6-己烷三腈、上述锂盐和有机溶剂，以及上述式(I)所示化合物、二腈化合物或多腈化合物中的至少一种。其中，锂盐包括六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂或二氟磷酸锂中的至少一种。基于电解液的质量，锂盐的质量百分含量为H％，8≤H≤20。例如，锂盐的质量百分含量H％可以为8％、9％、10％、11％、12％、12.5％、15％、17％、18％、20％或为其间任意两个数值组成的范围。有机溶剂包括碳酸酯化合物和羧酸酯化合物，碳酸酯化合物包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二辛酯、碳酸二戊酯、乙基异丁基碳酸酯、异丙基碳酸甲酯、碳酸二正丁酯、碳酸二异丙酯或碳酸丙酯中的至少一种；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、丙酸丁酯或丙酸戊酯中的至少一种。基于电解液的质量，有机溶剂的质量百分含量为67％至90％，碳酸酯化合物的质量百分含量为J％，羧酸酯化合物的质量百分含量为K％，14≤J≤90，0≤K≤60。例如，有机溶剂的质量百分含量J％可以为67％、70％、75％、80％、85％、90％或为其间任意两个数值组成的范围；碳酸酯化合物的质量百分含量J％可以为14％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％或为其间任意两个数值组成的范围；羧酸酯化合物的质量百分含量K％可以为0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％或为其间任意两个数值组成的范围。其中，双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈的质量百分含量为上述各自的范围，当电解液包括式(I)所示化合物、二腈化合物或多腈化合物中的至少一种时，各自的质量百分含量为上述各自的范围。电解液包括双草酸硼酸锂、1,3,6-己烷三腈、上述锂盐和上述有机溶剂，以及式(I)所示化合物、二腈化合物或多腈化合物中的至少一种，同时调控各自的质量百分含量在上述范围内，有利于进一步提高锂离子的传输速率、减少正极极片与负极极片界面处的副反应，改善电化学装置的高温循环性能和动力学性能。从而，本申请提供电化学装置包含上述电解液，与电化学装置中的正极活性材料协同作用，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，也可以兼顾动力学性能，也即提高了电化学装置的综合性能。
本申请对正极活性材料的制备方法没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，例如，正极活性材料的制备方法可以包括但不限于以下步骤：将LiCoO2(CAS号：12190-79-3)与含镍化合物混合均匀后在空气气氛中热处理后得到正极活性材料。其中，含镍化合物可以包括但不限于NiCO3、NiO、Ni(OH)2中的至少一种。本申请对上述热处理的温度、时间和升温速率没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，例如，热处理的温度为650℃至850℃、时间为22h至26h、升温速率为2℃/min至8℃/min。本申请对LiCoO2与含镍化合物的质量比没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可。
通常情况下，可以通过改变LiCoO2与含镍化合物的质量比来调控正极活性材料中Co和Ni的质量百分含量。例如，增大LiCoO2与含镍化合物的质量比，Co的质量百分含量增大、Ni的质量百分含量减小；减小LiCoO2与含镍化合物的质量比，Co的质量百分含量减小、Ni的质量百分含量增大。
当正极活性材料中包含上述元素M，在制备正极活性材料时可以在加入含镍化合物的同时加入含元素M的化合物。例如，当元素M为Mg、Al、Ca、Ti、Zr、V、Cr、Fe、Mn、Cu、Zn、Rb、Sn时，对应加入的含元素M的化合物可以为含元素M的氧化物、含元素M的氢氧化物和含元素M的碳酸盐化合物。本申请对含元素M的氧化物、含元素M的氢氧化物和含元素M的碳酸盐化合物不做限定，只要能实现本申请的目的即可。正极活性材料中元素M的含量可以通过调控含元素M的化合物的加入量来进行调控。
在本申请中，上述“设置于正极集流体至少一个表面上的正极材料层”是指，正极材料层可以设置于正极集流体沿自身厚度方向上的一个表面上，也可以设置于正极集流体沿自身厚度方向上的两个表面上。需要说明，这里的“表面”可以是正极集流体表面的全部区域，也可以是正极集流体表面的部分区域，本申请没有特别限制，只要能实现本申请目的即可。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，可以包含铝箔、铝合金箔或复合集流体(例如铝碳复合集流体)等。
正极材料层还可以包括导电剂和粘结剂，本申请对导电剂和粘结剂的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，导电剂可以包括但不限于导电炭黑(SuperP)、碳纳米管(CNTs)、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(VGCF)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。例如，粘结剂可以包括但不限于聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸锂、聚酰亚胺、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、丁苯橡胶或聚偏二氟乙烯中的至少一种。本申请对正极材料层中正极活性材料、导电剂、粘结剂的质量比没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择，只要能够实现本申请目的即可。
本申请对正极集流体和正极材料层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6μm至15μm，正极材料层的厚度为30μm至120μm。申请对正极极片的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如，正极极片的厚度为50μm至250μm。
在本申请中，电化学装置还包括负极极片，负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一个表面上的负极材料层。上述“负极材料层设置于负极集流体至少一个表面上”是指，负极材料层可以设置于负极集流体沿自身厚度方向上的一个表面上，也可以设置于负极集流体沿自身厚度方向上的两个表面上。需要说明，这里的“表面”可以是负极集流体表面的全部区域，也可以是负极集流体表面的部分区域，本申请没有特别限制，只要能实现本申请目的即可。
本申请对负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，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(例如锂铜复合集流体、碳铜复合集流体、镍铜复合集流体、钛铜复合集流体等)等。负极集流体可以是不含通孔的金属板，也可以是含有通孔的多孔金属板。
负极材料层包括负极活性材料，本申请对负极活性材料没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如，负极活性材料可以包含但不限于天然石墨、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-Al合金中的至少一种。
负极材料层还可以包括导电剂、粘结剂和增稠剂，本申请对导电剂、粘结剂和增稠剂的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如，导电剂和粘结剂可以是上述导电剂和上述粘结剂中的至少一种，增稠剂可以包括但不限于羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素锂中的至少一种。本申请对负极材料层中负极活性材料、导电剂、粘结剂和增稠剂的质量比没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择，只要能够实现本申请目的即可。
本申请对负极材料层的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如，负极材料层的厚度为30μm至120μm。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12μm。本申请对负极极片的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如，负极极片的厚度为50μm至250μm。
在本申请中，电化学装置还包括隔离膜，其用以分隔正极极片和负极极片，防止电化学装置内部短路，允许电解质离子自由通过，且不影响电化学充放电过程的进行。本申请对隔离膜没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，隔离膜的材料可以包括但不限于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为主的聚烯烃(PO)类、聚酯(例如，聚对苯二甲酸二乙酯(PET)膜)、纤维素、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、氨纶或芳纶中的至少一种。示例性地，聚乙烯包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯中的至少一种。隔离膜的类型可以包括织造膜、非织造膜、微孔膜、复合膜、碾压膜或纺丝膜中的至少一种。
在本申请的一些实施方案中，隔离膜可以包括基材层和表面处理层。基材层可以为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜，基材层的材料可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺中的至少一种。任选地，可以使用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯多孔复合膜。任选地，基材层的至少一个表面上设置有表面处理层，表面处理层可以是聚合物层或无机物层，也可以是混合聚合物与无机物所形成的层。例如，无机物层包括无机颗粒和粘结剂，所述无机颗粒没有特别限制，例如可以包括氧化铝、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。所述粘结剂没有特别限制，例如可以是上述粘结剂中的至少一种。聚合物层中包含聚合物，聚合物的材料包括聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醚或聚偏氟乙烯或聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种。
本申请的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。其中，包装袋为本领域已知的包装袋，本申请对此不作限定。
本申请的第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案中的电化学装置。从而，本申请提供的电子装置具有良好的使用性能。
本申请对电子装置的种类没有特别限定，其可以是用于现有技术中已知的任何电子装置。在本申请的一些实施方案中，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。
本申请的有益效果：
本申请提供的一种电化学装置和电子装置，电化学装置包括正极极片和电解液，其中，正极极片包括正极集流体和设置在正极集流体至少一个表面上的正极材料层，正极材料层包括正极活性材料，正极活性材料包括钴元素和镍元素，基于正极活性材料的质量，镍元素的质量百分含量为B％，0.05≤B≤20；电解液包括双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈，基于电解液的质量，双草酸硼酸锂的质量百分含量为C％，1,3,6-己烷三腈的质量百分含量为D％；电化学装置满足0.1≤(C+D)/B≤23。本申请提供的电化学装置，通过调控Ni的质量百分含量在上述范围内，并在电解液中同时引入双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈以及调控(C+D)/B的值在上述范围内，正极极片与电解液之间产生协同作用，使得本申请提供的电化学装置的能量密度和高温循环性能得以兼顾，提高了电化学装置的综合性能。
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的所有优点。
具体实施方式
下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
测试方法和设备：
正极活性材料中Co、Ni金属元素含量测试：
将锂离子电池在0.2C下放电至3V，拆解得到正极极片。用DMC(碳酸二甲酯)清洗后的正极极片的正极材料层用刮刀刮下，得到正极材料层的粉料，将0.4g正极材料层的粉料用12mL混合溶剂溶解，混合溶剂由王水和HF按照体积比5:1混合得到。然后稀释定容至100mL，使用电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)测试溶液中Co、Ni等金属元素的含量，单位为％。其中，王水由浓硝酸与浓盐酸按照体积比为1:1混合得到。根据正极材料层正极活性材料的质量占比计算得到正极活性材料中Co、Ni元素的含量。
锂离子电池放电克容量测试：
锂离子扣式电池的制备：在手套箱中，将负极壳、垫片、金属锂片、隔离膜、正极极片、弹片、正极壳按顺序组装，在封装机上封装电池。其中，在放置垫片、金属锂片、隔离膜、正极极片后均滴加电解液以使其浸润，上述正极极片、隔离膜和电解液为各实施例或对比例中的正极极片、隔离膜和电解液，正极极片的直径为14mm，金属锂片的直径为16mm，隔离膜的直径为16.5mm。
在25℃下，将上述制备的锂离子扣式电池以0.2C倍率充电至电压达到4.5V，进一步在4.5V恒定电压下充电至电流低于0.05C，使其处于4.5V满充状态，随后在0.2C倍率下恒流放电，直到电压为3.0V停止，测试锂离子电池的放电容量。锂离子电池的放电克容量＝放电容量/正极活性材料的质量。其中，正极活性材料的质量根据正极极片的大小及各实施例或对比例中正极极片制备的配方可以计算得到。
锂离子电池高温循环性能测试：
在45℃条件下，将锂离子电池以0.7C恒流充电至4.5V，然后以4.5V恒压充电至电流为0.05C，再用1C恒流放电至3.0V，此为一个充放电循环，此时为首次循环，记录锂离子电池的第1次循环的放电容量。将锂离子电池按照上述方法充放电循环500圈，记录第500次循环的放电容量。放电容量保持率＝第500次循环的放电容量/第1次循环的放电容量×100％，以放电容量保持率评价锂离子电池的高温循环性能，放电容量保持率越高，高温循环性能越好，放电容量保持率越低，高温循环性能越差。
锂离子电池阻抗性能测试：
将锂离子电池以0.7C恒流充电至4.5V，然后恒压充电至电流为0.05C。静置10min后，以0.1C恒流放电8h，记录电压V1；静置15min，再次测试电压记为V2。阻抗Rss＝(V2-V1)/0.1C，作为评价锂离子电池动力学性能的指标，阻抗越大，动力学性能越差，阻抗越小，动力学性能越好。
实施例1-1
<正极活性材料的制备>
将LiCoO2、碳酸镍(NiCO3)混合按照质量比值X为0.2进行混合，在高速混合机中以300r/min混合20min，将混合物置于空气窑炉中，以5℃/min升温至820℃，保持24h，自然冷却后取出，过300目筛后得到正极活性材料。
<正极极片的制备>
将上述制备得到的正极活性材料、导电剂碳纳米管(CNT)、粘结剂聚偏二氟乙烯按照质量比95:2:3进行混合，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成均一状、固含量为75wt％的正极浆料。将正极浆料均匀涂覆于厚度为12μm的正极集流体铝箔的一个表面上，在85℃条件下烘干，冷压后得到正极材料层厚度为100μm的正极极片，然后在铝箔的另一个表面上重复以上步骤，得到双面涂布有正极材料层的正极极片。将正极极片裁切成74mm×867mm的规格并焊接极耳后待用。
<负极极片的制备>
将负极活性材料人造石墨、丁苯橡胶(SBR)及羧甲基纤维素(CMC)按质量比95:2:3混合，然后加入去离子水作为溶剂，调配成固含量为70wt％的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂布在厚度为8μm的铜箔的一个表面上，110℃条件下烘干，冷压后得到负极材料层厚度为150μm的单面涂布负极材料层的负极极片，然后在铜箔的另一个表面上重复以上步骤，得到双面涂布有负极材料层的负极极片。将负极极片裁切成75mm×867mm的规格并焊接极耳后待用。
<电解液的制备>
在含水量小于10ppm的氩气气氛手套箱中，将碳酸酯化合物碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)按重量比20:20:60均匀混合，加入双草酸硼酸锂、1,3,6-己烷三腈和锂盐LiPF6搅拌均匀，得到电解液。其中，双草酸硼酸锂的质量百分含量C％为0.3％，1,3,6-己烷三腈的质量百分含量D％为2％，锂盐的质量百分含量H％为12.5％，碳酸酯化合物的质量百分含量J％为85.2％。
<隔离膜>
以厚度为15μm的聚乙烯多孔聚合薄膜(厂商：美国Celgard隔膜有限公司)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。化成上限电压为4.15V，化成温度为70℃，化成静置时间为2h。
实施例1-2至实施例1-17
除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。其中，当双草酸硼酸锂和/或1,3,6-己烷三腈发生的质量百分含量发生变化时，有机溶剂的质量百分含量随之改变，锂盐的质量百分含量不变。
实施例2-1至实施例2-7
除了在<电解液的制备>中按照表2所示加入式(I)化合物并按照表2调整其质量百分含量，有机溶剂的质量百分含量随之改变，锂盐的质量百分含量不变以外，其余与实施例1-15相同。
实施例3-1至实施例3-14
除了在<电解液的制备>中按照表3所示加入二腈化合物和/或多腈化合物并按照表3调整其质量百分含量，有机溶剂的质量百分含量随之改变，锂盐的质量百分含量不变以外，其余与实施例1-3相同。
实施例4-1
除了按照以下步骤制备正极活性材料以外，其余与实施例1-5相同。
<正极活性材料的制备>
将LiCoO2、碳酸镍(NiCO3)、MnCO3按照摩尔比为0.83:0.15:0.02进行混合，在高速混合机中以300r/min混合20min，将混合物置于空气窑炉中，以5℃/min升温至820℃，保持24h，自然冷却后取出，过300目筛后得到正极活性材料。
实施例4-2
除了按照以下步骤制备正极活性材料以外，其余与实施例1-5相同。
<正极活性材料的制备>
将LiCoO2、碳酸镍(NiCO3)、Al2(CO3)3按照摩尔比为0.83:0.15:0.02进行混合，在高速混合机中以300r/min混合20min，将混合物置于空气窑炉中，以5℃/min升温至820℃，保持24h，自然冷却后取出，过300目筛后得到正极活性材料。
实施例4-3
除了按照以下步骤制备正极活性材料以外，其余与实施例1-5相同。
<正极活性材料的制备>
将LiCoO2、碳酸镍(NiCO3)、MgCO3按照摩尔比为0.83:0.15:0.02进行混合，在高速混合机中以300r/min混合20min，将混合物置于空气窑炉中，以5℃/min升温至820℃，保持24h，自然冷却后取出，过300目筛后得到正极活性材料。
对比例1至对比例5
除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。其中，当双草酸硼酸锂和/或1,3,6-己烷三腈发生的质量百分含量发生变化时，有机溶剂的质量百分含量随之改变，锂盐的质量百分含量不变。
各实施例和对比例的制备参数及性能测试如表1至表4所示。
表1
Figure BDA0004158936610000171
注：表1中的“/”表示不存在对应的参数，表1中的质量比值X是指LiCoO2和NiCO3的质量比值。
从实施例1-1至实施例1-17、对比例1至对比例5可以看出，本申请各实施例的锂离子电池，正极活性材料中含Ni且Ni的质量百分含量B％在本申请范围内，电解液包含双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈，而且双草酸硼酸锂的质量百分含量C％、1,3,6-己烷三腈的质量百分含量D％、Ni的质量百分含量B％之间的关系(C+D)/B的值在本申请的范围内；而对比例中的锂离子电池并未同时满足上述特征，实施例得到的锂离子电池具有较高的放电克容量和更高放电容量保持率，说明锂离子电池的能量密度和高温循环性能得到提高，也即提高了锂离子电池的综合性能。
Co的质量百分含量A％和A/20B的值通常会影响锂离子电池的综合性能，从实施例1-1至实施例1-7可以看出，当Co的质量百分含量A％和A/20B在本申请的范围内时，得到的锂离子电池具有较高的放电克容量和放电容量保持率，说明锂离子电池具有较高的能量密度以及良好的高温循环性能，也即锂离子电池具有良好的综合性能。
双草酸硼酸锂的质量百分含量C％通常会影响锂离子电池的综合性能，从实施例1-5、实施例1-8至实施例1-12可以看出，当双草酸硼酸锂的质量百分含量C％在本申请的范围内时，得到的锂离子电池具有较高的放电克容量和放电容量保持率，说明锂离子电池具有较高的能量密度以及良好的高温循环性能，也即锂离子电池具有良好的综合性能。
1,3,6-己烷三腈的质量百分含量D％通常会影响锂离子电池的综合性能，从实施例1-5、实施例1-13至实施例1-17可以看出，当1,3,6-己烷三腈的质量百分含量D％在本申请的范围内时，得到的锂离子电池具有较高的放电克容量和放电容量保持率，说明锂离子电池具有较高的能量密度以及良好的高温循环性能，也即锂离子电池具有良好的综合性能。
表2
Figure BDA0004158936610000181
注：表2中的“/”表示不存在对应的参数。
从实施例1-15、实施例2-1至实施例2-7可以看出，在电解液包含双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈的基础上，进一步引入式(I)化合物，可以进一步提高锂离子电池的放电容量保持率、降低Rss、放电克容量基本无变化，说明锂离子电池的高温循环性能和动力学性能得到进一步的提高，同时锂离子电池具有高的能量密度，也即锂离子电池的综合性能得到进一步的改善。
式(I)化合物的质量百分含量E％通常会影响锂离子电池的综合性能，从实施例2-1至实施例2-5可以看出，当式(I)化合物的质量百分含量E％在本申请的范围内时，得到的锂离子电池具有较高的放电克容量和放电容量保持率、较低的Rss，说明锂离子电池具有较高的能量密度以及良好的高温循环性能和动力学性能，也即锂离子电池具有良好的综合性能。
式(I)化合物的种类通常会影响锂离子电池的综合性能，从实施例2-3、实施例2-6和实施例2-7可以看出，当式(I)化合物的种类在本申请的范围内时，得到的锂离子电池具有较高的放电克容量和放电容量保持率、较低的Rss，说明锂离子电池具有较高的能量密度以及良好的高温循环性能和动力学性能，也即锂离子电池具有良好的综合性能。
表3
Figure BDA0004158936610000191
注：表3中的“/”表示不存在对应的参数。
从实施例1-3、实施例3-1至实施例3-5可以看出，在电解液包含双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈的基础上，进一步引入二腈化合物，可以进一步提高锂离子电池的放电容量保持率、放电克容量基本无变化，说明锂离子电池的高温循环性能得到进一步的提高，同时锂离子电池具有高的能量密度，也即锂离子电池的综合性能得到进一步的改善。
二腈化合物的质量百分含量F％通常会影响锂离子电池的综合性能，从实施例3-1至实施例3-3可以看出，当二腈化合物的质量百分含量F％在本申请的范围内时，得到的锂离子电池具有较高的放电克容量和放电容量保持率，说明锂离子电池具有较高的能量密度以及良好的高温循环性能，也即锂离子电池具有良好的综合性能。
二腈化合物的种类通常会影响锂离子电池的综合性能，从实施例3-2、实施例3-4和实施例3-5可以看出，当二腈化合物的种类在本申请的范围内时，得到的锂离子电池具有较高的放电克容量和放电容量保持率，说明锂离子电池具有较高的能量密度以及良好的高温循环性能，也即锂离子电池具有良好的综合性能。
从实施例1-3、实施例3-6至实施例3-8可以看出，在电解液包含双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈的基础上，进一步引入多腈化合物，可以进一步提高锂离子电池的放电容量保持率、放电克容量基本无变化，说明锂离子电池的高温循环性能得到进一步的提高，同时锂离子电池具有高的能量密度，也即锂离子电池的综合性能得到进一步的改善。
多腈化合物的质量百分含量G％和种类通常会影响锂离子电池的综合性能，从实施例3-6至实施例3-8可以看出，当多腈化合物的质量百分含量G％和种类在本申请的范围内时，得到的锂离子电池具有较高的放电克容量和放电容量保持率，说明锂离子电池具有较高的能量密度以及良好的高温循环性能，也即锂离子电池具有良好的综合性能。
F+G的值通常会影响锂离子电池的综合性能，从实施例3-9至实施例3-14可以看出，当F+G的值在本申请的范围内时，得到的锂离子电池具有较高的放电克容量和放电容量保持率，说明锂离子电池具有较高的能量密度以及良好的高温循环性能，也即锂离子电池具有良好的综合性能。
表4
Figure BDA0004158936610000201
正极活性材料的种类通常会影响锂离子电池的综合性能，从实施例1-5、实施例4-1至实施例4-3可以看出，当正极活性材料的种类在本申请的范围内时，得到的锂离子电池具有较高的放电克容量和放电容量保持率，说明锂离子电池具有较高的能量密度以及良好的高温循环性能，也即锂离子电池具有良好的综合性能。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。
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 (12)

1.一种电化学装置，其包括正极极片和电解液，其中，
所述正极极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体至少一个表面上的正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包含钴元素和镍元素，基于所述正极活性材料的质量，所述镍元素的质量百分含量为B％，0.05≤B≤20；
所述电解液包括双草酸硼酸锂和1,3,6-己烷三腈，基于所述电解液的质量，所述双草酸硼酸锂的质量百分含量为C％，所述1,3,6-己烷三腈的质量百分含量为D％；
所述电化学装置满足0.1≤(C+D)/B≤23。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，0.1≤B≤10，和/或0.1≤(C+D)/B≤4.6。
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，基于所述正极活性材料的质量，所述钴元素的质量百分含量为A％，并且40≤A≤60，和/或0.1≤A/20B≤30。
4.根据权利要求3所述的电化学装置，其中，0.1≤A/20B≤3。
5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，0.05≤C≤5，和/或0.1≤D≤8。
6.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述正极活性材料包括LiαCo1-x-yNixMyOβ，其中，0.95≤α≤1.4，0.0005＜x≤0.4，0≤y≤0.02，1.90≤β≤2.10，M包括Mg、Al、Ca、Ti、Zr、V、Cr、Fe、Mn、Cu、Zn、Rb或Sn中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电解液还包括式(I)所示化合物：
Figure FDA0004158936560000011
其中，R1、R2和R3各自独立地选自取代或未取代的C1至C10的烷基、取代或未取代的C1至C10的不饱和烷基、取代或未取代的C1至C10的烷氧基、经取代或未经取代的C2至C10烷氧基烷基、经取代或未经取代的C2至C10杂环烷基、经取代或未经取代的C1至C10羰基、经取代或未经取代的C2至C10酯基，其中，经取代时，取代基为氟原子或氰基；杂环烷基中的杂原子选自氧原子；
基于所述电解液的质量，所述式(I)所示化合物的质量百分含量为E％，0.05≤E≤1。
8.根据权利要求7所述的电化学装置，其中，所述式(I)所示化合物包括以下化合物中的至少一种：
Figure FDA0004158936560000021
9.根据权利要求1所述的电化学装置，其满足以下特征中的至少一者：
(1)所述电解液还包括二腈化合物，所述二腈化合物包括丙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、辛二腈、对苯二腈、十四烷二腈、偶氮丙二腈、亚甲基戊二腈或戊烯二腈中的至少一种；基于所述电解液的质量，所述二腈化合物的质量百分含量为F％，0.1≤F≤8；
(2)所述电解液还包括多腈化合物，所述多腈化合物包括以下化合物中的至少一种：
Figure FDA0004158936560000022
Figure FDA0004158936560000031
基于所述电解液的质量，所述多腈化合物的质量百分含量为G％，0.1≤G≤8。
10.根据权利要求9所述的电化学装置，其中，0.1≤F+G≤8。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电化学装置，其中，所述电解液包括锂盐和有机溶剂；
所述锂盐包括六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂或二氟磷酸锂中的至少一种；基于所述电解液的质量，所述锂盐的质量百分含量为H％，8≤H≤20；
所述有机溶剂包括碳酸酯化合物和羧酸酯化合物，所述碳酸酯化合物包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二辛酯、碳酸二戊酯、乙基异丁基碳酸酯、异丙基碳酸甲酯、碳酸二正丁酯、碳酸二异丙酯或碳酸丙酯中的至少一种；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、丙酸丁酯或丙酸戊酯中的至少一种；基于所述电解液的质量，所述有机溶剂的质量百分含量为67％至90％，所述碳酸酯化合物的质量百分含量为J％，所述羧酸酯化合物的质量百分含量为K％，14≤J≤90，0≤K≤60。
12.一种电子装置，其包括权利要求1至11中任一项所述的电化学装置。
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