CN117937056A - 一种电化学装置及电子装置 - 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，其中电化学装置包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液，隔离膜设置于正极极片和负极极片之间，隔离膜包括基材和位于基材至少一个表面上的功能层，其中，电化学装置满足0.048≤A/H≤4.5，Hμm为功能层的厚度；Amg/mAh为电解液的保液系数。本申请电化学装置的隔离膜中保有大量电解液，改善电极极片与隔离膜之间的低温循环界面，降低电化学装置的内阻，从而明显改善电化学装置在低温情况下的大倍率循环性能。

Description

一种电化学装置及电子装置
本申请是申请号为202110735611.0、申请日为2021年6月30日、发明名称为“一种电化学装置及电子装置”的分案申请。
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电子装置。
背景技术
锂离子电池具有储能密度大、开路电压高、自放电率低、循环寿命长、安全性好等优点，广泛应用于便携式电能储存、电子设备、电动汽车等各个领域。
随着锂离子电池技术不断进步，锂离子电池的充电速度越来越快，但锂离子电池的正常使用温度下限较低，这就导致锂离子电池在低温大倍率充电场景下，其负极容易出现析锂现象，进而恶化锂离子电池的低温大倍率循环性能。因此，如何提高锂离子电池在低温情况下的大倍率循环性能成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电化学装置及电子装置，以提高电化学装置在低温情况下的大倍率循环性能。
本申请的第一方面提供了一种电化学装置，包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液，隔离膜设置于正极极片和负极极片之间，隔离膜包括基材和位于基材至少一个表面上的功能层，其中，所述电化学装置满足0.048≤A/H≤4.5，Hμm为所述功能层的厚度，A mg/mAh为所述电解液的保液系数。通过控制A与H间满足上述关系，能够使隔离膜中保有适量电解液，改善负极极片与隔离膜之间的低温循环界面，降低电化学装置的内阻，从而提高电化学装置在低温情况下的大倍率循环性能。
在本申请的一种实施方案中，所述电化学装置满足条件(a)或(b)中的至少一者：(a)1.2≤A≤4.5；(b)1≤H≤25。通过控制本申请的电解液的保液系数A、功能层的厚度H在上述范围内，能够进一步提高电化学装置在低温情况下的大倍率循环性能。
在本申请的一种实施方案中，所述负极极片包含负极集流体和负极活性材料层，所述基材面向负极活性材料层的一面设置有第一功能层，满足条件(c)至(f)中的至少一者：(c)所述第一功能层的厚度为H1μm，满足2≤H1≤15；(d)所述第一功能层包含第一聚合物，第一聚合物的平均粒径为1.5μm至15μm；(e)所述第一功能层包含第一聚合物，所述第一聚合物包含偏氟乙烯、六氟丙烯、乙烯、丙烯、氯乙烯、氯丙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、丁二烯和丙烯腈的均聚物或共聚物中的至少一种；(f)所述第一功能层质量为2mg/5000mm2至10mg/5000mm2。通过控制第一功能层的厚度在上述范围内，能够进一步提高电化学装置的动力学性能及能量密度；通过控制第一聚合物的平均粒径在上述范围内，能够拓宽电解液传输通道，改善电化学装置的电解液浸润性，具有更好的低温循环性能；通过控制聚合物单体组成，能够得到满足要求的第一聚合物；通过控制本申请第一功能层质量在上述范围内，能够使隔离膜与电极极片之间具有优良的界面间粘接性能，对电化学装置的能量密度影响较小。
在本申请的一种实施方案中，所述正极极片包含正极集流体和正极活性材料层，所述基材面向正极活性材料层的一面设置有第二功能层，满足条件(g)至(j)中的至少一者：(g)所述第二功能层的厚度为H2μm，满足0.5≤H2≤10；(h)所述隔离膜与负极活性材料层之间的粘接力为N1，所述隔离膜与正极活性材料层之间的粘接力为N2，N1<N2；(i)所述第二功能层质量为0.3mg/5000mm2至5mg/5000mm2；(j)所述第二功能层包含第二聚合物，所述第二聚合物包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯腈或甲基丙烯腈的均聚物或共聚物中的至少一种。通过控制上述参数，能够进一步提高电化学装置的动力学性能、低温性能。
在本申请的一种实施方案中，所述负极极片包含负极集流体和负极活性材料层，所述基材面向负极活性材料层的一面设置有第一功能层，所述正极极片包含正极集流体和正极活性材料层，所述基材面向正极活性材料层的一面设置有第二功能层，所述第一功能层与第二功能层中的至少一者与所述基材之间有第三功能层，所述第三功能层包含无机颗粒，满足条件(k)至(l)中的至少一者：(k)所述第三功能层的厚度为0.2μm至6μm；(l)所述无机颗粒包括氧化铝、勃姆石、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、氢氧化镁、氧化镁、氧化锌、硫酸钡、氮化硼、氮化铝或氮化硅中的至少一种。
在本申请的一种实施方案中，所述电解液包括链状羧酸酯和氟代碳酸乙烯酯，以所述电解液的总质量为基准，所述链状羧酸酯的质量百分含量为X％，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为Y％，X和Y之间的关系满足：0.5≤X/Y≤30。
在本申请的一种实施方案中，所述链状羧酸酯包括结构式(1)所示的化合物：
其中，R1选自氢原子、卤原子、羟基、取代或未取代的碳原子数为1至5的烷基、取代或未取代的碳原子数为1至5的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为2至6的链状烯基、取代或未取代的碳原子数为6至15的芳基、取代或未取代的碳原子数为6至15的芳氧基，R2选自取代或未取代的碳原子数为1至5的烷基、取代或未取代的碳原子数为2至6的链状烯基、取代或未取代的碳原子数为6至15的芳基；各基团被取代时，取代基选自氢原子、卤原子、羟基、甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基、苯基、苯氧基；以所述电解液的总质量为基准，所述链状羧酸酯的质量百分含量为5％至60％。
在本申请的一种实施方案中，所述羧酸酯包含乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯中的至少一种。
在本申请的一种实施方案中，1≤Y≤18。
在本申请的一种实施方案中，6≤Y≤18。
在本申请的一种实施方案中，所述电解液还包括磺内酯化合物、二腈化合物、三腈化合物或二氟磷酸锂中的至少一种；以所述电解液的总质量为基准，所述磺内酯化合物的质量百分含量为0.01％至6％，和/或所述二腈化合物的质量百分含量为0.1％至10％，和/或所述三腈化合物的质量百分含量为0.1％至5％，和/或所述二氟磷酸锂的质量百分含量为0.01％至1％。
在本申请的一种实施方案中，所述磺内酯化合物包括以下式(1-1)至式(1-8)中的任一种：
所述二腈化合物包括以下式(2-1)至式(2-4)中的任一种：
所述三腈化合物包括以下式(3-1)至式(3-3)中的任一种：
本申请还提供一种电子装置，其包含本申请中所描述的任意一种电化学装置。
本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。
附图说明
为了更清楚地说明本申请和现有技术的技术方案，下面对实施例和现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的第一种实施方案的电化学装置中的隔离膜的结构示意图；
图2为本申请的第二种实施方案的电化学装置中的隔离膜的结构示意图；
图3为本申请的第三种实施方案的电化学装置中的隔离膜的结构示意图；
图4为本申请的第四种实施方案的电化学装置中的隔离膜的结构示意图。
图中，1.基材，2.第一功能层，3.第二功能层，4.第三功能层，5.第一辅助粘接剂。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图和实施例，对本申请进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他技术方案，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的具体实施方式中，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。
本申请的第一方面提供了一种电化学装置，包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液，隔离膜设置于正极极片和负极极片之间，隔离膜包括基材和位于基材至少一个表面上的功能层，其中，电化学装置满足0.048≤A/H≤4.5，Hμm为功能层的厚度，A mg/mAh为电解液的保液系数。例如，A/H可以为0.05、0.1、0.3、0.5、0.7、1.0、1.5、1.7、1.9、2.0、2.3、2.5、3.0、3.2、4.5或为其间的任意范围。不限于任何理论，发明人研究发现，当A/H的值过小时(例如小于0.048)，电解液的保液系数过小、功能层厚度过大，影响隔离膜的电解液保有量；当A/H的值过大时(例如大于4.5)，电解液的保液系数过大、功能层厚度过小，也会影响隔离膜的电解液保有量。通过控制A与H间满足上述关系，能够使隔离膜中保有大量电解液，改善正极极片和/或负极极片与隔离膜之间的低温循环界面，降低电化学装置的内阻，从而提高电化学装置在低温情况下的大倍率循环性能。
在本申请的一种实施方案中，本申请的电化学装置满足条件(a)或(b)中的至少一者：(a)1.2≤A≤4.5；(b)1≤H≤25。例如，A可以为1.2、1.3、1.5、1.7、1.9、2.0、2.5、2.7、3.0、3.5、4.0、4.5或为其间的任意范围。H可以为1、2、2.5、3.0、3.5、4、4.5、5、6、7、9、11、13、15、18、20、22、25或为其间的任意范围。通过控制本申请的电解液的保液系数A、功能层的厚度H在上述范围内，能够进一步提高电化学装置在低温情况下的大倍率循环性能。
在本申请的一种实施方案中，负极极片包含负极集流体和负极活性材料层，基材面向负极活性材料层的一面设置有第一功能层，则本申请的电化学装置满足以下满足条件(c)至(f)中的至少一者：(c)第一功能层的厚度为H1μm，满足2≤H1≤15；(d)第一功能层包含第一聚合物，第一聚合物的平均粒径为1.5μm至15μm；(e)第一功能层包含第一聚合物，所述第一聚合物包含偏氟乙烯、六氟丙烯、乙烯、丙烯、氯乙烯、氯丙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、丁二烯和丙烯腈的均聚物或共聚物中的至少一种；(f)第一功能层质量为2mg/5000mm2至10mg/5000mm2。
本申请的基材面向负极活性材料层的一面可以设置有第一功能层，第一功能层的厚度为H1μm，满足2≤H1≤15。例如，第一功能层的厚度H1可以为2、3、4、6、8、10、12、15或为其间的任意范围。不限于任何理论，当第一功能层的厚度H1过小时(例如小于2μm)，影响电解液在功能层间的浸润，不利于电化学装置动力学性能提升；当第一功能层的厚度H1过大时(例如大于15μm)，加大离子传输距离，影响电化学装置动力学性能，同时不利于电池能量密度提升。通过控制第一功能层的厚度在上述范围内，能够进一步提高电化学装置的动力学性能及能量密度。
本申请第一聚合物的平均粒径为1.5μm至15μm。例如，第一聚合物的平均粒径可以为1.5μm、2.0μm、3μm、5μm、8μm、10μm、13μm、15μm或为其间的任意范围。第一聚合物的平均粒径可以通过激光粒度仪或扫描电子显微镜测试得到。不限于任何理论，当第一聚合物的平均粒径过小时(例如小于1.5μm)，第一聚合物颗粒容易发生团聚，影响电化学装置的动力学性能；当第一聚合物的平均粒径过大时(例如大于15μm)，则容易使第一聚合物的粘接力下降，不利于第一功能层粘接性能的提升。通过控制第一聚合物的平均粒径在上述范围内，能够拓宽电解液传输通道，改善电化学装置的电解液浸润性，具有更好的低温循环性能。
本申请对第一聚合物没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。示例性地，第一聚合物可以包含偏氟乙烯、六氟丙烯、乙烯、丙烯、氯乙烯、氯丙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、丁二烯和丙烯腈的均聚物或共聚物中的至少一种。
本申请中第一功能层可以以岛状的形式存在。
本申请中，第一功能层质量为2mg/5000mm2至10mg/5000mm2。例如，第一功能层质量可以为2mg/5000mm2、3mg/5000mm2、5mg/5000mm2、8mg/5000mm2、10mg/5000mm2或为其间的任意范围。不限于任何理论，当第一功能层质量过低时(例如低于2mg/5000mm2)，会使隔离膜与负极之间粘接力不足，第一功能层的粘接性能下降；当第一功能层质量过高时(例如高于10mg/5000mm2)，电化学装置中的电极活性材料相对含量下降，影响电化学装置的能量密度。通过控制本申请第一功能层质量在上述范围内，能够使隔离膜与电极极片之间具有优良的界面间粘接性能，对电化学装置的能量密度影响较小。“第一功能层质量”指的是在隔离膜的一个表面上设置的第一功能层的重量。
在本申请的一种实施方案中，正极极片包含正极集流体和正极活性材料层，基材面向正极活性材料层的一面设置有第二功能层，满足条件(g)至(j)中的至少一者：(g)第二功能层的厚度为H2μm，满足0.5≤H2≤10；(h)隔离膜与负极活性材料层之间的粘接力为N1，隔离膜与正极活性材料层之间的粘接力为N2，N1<N2；(i)第二功能层质量为0.3mg/5000mm2至5mg/5000mm2；(j)第二功能层包含第二聚合物，第二聚合物包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯腈或甲基丙烯腈的均聚物或共聚物中的至少一种。
本申请的基材面向正极活性材料层的一面可以设置有第二功能层。不限于任何理论，当第二功能层的厚度H2的值过小时(例如小于0.5μm)，会使界面间的粘接力不足，功能层粘接性能下降；当第二功能层的厚度H2的值过大时(例如大于10μm)，加大了锂离子在隔离膜中的传输距离，影响电化学装置的动力学性能。通过控制第二功能层的厚度在上述范围内，能够使隔离膜与负极极片之间具有良好的界面间粘接性能，进一步提高电化学装置的动力学性能。
本申请的隔离膜与负极活性材料层之间的粘接力为N1，隔离膜与正极活性材料层之间的粘接力为N2，则N1＜N2。例如，可以为N1＜N2＜15N1、N1＜N2＜10N1、N1＜N2＜8N1。通过控制N1＜N2，能够进一步改善电化学装置的低温循环性能。
本申请的隔离膜与负极活性材料层之间的粘接力为N1，满足0.5N/m≤N1≤7N/m。例如可以为1N/m、3N/m、5N/m、7N/m或为其间的任意范围。
本申请的隔离膜与正极活性材料层之间的粘接力为N2，满足1N/m≤N2≤15N/m。例如可以为1N/m、3N/m、5N/m、7N/m、9N/m、10N/m、12N/m、15N/m或为其间的任意范围。
本申请中，第二功能层可以以岛状的形式存在。
本申请中，第二功能层质量为0.3mg/5000mm2至5mg/5000mm2。例如，第二功能层质量可以为0.3mg/5000mm2、0.5mg/5000mm2、0.7mg/5000mm2、1mg/5000mm2、2mg/5000mm2、2.5mg/5000mm2、3mg/5000mm2、5mg/5000mm2或为其间的任意范围。“第二功能层质量”指的是在隔离膜的一个表面上设置的第二功能层的重量。不限于任何理论，当第二功能层质量过低时(例如低于0.3mg/5000mm2)，会使界面间的粘接力不足，第二功能层的粘接性能下降；当第二功能层质量过高时(例如高于5mg/5000mm2)，易堵塞锂离子传输通道，影响电化学装置的倍率性能。通过控制本申请第二功能层质量在上述范围内，能够使隔离膜与正极极片之间具有优良的界面间粘接性能，抑制高温条件下电解液与正极极片之间发生产气副反应，改善电化学装置的高温存储及循环性能，同时对电化学装置的倍率性能影响较小。
本申请对第二聚合物没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如第二聚合物可以包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯腈或甲基丙烯腈的均聚物或共聚物中的至少一种。
本申请第二聚合物的平均粒径为0.3μm至4μm。例如，可以为0.3μm、0.5μm、0.7μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、4μm或为其间的任意范围。
本申请中第一聚合物的平均粒径大于第二聚合物的平均粒径。平均粒径可以采用激光粒度仪或者扫描电镜测试得到。
在本申请的一种实施方案中，第一功能层与第二功能层中的至少一者与基材之间有第三功能层，该第三功能层包含无机颗粒。本申请的电化学装置满足以下条件(k)至(l)中的至少一者：(k)第三功能层的厚度为0.5μm至6μm；(l)无机颗粒包括氧化铝、勃姆石、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、氢氧化镁、氧化镁、氧化锌、硫酸钡、氮化硼、氮化铝或氮化硅中的至少一种。
本申请中，第一功能层与第二功能层中的至少一者与基材之间有第三功能层，从而提高隔离膜的机械强度。示例性地，第一功能层与基材之间具有第三功能层；或者，第二功能层与基材之间具有第三功能层；或者，第一功能层与基材之间以及第二功能层与基材之间均具有第三功能层。
本申请的第三功能层的厚度为0.5μm至6μm。例如，可以为0.5μm、1μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、5μm、6μm或为其间的任意范围。不限于任何理论，当第三功能层的厚度过低时(例如低于0.5μm)，隔离膜的机械强度下降，不利于电化学装置循环性能的提升；当第三功能层的厚度过高时(例如高于6μm)，隔离膜整体变厚，电极活性材料相对含量下降，不利于电化学装置能量密度的提升。通过控制第三功能层的厚度在上述范围内，能够使电化学装置具有高的循环性能和能量密度。
本申请对第三功能层的无机颗粒没有特别限制，只要能实现本申请目的即可。在本申请的一种实施方案中，无机颗粒可以包含氧化铝、勃姆石、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、氢氧化镁、氧化镁、氧化锌、硫酸钡、氮化硼、氮化铝或氮化硅中的至少一种。
在本申请的一种实施方案中，第二聚合物可以包括核壳结构的高分子聚合物或非核壳结构的高分子聚合物。本申请对核壳结构的高分子聚合物和非核壳结构的高分子聚合物没有特别限制，例如，核壳结构的高分子聚合物的核主要成分可以为聚合物，该聚合物可以是一种聚合性单体聚合而成的均聚物，也可以两种或两种以上聚合性单体聚合而成的共聚物。具体地，核壳结构的高分子聚合物的核包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸中的至少一种；核壳结构的高分子聚合物的壳也可以是一种聚合性单体的均聚物，或者是两种或两种以上聚合性单体的共聚物，所说的聚合性单体可以包括丙烯酸酯、芳香族单乙烯基化合物或腈化乙烯基化合物。具体地，核壳结构的高分子聚合物的壳包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯腈或甲基丙烯腈中的至少一种。非核壳结构的高分子聚合物包括丙烯酸、丙烯酸酯、丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯或丙烯中的至少一种。
在本申请的一种实施方案中，隔离膜基材表面包含第一功能层和第二功能层，且第一功能层和隔离膜基材之间包含第三功能层，第一功能层能够通过聚合物之间的空间保有电解液，第二功能层通过粘结剂赋予隔离膜良好的粘结性能，第三功能层通过无机颗粒建立正负极之间的物理隔离，防止短路。三者共同作用，使该隔离膜用于电化学装置中时，能够使隔离膜与负极极片之间具有良好的界面间粘接性能，提高电解液的保液系数，改善电化学装置的动力学性能。
在本申请的一种实施方案中，电解液包括链状羧酸酯和氟代碳酸乙烯酯(FEC)，以电解液的总质量为基准，链状羧酸酯的质量百分含量为X％，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为Y％，X和Y之间的关系满足：0.5≤X/Y≤30。例如，可以为0.5、1、3、5、7、10、13、15、17、20、25、30或为其间的任意范围。从改善电化学装置低温下倍率性能的角度出发，通过控制X和Y之间的比例在上述范围内，其中的链状羧酸酯能够有效提高电解液的动力学性能，改善大倍率充电时低温下负极极片锂离子的沉积；氟代碳酸乙烯酯能够有效地在负极极片表面成膜，也能够改善大倍率充电时低温下负极极片锂离子的沉积，从而协同改善电化学装置的低温循环性能。
在本申请的一种实施方案中，链状羧酸酯包括结构式(1)所示的化合物：
其中，R1选自氢原子、卤原子、羟基、取代或未取代的碳原子数为1至5的烷基、取代或未取代的碳原子数为1至5的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为2至6的链状烯基、取代或未取代的碳原子数为6至15的芳基、取代或未取代的碳原子数为6至15的芳氧基，R2选自取代或未取代的碳原子数为1至5的烷基、取代或未取代的碳原子数为2至6的链状烯基、取代或未取代的碳原子数为6至15的芳基。各基团被取代时，取代基可以选自氢原子、卤原子、羟基、甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基、苯基、苯氧基。
示例性地，上述链状羧酸酯可以包括但不限于乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯。
本申请的一种实施方案中，以电解液的总质量为基准，链状羧酸酯的质量百分含量为5％至60％。不限于任何理论，通过控制电解液中链状羧酸酯的质量百分含量在上述范围内，能够使电解液具有高的电导率，有效发挥链状羧酸酯对电解液动力学性能的提高作用，从而改善电化学装置的低温条件下的大倍率循环性能。
本申请的一种实施方案中，电解液包含链状碳酸酯和链状羧酸酯，以电解液的总质量为基准，链状碳酸酯和链状羧酸酯质量百分含量之和为30％至65％。通过控制二者含量之和在此范围内可以维持电化学装置容量保持率的同时，降低电化学装置产气。
在本申请的一种实施方案中，以电解液的总质量为基准，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为1％至18％。例如，可以为1％、3％、5％、7％、9％、10％、12％、15％、18％或为其间的任意范围。
在本申请的一种实施方案中，以电解液的总质量为基准，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为6％至18％。例如，可以为6％、8％、10％、12％、15％、18％或为其间的任意范围。
在本申请的一种实施方案中，电解液还包括磺内酯化合物、二腈化合物、三腈化合物或二氟磷酸锂中的至少一种。
在本申请的一种实施方案中，以电解液的总质量为基准，磺内酯化合物的质量百分含量为0.01％至6％。例如，可以为0.01％、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％、1％、2％、3％、5％、6％或为其间的任意范围。不限于任何理论，通过控制电解液中磺内酯化合物的含量在上述范围内，磺内酯化合物能够在电化学装置循环过程中保护正极极片的结构，并能够降低电化学装置的直流内阻增长率(DCR)，改善电化学装置的循环性能。但磺内酯化合物的含量不宜过低或过高，过低时(例如低于0.01％)保护效果不明显，过高时(例如高于6％)保护效果提升有限。
在本申请的一种实施方案中，二腈化合物的质量百分含量为0.1％至10％。例如，可以为0.1％、1％、2％、3％、5％、6％、8％、10％或为其间的任意范围。本申请通过控制电解液中二腈化合物的含量在上述范围内，二腈化合物能够稳定正极活性材料的晶格钴，从而在电化学装置循环过程中保护正极极片的结构。但二腈化合物的含量不宜过低或过高，过低时(例如低于0.1％)保护效果不明显，过高时(例如高于10％)会影响电解液的粘度从而增大电化学装置的直流内阻增长率，抵消磺内酯化合物对正极极片的保护效果。
在本申请的一种实施方案中，三腈化合物的质量百分含量为0.1％至5％，例如，可以为0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、5％或为其间的任意范围。本申请通过控制电解液中三腈化合物的含量在上述范围内，三腈化合物能够稳定正极活性材料的晶格结构，当与二腈化合物搭配时存在协同作用，进一步改善电化学装置的低温循环性能。但三腈化合物的含量同样不宜过低或过高，过低时(例如低于0.1％)保护效果不明显，过高时(例如高于5％)会影响电解液的粘度从而增大电化学装置的直流内阻增长率，降低磺内酯化合物对正极极片的保护效果。
在本申请的一种实施方案中，二氟磷酸锂的质量百分含量为0.01％至1％，例如，可以为0.01％、0.02％、0.05％、0.08％、0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1％或为其间的任意范围。本申请通过控制电解液中二氟磷酸锂的含量在上述范围内，二氟磷酸锂能够在负极极片表面成膜，且成膜阻抗较低，能够降低电化学装置的直流内阻增长率。但二氟磷酸锂的含量同样不宜过低或过高，过低时(例如低于0.01％)对直流内阻增长率的降低效果不明显，过高时(例如低于1％)对直流内阻增长率的降低程度有限。
可见，本申请通过控制电解液中磺内酯化合物、和/或二腈化合物、和/或三腈化合物、和/或二氟磷酸锂的含量在上述范围内，能够得到低温条件下倍率性能优异的电化学装置。
本申请对磺内酯化合物没有特别限制，示例性地，磺内酯化合物可以包括以下式(1-1)至式(1-8)中的任一种：
本申请对二腈化合物没有特别限制，示例性地，二腈化合物可以包括以下式(2-1)至式(2-4)中的任一种：
本申请对三腈化合物没有特别限制，示例性地，三腈化合物可以包括以下式(3-1)至式(3-3)中的任一种：
本申请的第一功能层中还可以包括第一辅助粘接剂。在一种实施方案中，以第一功能层的总质量为基准，第一聚合物的质量百分含量为85％至95％，第一辅助粘接剂的质量百分含量为5％至15％，能够得到具有优良粘接性能的第一功能层。本申请对第一辅助粘接剂没有特别限制，例如可以包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、丙烯腈和丁二烯的均聚物或共聚物中的至少一种。
本申请中，第二功能层还包含第一化合物，第一化合物可以有效的降低第二功能层浆料的表面能，有助于第二功能层在隔离膜上的涂覆成型。第一化合物包含二甲基硅氧烷、聚环氧乙烷二甲基硅氧烷、聚环氧乙烷、氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、磺基丁二酸二辛基钠中的至少一种。
本申请的第二功能层中还可以包括羧甲基纤维素化合物、第二辅助粘接剂和第一化合物中的至少一种。羧甲基纤维素化合物可以增加第二功能层浆料稳定性，防止浆料沉降。本申请的羧甲基纤维素化合物可以为羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素锂中的至少一种。第二辅助粘接剂起到辅助粘接的作用，以进一步提高第二功能层的粘接性能。本申请对第二辅助粘接剂没有特别限制，只要能实现本申请目的即可，例如，第二辅助粘接剂可以包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、丙烯腈或丁二烯的均聚物或共聚物中的至少一种。第一化合物可以降低浆料表面能，第一化合物可以包括二甲基硅氧烷、聚环氧乙烷，氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或磺基丁二酸二辛基钠盐中的至少一种。在一种实施方案中，以第二功能层的总质量为基准，第二聚合物的质量百分含量为88％至99.5％。在一种实施方案中，以第二功能层的总质量为基准，羧甲基纤维素化合物的质量百分含量为0.5％至2％。在一种实施方案中，以第二功能层的总质量为基准，第一化合物的质量百分含量为7％至10％，能够得到具有优良粘接性能的第二功能层。
本申请的第一聚合物的制备方法没有特别限制，可以采用本领域技术人员的制备方法，例如可以采用如下制备方法：
对反应釜抽真空，抽氮气置换氧气后，向含有搅拌器的反应釜内加入去离子水、反应单体、引发剂、乳化剂全氟烷基羧酸盐、链转移剂异丙醇至反应釜压力为3.5MPa左右。然后升温至50℃至70℃，搅拌器转速70r/min至100r/min，开始聚合反应，同时不断补加反应单体保持反应釜压力3.5MPa，直到反应器中乳液固含量达到25％至30％停止反应，回收未反应单体，放出聚合物乳液，经离心、洗涤、干燥后，得到第一聚合物。
本申请对引发剂没有特别限制，只要能引发单体聚合即可，例如可以为二异丙苯过氧化氢。本申请对单体、去离子水、引发剂、链转移剂的添加量没有特别限制，只要能保证加入的单体发生聚合反应即可，例如去离子水为单体质量的5倍至10倍，引发剂占单体质量的0.05％至0.5％，乳化剂占单体质量的0.1％至1％，链转移剂占单体质量的3％至7％。
本申请的第二聚合物的制备方法没有特别限制，可以采用本领域技术人员的制备方法，例如可以采用如下制备方法：
在反应釜中加入蒸馏水，启动搅拌，通入氮气除氧后，按不同质量比加入丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯等单体中的至少一种，在惰性气氛下加热至65℃左右并恒温，然后加入引发剂引发反应，至反应20小时左右后结束。
本申请对引发剂没有特别限制，只要能引发单体聚合即可，例如可以为20％的过硫酸铵溶液。本申请对蒸馏水和引发剂的添加量没有特别限制，只要能保证加入的单体发生聚合反应即可。在反应后，还可以向反应的沉淀物中加入碱液已进行中和，使pH值为6.5～9。还可以对反应产物进行过滤、洗涤、烘干、粉碎、过筛等处理。
本申请对第一辅助粘接剂及第二辅助粘接剂的制备方法也没有特别限制，可以采用本领域技术人员常用的制备方法，根据所采用的单体种类不同进行选择，例如溶液法、浆液法、气相法等等。
本申请对第三功能层的制备方法没有特别限制，例如可以通过将包含无机颗粒的浆料涂布在隔离膜基材表面形成第三功能层。
本申请中的正极极片包含正极集流体和正极活性材料层。其中，正极集流体没有特别限制，可以为本领域的任何正极集流体，例如铝箔、铝合金箔或复合集流体等。正极活性材料层包括正极活性材料，正极活性材料没有特别限制，可以使用本领域的任何正极活性材料，例如，可以包括镍钴锰酸锂(811、622、523、111)、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、富锂锰基材料、钴酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂或钛酸锂中的至少一种。
本申请中的负极极片包含负极集流体和负极活性材料层。其中，负极集流体没有特别限制，可以使用本领域的任何负极集流体，例如铜箔、铝箔、铝合金箔以及复合集流体等。负极活性材料层包括负极活性材料，负极活性材料没有特别限制，可以使用本领域的任何负极活性材料。例如，可以包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、硅、硅碳、钛酸锂等中的至少一种。
本申请的隔离膜的基材包括但不限于，选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)或芳纶中的至少一种。举例来说，聚乙烯包括选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯中的至少一种组分。尤其是聚乙烯和聚丙烯，它们对防止短路具有优良的作用，并可以通过关断效应改善电化学装置的稳定性。基材可以是单层结构或多种混合的多层复合结构，厚度为3μm至20μm。
本申请的第二方面提供了一种电子装置，包含本申请上述实施方案中所述的电化学装置。
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。
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。例如电化学装置可以通过以下过程制造：将正极、隔离膜和负极按顺序堆叠，并根据需要将其卷绕、折叠等操作后放入壳体内，将电解液注入壳体并封口，其中所用的隔离膜为本申请提供的上述隔离膜。此外，也可以根据需要将防过电流元件、导板等置于壳体中，从而防止电化学装置内部的压力上升、过充放电。本申请的正极可以指正极极片，负极可以指负极极片。
本申请提供一种电化学装置及电子装置，包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液，隔离膜设置于正极极片和负极极片之间，其中的隔离膜包括基材和位于基材至少一个表面上的功能层，本申请通过控制功能层的厚度H与电解液的保液系数为A之间满足：0.048≤A/H≤4.5，能够使隔离膜中保有大量电解液，改善电极极片与隔离膜之间的低温循环界面，降低电化学装置的内阻，从而提高电化学装置在低温情况下的大倍率循环性能。
在本申请的一种实施方案中，如图1所示，锂离子电池中的隔离膜包括隔离膜基材1，以及分别设置于隔离膜基材1的两个表面的第一功能层2和第二功能层3。
在本申请的一种实施方案中，如图2所示，第一功能层2与基材1之间具有第三功能层4。
在本申请的一种实施方案中，如图3所示，第二功能层3与基材1之间具有第三功能层4。
在本申请的一种实施方案中，如图4所示，第一功能层2与基材1之间、第二功能层3与基材1之间均具有第三功能层4。
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：
功能层厚度测试：
1)在室温环境下，将具有功能层的隔离膜和功能层所面向的极片从锂离子电池中拆出(例如隔离膜与正极极片，保持正极极片与隔离膜处于粘合状态)，用无尘纸(Clearoomwipe-0609)拭去隔离膜和电极极片表面残留的电解液；
2)将隔离膜和电极极片在等离子体下切割，得到其横截面；
3)在扫描电子显微镜(SEM)下观察2)中得到的电极极片横截面，并测试功能层的厚度，相邻测试点间隔2mm至3mm，至少测试15个不同点，记所有测试点的均值为功能层的厚度。
或者
在室温环境下，选取未制成锂离子电池的新鲜隔离膜，将隔离膜用等离子体切割，得到其横截面，在扫描电子显微镜(SEM)下观察得到的隔离膜横截面，并测试功能层的厚度，相邻测试点间隔2mm至3mm，至少测试15个不同点，记所有测试点的均值为功能层的厚度。
电解液保液系数测试：
按照如下表达式计算锂离子电池的电解液保液系数：
保液系数＝电解液保液量/锂离子电池首圈放电比容量。
电解液保液量测试：取1块锂离子电池称重记为m0，之后将锂离子电池拆解，离心分离出电解液，将拆解后的铝塑膜、隔离膜、正极极片、负极极片、极耳放入乙腈溶液中，之后将铝塑膜、隔离膜、正极极片、负极极片、极耳取出，烘干，称重记为m1，电解液的保液量为m0-m1。
隔离膜与电极极片间粘接力测试：
采用国家标准GB/T 2790-1995，即采用180°剥离测试标准测试隔离膜与正极极片或负极极片之间的粘接力，将隔离膜和正极极片或负极极片裁切成54.2mm×72.5mm样品，将隔离膜与正极极片或负极极片复合，使用热压机热压，热压条件为：温度85℃，压力1Mpa，热压时间85s(秒)，将复合好的样品裁切成15mm×54.2mm小条，按照180°剥离测试标准测试隔离膜与正极极片或负极极片之间的粘接力。
聚合物平均粒径测试：
使用扫描电镜测试聚合物的平均粒径。
锂离子电池直流内阻增长率(DCR)增长率测试：
1)将化成后的锂离子电池在10mA/g电流密度下满充至4.45V，静置10min后以10mA/g的电流密度放电至3.0V，记录得到的容量C；
2)静置5min，以0.7C的充电电流恒流充电至4.45V，然后4.45V恒压充电至电流小于0.05C；
3)静置10min后，以0.1C的放电电流放电3h；
4)以1C的放电电流放电1秒，采集循环前和第100圈循环时的直流电阻数据，循环前后各取平均值，按照如下表达式求取平均增长率：
循环500圈DCR平均增长率＝(第500次循环的直流电阻-循环前的直流电阻)/循环前的直流电阻×100％。
循环500圈平均每圈循环的DCR增长率＝循环500圈DCR平均增长率/500。
锂离子电池循环容量保持率测试：
测试环境温度12℃，对比例和实施例均采用同一充电流程：将化成后的锂离子电池以3C倍率恒流充电至4.45V，再恒压充电至电流小于等于0.05C，电池满充后静置5min，再以1C倍率恒流放电至3.0V，此为一个充放电循环过程，记录首次循环的放电容量，反复500次这种充放电循环，记录第500次循环的放电容量。
循环容量保持率＝(第500次循环的放电容量/首次循环的放电容量)×100％。
锂离子电池高温存储性能测试：
按照如下过程测定各实施例及对比例电池的高温存储性能：在25℃下，将锂离子电池静置30分钟，然后以0.5C倍率恒流充电至4.45V，再在4.45V下恒压充电至0.05C，静置5分钟，然后在80℃下储存7h天后，测量电池的厚度，通过下式计算电池厚度膨胀率：厚度膨胀率＝[(存储后厚度-存储前厚度)/存储前厚度]×100％。
实施例1
<1-1.电解液的制备>
在含水量小于10ppm的氩气气氛手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、链状羧酸酯(例如乙酸乙酯(EA))混合得到非水有机溶剂，再向非水有机溶剂中加入六氟磷酸锂(LiPF6)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)。
在表1中以电解液的总质量为基准，DEC的质量百分含量为40％，EA的质量百分含量为20％，FEC的质量百分含量为5％；电解液中EC、PC按照质量比1:1进行混合；LiPF6的浓度为1mol/L。
<1-2.隔离膜的制备>
<1-2-1.第三功能层的制备>
将氧化铝(Al2O3，平均粒径为2μm)分散到N-甲基吡咯烷酮(NMP)中形成固含量为50％的浆料，随后采用微凹版涂布法将所得浆料均匀涂布到隔离膜基材(例如，聚乙烯，厚度5μm，平均孔径为0.073μm，孔隙率为26％)的其中一面上，经干燥处理后得到第三功能层，第三功能层厚度为0.5μm。可以通过控制单位面积浆料的重量来控制第三功能层厚度。
<1-2-2.第二功能层的制备>
在反应釜中加入蒸馏水并启动搅拌，通入氮气除氧2h后，按质量比80︰10︰10向反应釜加入以下单体：苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯腈，在惰性气氛下加热至在惰性气氛下加热至65℃并保持恒温，然后加入20％的过硫酸铵溶液作为引发剂开始反应，至反应22小时后取出沉淀物，加入碱液中和pH至6.5。其中，蒸馏水、单体、引发剂之间的质量比为89.5︰10︰0.5。反应后对反应产物进行过滤、洗涤、烘干、粉碎、过筛等处理，得到第二聚合物，平均粒径3μm。
将91g制备的第二聚合物加入搅拌器中，加入0.5g羧甲基纤维素钠，搅拌均匀，再加入8.5g的第一化合物二甲基硅氧烷，然后加入去离子水进行搅拌，调整浆料粘度为100mPa·s，固含量为12％，将制得的浆料均匀地涂覆在隔离膜基材未涂覆第三功能层的表面上，经干燥处理后得到第二功能层，第二功能层厚度为5μm，第二功能层质量为3mg/5000mm2，制得隔离膜。
<1-2-3.第一功能层的制备>
对反应釜抽真空，抽氮气置换氧气后，向含有搅拌器的反应釜内加入去离子水、偏氟乙烯(VDF)、引发剂二异丙苯过氧化氢、乳化剂全氟烷基羧酸盐、链转移剂异丙醇至反应釜压力为3.5MPa，其中去离子水为偏氟乙烯单体质量的7倍，引发剂占偏氟乙烯单体质量的0.2％，乳化剂占偏氟乙烯单体质量的0.5％，链转移剂占偏氟乙烯单体质量的5％。然后升温至60℃，搅拌器转速80r/min，开始聚合反应，同时不断补加偏氟乙烯单体保持反应釜压力3.5MPa，直到反应器中乳液固含量达到25％停止反应，回收未反应单体，放出聚合物乳液，经离心、洗涤、干燥后，得到第一聚合物，平均粒径1μm。
将90g制得的第一聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)加入搅拌器中，再加入10g第一辅助粘接剂丙烯腈，搅拌混合均匀，再加入去离子水进行搅拌，调整浆料粘度为40mPa·s，固含量5％，将制得的浆料均匀地涂覆在第三功能层上，经干燥处理后得到第一功能层，第一功能层厚度H1为5μm，第一功能层质量为5mg/5000mm2。
<1-3.正极极片的制备>
将正极活性材料钴酸锂(LiCoO2)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、导电炭黑(SP)按质量比96.7∶1.7∶1.6混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成固含量为75％的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂布在厚度为12μm的铝箔的一个表面上，90℃条件下烘干，冷压后得到正极活性材料层厚度为100μm的正极极片，然后在该正极极片的另一个表面上重复以上步骤，得到双面涂布有正极活性材料层的正极极片。将正极极片裁切成74mm×867mm的规格并焊接极耳后待用。
<1-4.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98∶1∶1混合，然后加入去离子水作为溶剂，调配成固含量为70％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，冷压后得到负极活性材料层厚度为150μm的单面涂布负极活性材料层的负极极片，然后在该负极极片的另一个表面上重复以上涂布步骤，得到双面涂布有负极活性材料层的负极极片。将负极极片裁切成74mm×867mm的规格并焊接极耳后待用。
<1-5.锂离子电池的制备>
将上述制备的正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极极片中间起到隔离的作用，其中隔离膜具有第一功能层的一面面对负极极片，隔离膜具有第二功能层的一面面对正极极片，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1至实施例23以及对比例1至对比例2中，<电解液的制备>、<正极的制备>、<负极的制备>、<隔离膜的制备>及<锂离子电池的制备>的制备步骤均与实施例1相同，实施例1至实施例19、实施例21至实施例23、对比例1至对比例2中第三功能层设置于第一功能层与基材之间，实施例19中第三功能层设置于面向负极一侧，相关制备参数的变化及性能数据如表1中所示：
表1
“/”表示不含该物质或该组成。
从实施例1至20、实施例22、实施例23和对比例1至对比例3可以看出，具有本申请A/H比例关系的锂离子电池，其DCR增长率明显下降；从实施例1至23和对比例1至对比例3可以看出，其容量保持率明显提高，表明本申请的锂离子电池在低温下具有优良的大倍率循环性能。从实施例1至13和对比例1可以看出，随着第一功能层H1厚度的增加，隔离膜对于电解液的保液系数逐渐增加，高的保液系数有利于负极低温下锂离子的传输，改善低温循环过程中负极界面，从而降低循环过程中的阻抗增长，锂离子电池低温循环性能逐渐改善；从实施例14至19和对比例1可以看出，由于第三功能层主要是物理隔离正负极，随着第三功能层厚度的增加，锂离子电池低温循环性能并没有太大的影响；从实施例20至23和对比例1至对比例3可以看出，需要结合H1与保液系数的共同作用，才能明显的改善锂离子电池低温循环性能，第二功能层的厚度对于锂离子电池的低温循环性能影响不大。
实施例24至40
在表2中，第一功能层厚度为2μm，第二功能层厚度为5μm，第三功能层设置于基材和第一功能层之间且厚度为0.5μm，电解液的保液系数为1.51mg/mAh，电解液中EC、PC按照质量比1:1进行混合，之后按照下述比例加入DEC、链状羧酸酯和FEC，相关制备参数的变化及性能数据如表2中所示：
表2
从实施例24至40可以看出，链状羧酸酯和氟代碳酸乙烯酯在电解液中的含量对电解液的保液系数也有一定影响，但只要使得链状羧酸酯和氟代碳酸乙烯酯的含量及二者比例在本申请范围内，就能够得到低温下具有优良大倍率循环性能的锂离子电池。从实施例25至30和实施例36可以看出，电解液中链状羧酸酯(例如乙酸乙酯)的含量提高，低温下电解液的锂离子电导率高，有利于改善极片与隔离膜之间的低温循环界面，进而改善锂离子电池的低温循环性能，从实施例例24和25可以看出，进一步提高乙酸乙酯的含量，尽管改善了锂离子电池的循环容量保持率，然而影响了锂盐的解离，影响低温循环性能；从实施例31至36可以看出，电解液中氟代碳酸乙烯酯含量提高，电解液中的负极保护更强，能够改善低温循环下的负极界面，从而改善锂离子电池低温循环性能，此外，乙酸乙酯与FEC均影响电池的高温存储性能，所以综合考虑两者含量的影响。
实施例41至46
除了在实施例35所制备电解液的基础上添加式(1-8)的1,3-丙烷磺酸内酯，使1,3-丙烷磺酸内酯在电解液中的含量如表3所示以外，其余与实施例35相同。
实施例41至46中，<电解液的制备>、<正极的制备>、<负极的制备>、<隔离膜的制备>及<锂离子电池的制备>的制备步骤均与实施例35相同，相关制备参数的变化及性能数据如表3中所示：
表3 磺内酯化合物含量 DCR增长率 容量保持率
实施例35 0.00％ 31.82％ 74.80％
实施例41 0.01％ 30.95％ 75.40％
实施例42 0.10％ 29.65％ 76.70％
实施例43 1.00％ 28.32％ 79.50％
实施例44 3.00％ 28.10％ 80.20％
实施例45 5.00％ 27.95％ 79.10％
实施例46 8.00％ 27.76％ 77.20％
从实施例35，实施例41至46可以看出，1,3-丙烷磺酸内酯通常也会影响锂离子电池的DCR增长率和容量保持率，1,3-丙烷磺酸内酯能够在正极的界面形成硫酸锂，硫酸锂能够降低界面阻抗与抑制电解液进一步发生副反应。当电解液中1,3-丙烷磺酸内酯的含量在本申请范围内时，能够进一步降低锂离子电池的DCR增长率，提高锂离子电池在低温下的大倍率循环性能。从实施例35，实施例41至44还可以看出，1,3-丙烷磺酸内酯含量的增加，使锂离子电池的正极保护增强，低温循环性能得到改善，从实施例45与46可以看出，大量添加1,3-丙烷磺酸内酯会影响电解液动力学，进而影响低温循环。
实施例47至59
除了在实施例43所制备电解液的基础上添加式(2-2)的己二腈和式(3-1)的1,3,6-己烷三腈，使己二腈和1,3,6-己烷三腈在电解液中的含量如表4所示以外，其余与实施例43相同。
实施例47至59中，<电解液的制备>、<正极的制备>、<负极的制备>、<隔离膜的制备>及<锂离子电池的制备>的制备步骤均与实施例43相同，相关制备参数的变化及性能数据如表4中所示：
表4
从实施例47至59可以看出，二腈化合物和三腈化合物通常也会影响锂离子电池的DCR增长率和容量保持率。二腈与三腈能够通过化学吸附稳定高电压下钴酸锂中的高价钴，二者共同作用，能够减少其对于电解液的催化氧化，降低高电压循环过程中正极侧的副反应，进而降低循环过程中的阻抗增长，当电解液中二腈化合物和三腈化合物的含量在本申请范围内，就能够进一步降低锂离子电池的DCR增长率，提高锂离子电池在低温下的大倍率循环性能。二腈化合物与三腈化合物均可以通过化学吸附保护正极在低温循环过程中的结构，二腈化合物与三腈化合物结构不同，在空间上能够形成互补，进而改善锂离子电池的低温循环性能。
实施例60至65中，<电解液的制备>、<正极的制备>、<负极的制备>、<隔离膜的制备>及<锂离子电池的制备>的制备步骤均与实施例58相同，不同之处在于在电解液中进一步添加了二氟磷酸锂，相关制备参数的变化及性能数据如表5中所示：
表5
二氟磷酸锂含量 DCR增长率 容量保持率
实施例58 0 28.76％ 81.40％
实施例60 0.01％ 28.61％ 81.70％
实施例61 0.10％ 27.50％ 82.30％
实施例62 0.50％ 27.23％ 84.20％
实施例63 0.6％ 28.10％ 82.40％
实施例64 0.8％ 28.37％ 81.20％
实施例65 1.00％ 29.70％ 79.80％
从实施例60至65可以看出，二氟磷酸锂通常也会影响锂离子电池的DCR增长率和容量保持率。二氟磷酸锂能够在负极成膜，改善锂离子电池中的负极低温循环界面，当电解液中二氟磷酸锂的含量在本申请范围内，能够进一步降低锂离子电池的DCR增长率，提高锂离子电池在低温下的大倍率循环，从实施例60至63可以看出，随二氟磷酸锂的含量提高，低温循环性能持续改善，从实施例64至65可以看出进一步增加二氟磷酸锂含量，负极成膜过厚影响锂离子的传输，影响锂离子电池低温循环性能。
实施例66至72
除了在电解液的制备中，将链状羧酸酯、磺内酯化合物、二腈化合物、三腈化合物采用如表6所示的物质进行替换以外，其余与实施例35相同。
实施例66至72中，<电解液的制备>、<正极的制备>、<负极的制备>、<隔离膜的制备>及<锂离子电池的制备>的制备步骤均与实施例35相同，相关制备参数的变化及性能数据如表6中所示：
表6
“/”表示不含该物质或该组成。
从实施例66至72可以看出，链状羧酸酯、磺内酯化合物、二腈化合物、三腈化合物的种类通常也会影响锂离子电池的DCR增长率和容量保持率。当链状羧酸酯、磺内酯化合物、二腈化合物、三腈化合物的种类在本申请范围内，能够得到较优综合性能的锂离子电池。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种电化学装置，包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液，所述隔离膜设置于正极极片和负极极片之间，所述隔离膜包括基材和位于所述基材至少一个表面上的功能层，其中，所述电化学装置满足0.048≤A/H≤4.5，Hμm为所述功能层的厚度；A mg/mAh为所述电解液的保液系数；所述负极极片包含负极集流体和负极活性材料层，所述基材面向负极活性材料层的一面设置有第一功能层，所述正极极片包含正极集流体和正极活性材料层，所述基材面向正极活性材料层的一面设置有第二功能层，所述第一功能层与第二功能层中的至少一者与所述基材之间有第三功能层，所述第三功能层包含无机颗粒，满足条件(k)至(l)中的至少一者：
(k)所述第三功能层的厚度为0.2μm至6μm；
(l)所述无机颗粒包括氧化铝、勃姆石、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、氢氧化镁、氧化镁、氧化锌、硫酸钡、氮化硼、氮化铝或氮化硅中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中满足条件(a)或(b)中的至少一者：
(a)1.2≤A≤4.5；
(b)1≤H≤25。
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述负极极片包含负极集流体和负极活性材料层，所述基材面向负极活性材料层的一面设置有第一功能层，满足条件(c)至(f)中的至少一者：
(c)所述第一功能层的厚度为H1μm，满足2≤H1≤15；
(d)所述第一功能层包含第一聚合物，第一聚合物的平均粒径为1.5μm至15μm；
(e)所述第一功能层包含第一聚合物，所述第一聚合物包含偏氟乙烯、六氟丙烯、乙烯、丙烯、氯乙烯、氯丙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、丁二烯和丙烯腈的均聚物或共聚物中的至少一种；
(f)所述第一功能层质量为2mg/5000mm2至10mg/5000mm2。
4.根据权利要求1所述的电化学装置，所述正极极片包含正极集流体和正极活性材料层，所述基材面向正极活性材料层的一面设置有第二功能层，满足条件(g)至(j)中的至少一者：
(g)所述第二功能层的厚度为H2μm，满足0.5≤H2≤10；
(h)所述隔离膜与负极活性材料层之间的粘接力为N1，所述隔离膜与正极活性材料层之间的粘接力为N2，N1<N2；
(i)所述第二功能层质量为0.3mg/5000mm2至5mg/5000mm2；
(j)所述第二功能层包含第二聚合物，所述第二聚合物包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙烯、氯苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯腈或甲基丙烯腈的均聚物或共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电解液包括链状羧酸酯和氟代碳酸乙烯酯，以所述电解液的总质量为基准，所述链状羧酸酯的质量百分含量为X％，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为Y％，X和Y之间的关系满足：0.5≤X/Y≤30。
6.根据权利要求5所述的电化学装置，其中，所述链状羧酸酯包括结构式(1)所示的化合物：
其中，R1选自氢原子、卤原子、羟基、取代或未取代的碳原子数为1至5的烷基、取代或未取代的碳原子数为1至5的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为2至6的链状烯基、取代或未取代的碳原子数为6至15的芳基、取代或未取代的碳原子数为6至15的芳氧基，R2选自取代或未取代的碳原子数为1至5的烷基、取代或未取代的碳原子数为2至6的链状烯基、取代或未取代的碳原子数为6至15的芳基；各基团被取代时，取代基选自氢原子、卤原子、羟基、甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基、苯基、苯氧基；以所述电解液的总质量为基准，所述链状羧酸酯的质量百分含量为5％至60％。
7.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电解液还包括磺内酯化合物、二腈化合物、三腈化合物或二氟磷酸锂中的至少一种；以所述电解液的总质量为基准，所述磺内酯化合物的质量百分含量为0.01％至6％，所述二腈化合物的质量百分含量为0.1％至10％，所述三腈化合物的质量百分含量为0.1％至5％，所述二氟磷酸锂的质量百分含量为0.01％至1％。
8.根据权利要求7所述的电化学装置，其中，所述磺内酯化合物包括以下式(1-1)至式(1-8)中的任一种：
所述二腈化合物包括以下式(2-1)至式(2-4)中的任一种：
所述三腈化合物包括以下式(3-1)至式(3-3)中的任一种：
9.根据权利要求1所述的电化学装置，其中0.05≤A/H≤0.3。
10.根据权利要求1所述的电化学装置，其中0.05≤A/H≤0.1。
11.根据权利要求1所述的电化学装置，其中第三功能层的厚度为0.2μm至3μm。
12.一种电子装置，包含权利要求1-11中任一项所述的电化学装置。
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