CN118198275A - 电化学装置及电子装置 - Google Patents

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CN118198275A CN202410423985.2A CN202410423985A CN118198275A CN 118198275 A CN118198275 A CN 118198275A CN 202410423985 A CN202410423985 A CN 202410423985A CN 118198275 A CN118198275 A CN 118198275A
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刘宁
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Abstract

本申请提供了一种电化学装置及电子装置。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，正极活性材料层包括正极活性材料，正极活性材料包括磷酸铁锰锂，负极极片包括负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性材料，负极活性材料包括石墨二次颗粒，石墨二次颗粒的Dv50为5μm至40μm，石墨二次颗粒的OI值为2至12。本申请通过调控正极活性材料的种类、负极活性材料的种类、负极活性材料的Dv50及OI值在上述范围内，能够提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。

Description

电化学装置及电子装置
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及电子装置。
背景技术
磷酸铁锰锂体系相较于传统的磷酸铁锂体系具备更高的能量密度，在电摩、动力工具、无人机、能量存储基站等领域有着良好的应用前景。
然而，磷酸铁锰锂体系在放电过程中，Mn和Fe分别经历Mn3+/Mn2+和Fe3+/Fe2+转变，其在充放电和存储阶段会出现Mn溶出，溶出的Mn离子会扩散到负极，嵌入固体电解质界面(SEI)膜或附着在SEI膜表面，催化分解SEI膜导致SEI膜修复产气，从而影响电化学装置的循环性能、高温存储性能和动力学性能。
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，以提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。具体技术方案如下：
本申请的第一方面提供了一种电化学装置，其包括正极极片和负极极片，正极极片包括正极活性材料层，正极活性材料层包括正极活性材料，正极活性材料包括磷酸铁锰锂，负极极片包括负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性材料，负极活性材料包括石墨二次颗粒，石墨二次颗粒的Dv50为5μm至40μm，石墨二次颗粒的OI值为2至12。本申请通过调控正极活性材料的种类、负极活性材料的种类、负极活性材料的Dv50及OI值在上述范围内，能够在负极表面形成更加稳定的SEI膜，减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题，从而提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
在本申请的一些实施方案中，负极活性材料层包括负极粘结剂，负极粘结剂包括聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸锂(PAA-Li)或聚丙烯酸钠(PAA-Na)中的至少一种，基于负极活性材料层的质量，负极粘结剂的质量百分含量为0.1％至5％。通过选用上述物质作为负极粘结剂并且调控其质量百分含量在上述范围内，能够在石墨二次颗粒表面形成合适厚度的包覆层，改善循环和高温存储过程中的产气问题，从而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
在本申请的一些实施方案中，石墨二次颗粒的OI值为2至5。通过调控石墨二次颗粒的OI值在上述范围内，能够进一步减小电化学装置充放电过程中石墨二次颗粒的膨胀，改善因石墨二次颗粒的膨胀导致SEI膜破裂问题，游离的Mn离子不容易攻击或嵌入SEI膜缺陷处，从而能够减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题，进而有利于进一步提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
在本申请的一些实施方案中，石墨二次颗粒的比表面积为0.8m2/g至2m2/g。通过调控石墨二次颗粒的比表面积在上述范围内，能够减小石墨二次颗粒的表面缺陷，减少化成阶段的产气，有利于在负极表面形成稳定的SEI膜，从而能够减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题，进而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
在本申请的一些实施方案中，石墨二次颗粒满足：0.3≤Dv10/Dv50＜1，1＜Dv99/Dv50≤5。通过调控石墨二次颗粒Dv10/Dv50和Dv99/Dv50的值在上述范围内，石墨二次颗粒的粒径分布较窄，颗粒粒径较为均一，能够使石墨二次颗粒的比表面积在合适范围内，减小石墨二次颗粒的表面缺陷，减少化成阶段的产气，有利于在负极表面形成稳定的SEI膜，减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题，从而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能，同时还有利于提高负极极片的压实密度，从而有利于提高电化学装置的能量密度。
在本申请的一些实施方案中，磷酸铁锰锂的分子式为LiMnnFe1-nPO4，0.5≤n≤0.8。通过选择n值在上述范围内的磷酸铁锰锂，能够减小Mn离子的溶出量，减小游离的Mn离子附着在负极表面的数量，减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题，从而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能，同时还能够使电化学装置具有较高的能量密度。
在本申请的一些实施方案中，正极活性材料还包括镍钴锰酸锂，基于正极活性材料的质量，镍钴锰酸锂的质量百分含量大于0％且小于或等于80％。正极活性材料除包括磷酸铁锰锂外，还包括镍钴锰酸锂，并且调控正极活性材料中镍钴锰酸锂的质量百分含量在上述范围内，能够减小磷酸铁锰锂的用量，降低由于磷酸铁锰锂造成的Mn离子溶出，在减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题的同时，提高电化学装置的能量密度，还能够减小电化学装置的阻抗，提高电化学装置的动力学性能，从而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
在本申请的一些实施方案中，负极极片的压实密度为1.2g/cm3至1.75g/cm3。通过调控负极极片的压实密度在上述范围内，有利于锂离子的嵌入，石墨二次颗粒之间还能够保持良好的接触，形成良好的导电网络，从而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
在本申请的一些实施方案中，电化学装置满足以下特征中的至少一者：(1)石墨二次颗粒的Dv50为7μm至22μm；(2)负极极片的压实密度为1.3g/cm3至1.75g/cm3。通过调控上述参数在上述范围内，能够进一步减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题，从而有利于进一步提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
本申请的第二方面提供了一种电子装置，其包含本申请第一方面提供的电化学装置。本申请提供的电化学装置具有良好的循环性能和高温存储性能，并兼顾动力学性能，从而本申请提供的电子装置具有较长的使用寿命和良好的性能。
本申请的有益效果：
本申请提供了一种电化学装置及电子装置，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，正极活性材料层包括正极活性材料，正极活性材料包括磷酸铁锰锂，负极极片包括负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性材料，负极活性材料包括石墨二次颗粒，石墨二次颗粒的Dv50为5μm至40μm，石墨二次颗粒的OI值为2至12。本申请通过调控正极活性材料的种类、负极活性材料的种类、负极活性材料的Dv50及OI值在上述范围内，能够在负极表面形成更加稳定的SEI膜，减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题，从而提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
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或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本申请实施例1-1中的石墨二次颗粒的扫描电镜图；
图2为本申请对比例1中的石墨一次颗粒的扫描电镜图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，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。本领域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。
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，其包括正极极片和负极极片，正极极片包括正极活性材料层，正极活性材料层包括正极活性材料，正极活性材料包括磷酸铁锰锂，负极极片包括负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性材料，负极活性材料包括石墨二次颗粒，石墨二次颗粒的Dv50为5μm至40μm，可选地，石墨二次颗粒的Dv50为7μm至22μm，石墨二次颗粒的OI值为2至12，可选地，石墨二次颗粒的OI值为2至5。例如，石墨二次颗粒的Dv50可以为5μm、7μm、10μm、14μm、17μm、20μm、22μm、24μm、30μm、36μm、40μm或上述任意两个数值组成的范围。石墨二次颗粒的OI值可以为2、3、3.6、4、4.5、5、7、8.5、10、11、12或上述任意两个数值组成的范围。
本申请电化学装置的正极活性材料包括磷酸铁锰锂，在放电过程中，Mn和Fe分别经历Mn3+/Mn2+和Fe3+/Fe2+转变过程，其在充放电和存储阶段会出现Mn溶出，溶出的Mn离子会扩散到负极，嵌入SEI膜或附着在SEI膜表面，催化分解SEI膜导致SEI膜修复产气，从而影响电化学装置的循环性能、高温存储性能和动力学性能。而本申请中的负极活性材料包括石墨二次颗粒，石墨二次颗粒中包含一次颗粒且部分一次颗粒存在于石墨二次颗粒的表面，从而锂离子的嵌入通道更多，而且表面的一次颗粒可以起到应力缓冲的作用。在锂离子的脱嵌和嵌入过程中，石墨二次颗粒在表面石墨一次颗粒的包覆作用下，不容易剥离且膨胀较小，对SEI膜的破坏也会相对较弱，游离的Mn离子进入SEI膜缺陷处的概率降低，从而能够减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题。
通过调控石墨二次颗粒的Dv50在本申请范围内，能够减小石墨二次颗粒的表面缺陷，减少化成阶段的产气，有利于在负极表面形成稳定的SEI膜，从而能够减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题。
通过调控石墨二次颗粒的OI值在本申请范围内，能够减小充放电过程中石墨二次颗粒的膨胀，改善因石墨二次颗粒的膨胀导致SEI膜破裂问题，游离的Mn离子不容易攻击或嵌入SEI膜缺陷处，从而能够减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题。
石墨一次颗粒的表面光滑，几乎无任何一次颗粒附着，在电化学装置充放电过程中，随着锂离子的脱嵌和嵌入，石墨一次颗粒间的挤压力更大，石墨一次颗粒会出现剥离现象，负极表面SEI膜的破坏相对严重，从而影响电化学装置的循环性能、高温存储性能和动力学性能。
当石墨二次颗粒的Dv50过小时，例如小于5μm，石墨二次颗粒的比表面积较大，石墨二次颗粒表面缺陷相对较多，化成阶段的成膜过程会产生更多的气体，产气量增大积聚在正极极片和负极极片之间，导致电解液出现缺失，不利于在负极表面形成稳定的SEI膜，最终造成SEI膜存在薄弱区，更加容易被Mn离子催化分解导致SEI膜修复产气，从而不利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能。当石墨二次颗粒的Dv50过大时，例如大于40μm，锂离子嵌入所需要克服的范德华力较大，嵌入和脱出的通道也较长，从而影响电化学装置的动力学性能，电化学装置无法在具有良好的循环性能和高温存储性能的同时兼顾动力学性能。
当石墨二次颗粒的OI值过大时，例如大于12，在电化学装置满充时石墨二次颗粒的晶格膨胀较大，石墨二次颗粒在循环和高温存储过程中的膨胀严重，导致SEI膜破裂，游离的Mn离子攻击或嵌入SEI膜缺陷处使得Mn离子对SEI膜的催化分解严重，从而不利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。当石墨二次颗粒的OI值过小时，例如小于2，石墨二次颗粒的制备难度较大，工艺上较难实现。
因此，当电化学装置的正极活性材料包括磷酸铁锰锂，同时负极活性材料选用石墨二次颗粒，并且调控负极活性材料的Dv50和OI值在本申请范围内，能够在负极表面形成更加稳定的SEI膜，减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题，从而提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
在本申请的一些实施方案中，负极活性材料层包括负极粘结剂，负极粘结剂包括聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸锂(PAA-Li)或聚丙烯酸钠(PAA-Na)中的至少一种，基于负极活性材料层的质量，负极粘结剂的质量百分含量为0.1％至5％。例如，基于负极活性材料层的质量，负极粘结剂的质量百分含量可以为0.1％、0.8％、1％、1.6％、2％、2.4％、3％、3.2％、4％、4.4％、5％或上述任意两个数值组成的范围。通过选用上述物质作为负极粘结剂，由于负极粘结剂的分子链中具有较多含氧基团(-COOH)，能够与石墨二次颗粒表面形成氢键作用，可以附着在石墨二次颗粒表面，在石墨二次颗粒表面以面状分布，从而在石墨二次颗粒表面建立一层物理屏障，减少石墨二次颗粒与电解液的接触面积，减少活性锂与电解液的接触面积，进而改善由于磷酸铁锰锂中Mn离子溶出、迁移、沉积并嵌入负极SEI膜中，催化分解负极SEI膜所造成的电化学装置产气，从而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。可选地，当使用聚丙烯酸锂作为负极粘结剂时，能够在改善电化学装置产气的同时使电化学装置具有较低的内阻。通过调控负极粘结剂的质量百分含量在上述范围内，能够在石墨二次颗粒表面形成合适厚度的包覆层，改善循环和高温存储过程中的产气问题，从而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
本申请中的负极活性材料层还可以包括负极导电剂，或者，负极活性材料层还可以包括负极导电剂或增稠剂。基于负极活性材料层的质量，石墨二次颗粒的质量百分含量为90％至98％，负极导电剂的质量百分含量为0.1％至5％，增稠剂的质量百分含量为0％至4％。
在本申请的一些实施方案中，石墨二次颗粒的比表面积为0.8m2/g至2m2/g。例如，石墨二次颗粒的比表面积可以为0.8m2/g、1.0m2/g、1.2m2/g、1.4m2/g、1.6m2/g、1.8m2/g、2m2/g或上述任意两个数值组成的范围。通过调控石墨二次颗粒的比表面积在上述范围内，能够减小石墨二次颗粒的表面缺陷，减少化成阶段的产气，有利于在负极表面形成稳定的SEI膜，从而能够减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题，进而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
在本申请的一些实施方案中，石墨二次颗粒满足：0.3≤Dv10/Dv50＜1，1＜Dv99/Dv50≤5。例如，Dv10/Dv50的值可以为0.3、0.4、0.52、0.6、0.73、0.8、0.95或上述任意两个数值组成的范围。Dv99/Dv50的值可以为1.2、2、2.6、3、3.5、4、4.4、5或上述任意两个数值组成的范围。通过调控石墨二次颗粒Dv10/Dv50和Dv99/Dv50的值在上述范围内，石墨二次颗粒的粒径分布较窄，颗粒粒径较为均一，能够使石墨二次颗粒的比表面积在合适范围内，减小石墨二次颗粒的表面缺陷，减少化成阶段的产气，有利于在负极表面形成稳定的SEI膜，减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题，从而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能，同时还有利于提高负极极片的压实密度，从而有利于提高电化学装置的能量密度。
在本申请的一些实施方案中，石墨二次颗粒的Dv10为1.5μm至38μm，Dv99为6μm至180μm。例如，Dv10的值可以为1.5μm、5μm、10μm、16μm、20μm、25μm、30μm、35μm、38μm或上述任意两个数值组成的范围，Dv99的值可以为6μm、50μm、80μm、100μm、130μm、160μm、180μm或上述任意两个数值组成的范围。
本申请中，Dv50是指在材料的体积基准的粒度分布中，从小粒径测起、达到体积累积50％的粒径。Dv10是指在材料的体积基准的粒度分布中，从小粒径测起、达到体积累积10％的粒径。Dv99是指在材料的体积基准的粒度分布中，从小粒径测起、达到体积累积99％的粒径。
在本申请的一些实施方案中，磷酸铁锰锂的分子式为LiMnnFe1-nPO4，0.5≤n≤0.8。例如，n的值可以为0.5、0.6、0.7、0.8或上述任意两个数值组成的范围，磷酸铁锰锂可以包括但不限于LiMn0.5Fe0.5PO4、LiMn0.6Fe0.4PO4、LiMn0.7Fe0.3PO4、LiMn0.8Fe0.2PO4中的至少一种。通过选择n值在上述范围内的磷酸铁锰锂，能够减小Mn离子的溶出量，减小游离的Mn离子附着或嵌入在负极表面的数量，减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题，从而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能，同时还能够使电化学装置具有较高的能量密度。
在本申请的一些实施方案中，正极活性材料还包括镍钴锰酸锂(NCM)，基于正极活性材料的质量，镍钴锰酸锂的质量百分含量大于0％且小于或等于80％，磷酸铁锰锂的质量百分含量大于或等于20％且小于100％。例如，基于正极活性材料的质量，镍钴锰酸锂的质量百分含量可以为1％、10％、15％、20％、26％、30％、35％、40％、47％、50％、56％、60％、62％、70％、80％或上述任意两个数值组成的范围。正极活性材料除包括磷酸铁锰锂外，还包括镍钴锰酸锂，并且调控正极活性材料中镍钴锰酸锂的质量百分含量在上述范围内，能够减小磷酸铁锰锂的用量，降低由于磷酸铁锰锂造成的Mn离子溶出，在减小Mn离子对SEI膜的催化分解，改善循环和高温存储过程中的产气问题的同时，提高电化学装置的能量密度，还能够减小电化学装置的阻抗，提高电化学装置的动力学性能，从而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
本申请中的正极活性材料层还可以包括正极导电剂和正极粘结剂。基于正极活性材料层的质量，正极活性材料的质量百分含量为90％至97.5％，正极导电剂的质量百分含量为0.5％至6％，正极粘结剂的质量百分含量为0.5％至6％。当正极活性材料选用磷酸铁锰锂时，基于正极活性材料层的质量，磷酸铁锰锂的质量百分含量为90％至97.5％。当正极活性材料选用磷酸铁锰锂和镍钴锰酸锂时，基于正极活性材料层的质量，磷酸铁锰锂和镍钴锰酸锂的质量百分含量之和为90％至97.5％。
在本申请中，镍钴锰酸锂(NCM)可以包括但不限于LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523)、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM111)或LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2(NCM955)中的至少一种。
在本申请的一些实施方案中，负极极片的压实密度为1.2g/cm3至1.75g/cm3，可选地，负极极片的压实密度为1.3g/cm3至1.75g/cm3。例如，负极极片的压实密度可以为1.2g/cm3、1.3g/cm3、1.35g/cm3、1.4g/cm3、1.42g/cm3、1.5g/cm3、1.57g/cm3、1.6g/cm3、1.66g/cm3、1.7g/cm3、1.75g/cm3或上述任意两个数值组成的范围。通过调控负极极片的压实密度在上述范围内，有利于锂离子的嵌入，石墨二次颗粒之间还能够保持良好的接触，形成良好的导电网络，从而有利于提高电化学装置的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
本申请对调控负极极片的压实密度的方法没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可。例如，可以通过调控冷压压力来实现调控负极极片的压实密度。通常，增加冷压压力，负极极片的压实密度增大；减小冷压压力，负极极片的压实密度减小。
本申请对石墨二次颗粒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，石墨二次颗粒的制备方法可以包括但不限于以下制备步骤：石墨一次颗粒采用沥青焦进行粘结后，再次进行高温处理得到石墨二次颗粒，其中，石墨一次颗粒与沥青焦的质量比为92:8，高温处理的温度为500℃至1000℃、时间为2h至8h。
本申请对调控石墨二次颗粒的Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50以及比表面积的方式没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。示例性地，可以通过调控石墨二次颗粒制备过程中石墨一次颗粒的Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50以及比表面积得到。当其它条件不变时，选用更小Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50和更大比表面积的石墨一次颗粒，石墨二次颗粒的Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50减小，石墨二次颗粒的比表面积增大；选用更大Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50和更小比表面积的石墨一次颗粒，石墨二次颗粒的Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50增大，石墨二次颗粒的比表面积减小。示例性地，可以通过调控石墨二次颗粒制备过程中沥青焦粘结剂的用量得到。当其它条件不变时，沥青焦粘结剂的用量减小，石墨二次颗粒的Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50减小，石墨二次颗粒的比表面积增大；沥青焦粘结剂的用量增加，石墨二次颗粒的Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50增大，石墨二次颗粒的比表面积减小。示例性地，可以通过对石墨二次颗粒进行研磨来调控石墨二次颗粒的Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50以及比表面积。例如，可以通过调控研磨时间来调控石墨二次颗粒的Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50以及比表面积。当其它条件不变时，延长研磨时间，石墨二次颗粒的Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50减小，石墨二次颗粒的比表面积增大；缩短研磨时间，石墨二次颗粒的Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50增大，石墨二次颗粒的比表面积减小。
本申请对调控石墨二次颗粒的OI值的方式没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。示例性地，可以通过对石墨二次颗粒进行退火、二次石墨化等后处理来调控石墨二次颗粒的OI值。当其它条件不变时，对石墨二次颗粒进行退火、二次石墨化等后处理，石墨二次颗粒的OI值减小。
本申请中不同Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50、比表面积、OI值的石墨二次颗粒可以通过购买得到，并结合本申请提供的“粒径的测试”、“比表面积的测试”、“X-射线衍射(XRD)测试(OI值测试)”测试方法测试石墨二次颗粒的Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50、比表面积、OI值，并选择所需Dv10、Dv50、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50、比表面积、OI值的石墨二次颗粒。
在本申请中，正极极片包括正极活性材料层和正极集流体。正极活性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”可以是正极集流体的全部区域，也可以是正极集流体的部分区域，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，可以包括但不限于铝箔、铝合金箔或复合集流体(例如铝碳复合集流体)。本申请对正极集流体和正极活性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20μm，正极活性材料层的厚度为30μm至300μm。本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36μm至620μm。
本申请对正极导电剂和正极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，正极粘结剂可以包括但不限于聚乙烯醇、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂或尼龙中的至少一种；正极导电剂可以包括但不限于基于碳的材料、基于金属的材料或导电聚合物中的至少一种。示例性地，基于碳的材料可以包括天然石墨、人造石墨、导电炭黑(Super P)或碳纤维中的至少一种，基于金属的材料可以包括但不限于金属粉、金属纤维、铜、镍、铝或银中的至少一种；导电聚合物可以包括但不限于聚亚苯基衍生物。
在本申请中，负极极片包括负极活性材料层和负极集流体。负极活性材料层可以设置于负极集流体厚度方向上的一个表面上，也可以设置于负极集流体厚度方向上的两个表面上。需要说明，这里的“表面”可以是负极集流体的全部区域，也可以是负极集流体的部分区域，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，可以包括但不限于铜箔、铜合金箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜或复合集流体(例如碳铜复合集流体、镍铜复合集流体、钛铜复合集流体等)等。在本申请中，对负极集流体和负极活性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，负极集流体的厚度为4μm至15μm，负极活性材料层的厚度为30μm至200μm。本申请中，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34μm至415μm。
本申请对负极导电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，负极导电剂可以包括但不限于上述正极导电剂中的至少一种。本申请对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，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中的至少一种。
本申请的电化学装置还包括电解液，电解液包括锂盐和非水溶剂。锂盐可以包括本领域常用的各种锂盐，例如LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiB(C6H5)4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiC(SO2CF3)3、Li2SiF6、双草酸硼酸锂(LiBOB)或二氟硼酸锂中的至少一种。本申请对锂盐在电解液中的浓度没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可。本申请对非水溶剂没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，例如可以包括但不限于碳酸酯化合物、羧酸酯化合物、醚化合物或其它有机溶剂中的至少一种。上述碳酸酯化合物可以包括但不限于链状碳酸酯化合物、环状碳酸酯化合物或氟代碳酸酯化合物中的至少一种。上述链状碳酸酯化合物可以包括但不限于碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)或碳酸甲乙酯(EMC)中的至少一种。上述环状碳酸酯可以包括但不限于碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)或碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)中的至少一种。上述氟代碳酸酯化合物可以包括但不限于氟代碳酸乙烯酯(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-甲基亚乙酯或碳酸三氟甲基亚乙酯中的至少一种。上述羧酸酯化合物可以包括但不限于甲酸甲酯、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、戊内酯或己内酯中的至少一种。上述醚化合物可以包括但不限于二丁醚、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、1-乙氧基-1-甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃或四氢呋喃中的至少一种。上述其它有机溶剂可以包括但不限于二甲亚砜、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、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯或磷酸三辛酯中的至少一种。
在本申请中，电化学装置还包括隔离膜，用于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；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。例如，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，本申请对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。本申请对无机物层中的粘结剂没有特别限制，例如可以是上述正极粘结剂中的至少一种。聚合物层中包含聚合物，本申请对聚合物没有特别限制，例如聚合物包括聚酰胺、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。在本申请中，隔离膜的厚度没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，例如隔离膜的厚度可以为5μm至30μm。
本申请的电化学装置还包括包装袋，用于容纳正极极片、隔离膜、负极极片和电解液，以及电化学装置中本领域已知的其它部件，本申请对上述其它部件没有特别限制。本申请对包装袋没有特别限制，可以为本领域公知的包装袋，只要能够实现本申请目的即可。例如，可采用铝塑膜包装袋。
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。在本申请的一些实施方案中，电化学装置可以包括但不限于：锂离子电池、钠离子电池、锂聚合物电化学装置或锂离子聚合物电化学装置等。
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，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。
本申请的第二方面提供了一种电子装置，其包含本申请第一方面提供的电化学装置。本申请提供的电化学装置具有良好的循环性能和高温存储性能，并兼顾动力学性能，从而本申请提供的电子装置具有较长的使用寿命和良好的性能。
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。例如，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。
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：
粒径的测试：
按照国家标准《粒度分布激光衍射法》(GB/T19077-2016)，使用激光粒度仪(型号为MS3000)测试各实施例和对比例的石墨二次颗粒或石墨一次颗粒的粒径Dv10、Dv50、Dv99，计算得到Dv10/Dv50和Dv99/Dv50。
X-射线衍射(XRD)测试(OI值测试)
根据国际标准JJS K 0131-1996《X射线衍射分析法通则》，采用X-射线衍射仪(仪器型号为Bruker D8 ADVANCE)，Cu Kα靶材，电压40kV、电流40mA，测试角度为20°至80°，每步长时间为0.3s，对各实施例和对比例的石墨二次颗粒或石墨一次颗粒进行扫描，分别得到XRD图谱，并分析得到(004)晶面衍射峰的峰面积C(004)和(110)晶面衍射峰的峰面积C(110)，计算C(004)/C(110)的比值得到石墨二次颗粒或石墨一次颗粒的OI值。
比表面积的测试：
使用比表面积分析仪(Tristar II 3020M)，通过氮吸附法对各实施例和对比例的石墨二次颗粒或石墨一次颗粒进行比表面积测试。其中，具体的测试方法依据国家标准GB/T19587-2017《气体吸附BET法测定固态物质比表面积》进行。
负极极片压实密度的测试
将各实施例和对比例的锂离子电池以0.1C放电至0V后，拆解得到负极极片，用碳酸二甲酯(DMC)将负极极片表面的杂质清洗干净后，60℃烘干。在负极极片上裁切双面涂覆有负极活性材料层、50mm×50mm的测试样品，称取其质量，记为m1 g，测试其厚度，记为h1μm。然后剥离测试样品两侧的负极活性材料层，得到测试样品中的负极集流体，称取其质量，记为m2 g，测试其厚度，记为h2μm。
通过以下公式计算负极极片压实密度：
负极极片压实密度(g/cm3)＝(m1-m2)/(2.5×10-3×(h1-h2))。
扫描电镜(SEM)测试
采用JEOL公司的JSM-6360LV型扫描电镜及其配套的X射线能谱仪，对石墨二次颗粒或石墨一次颗粒样品形貌结构进行分析，观察石墨二次颗粒或石墨一次颗粒样品的形貌特征并拍摄扫描电镜照片。
循环性能的测试
将锂离子电池置于25℃恒温箱中，静置30min，将锂离子电池以0.5C恒流充电至4.3V，然后以4.3V恒压充电至0.05C，静置15min，然后以0.5C恒流放电至3.6V，测试锂离子电池的初始厚度，记为T0。
将锂离子电池以0.5C恒流充电至4.3V，然后以4.3V恒压充电至0.05C，静置15min，再以0.5C恒流放电至2.5V，静置15min。此为一个充放电循环，记为一圈，依照该循环到1000圈。然后以0.5C恒流充电至4.3V，以4.3V恒压充电至0.05C，静置15min，测试此时锂离子电池的厚度，记为T1。
通过以下公式计算25℃循环厚度膨胀率：
25℃循环厚度膨胀率(％)＝(T1-T0)/T0×100％。
高温存储性能的测试
将锂离子电池置于25℃恒温箱中，静置30min，以0.5C恒流充电至4.3V，然后以4.3V恒压充电至0.05C，静置15min，测试此时锂离子电池的厚度，记为T2。然后将该锂离子电池置于60℃的恒温箱中存储90天，在存储90天后，将锂离子电池取出测试其厚度，记为T3，即60℃存储后的厚度。
通过以下公式计算60℃存储厚度膨胀率：
60℃存储厚度膨胀率(％)＝(T3-T2)/T2×100％。
直流阻抗的测试
将锂离子电池置于25℃恒温箱中，静置30min，以0.5C恒定电流充电至4.3V，然后以4.3V恒压充电至0.05C，静置15min，以与0.1C倍率对应的电流I1放电10s，测得电压V1；然后以与1C倍率对应的电流I2放电1s，并测得电压V2；
通过以下公式计算锂离子电池的直流电阻：
直流阻抗＝(V1-V2)/(I2-I1)。
实施例1-1
<负极极片的制备>
将负极活性材料石墨二次颗粒(石家庄尚太科技股份有限公司提供，型号为ST-1)、负极导电剂导电炭黑(Super P)、负极粘结剂聚丙烯酸锂(PAA-Li，Mw＝104)按照质量比97.3:1.5:1.2进行混合，加入去离子水作为溶剂，调配成为固含量为70wt％的负极浆料，并搅拌均匀。将负极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的负极集流体铜箔的一个表面上，负极活性材料层中石墨二次颗粒的单位面积质量为13.6mg/cm2，110℃条件下烘干，得到单面涂布负极活性材料层的负极极片。之后，在该铜箔的另一个表面上重复以上步骤，得到双面涂布负极活性材料层的负极极片。再经冷压、裁片、分条，分条后在真空条件下110℃烘干4h，得到规格为62mm×1600mm的负极极片并焊接极耳后待用。其中，负极极片的压实密度为1.7g/cm3，石墨二次颗粒的OI值、Dv50、Dv10、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50和比表面积如表1所示。
<正极极片的制备>
将正极活性材料磷酸铁锰锂(LiMn0.7Fe0.3PO4)、正极导电剂导电炭黑(Super P)、正极粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF，Mw＝7×106)按照质量比96.7:1.8:1.5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75wt％的正极浆料，并搅拌均匀。将正极浆料均匀涂覆在厚度为13μm的正极集流体铝箔的一个表面上，正极活性材料层中正极活性材料的单位面积质量为19.4mg/cm2，90℃条件下烘干，得到单面涂布正极活性材料层的正极极片。之后，在该铝箔的另一个表面上重复以上步骤，得到双面涂布正极活性材料层的正极极片。再经冷压、裁片、分条，分条后在真空条件下85℃烘干4h，得到规格为60mm×1580mm的正极极片并焊接极耳后待用。其中，正极极片的压实密度为4.1g/cm3。
<电解液的制备>
在干燥氩气气氛中，首先将非水溶剂碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)以质量比EC:EMC:DEC＝3:5:2混合均匀得到基础溶剂，然后向基础溶剂中加入锂盐六氟磷酸锂(LiPF6)溶解并混合均匀，得到锂盐浓度为1.15mol/L的电解液。
<隔离膜的制备>
采用厚度为10μm的多孔聚乙烯薄膜(Celgard公司提供)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箔中，将上述制备好的电解液注入到干燥后的电极组件中，经过真空封装、静置、化成(0.02C恒流充电到3.3V，再以0.1C恒流充电到3.6V)、整形等工序，即完成锂离子电池的制备。
实施例1-2至实施例1-8
除了在<负极极片的制备>中按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。
实施例2-1至实施例2-5
除了在<负极极片的制备>中按照表2调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。其中，基于负极活性材料层的质量，当负极粘结剂的质量百分含量变化时，负极活性材料石墨二次颗粒的质量百分含量随之改变，负极导电剂的质量百分含量不变。
实施例2-6至实施例2-7
除了在<负极极片的制备>中按照表2调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。
实施例2-8至实施例2-10
除了在<负极极片的制备>中通过调控冷压压力使负极极片的压实密度如表2所示以外，其余与实施例1-1相同。
实施例2-11至实施例2-13
除了在<正极极片的制备>中按照表2调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。
实施例2-14至实施例2-15
除了在<正极极片的制备>中按照表2所示还加入正极活性材料NCM111，正极活性材料、正极导电剂和正极粘结剂的质量比保持不变以外，其余与实施例1-1相同。
对比例1
<负极极片的制备>
除了负极活性材料选用石墨一次颗粒(石家庄尚太科技股份有限公司提供，型号为ST-17AJC)，石墨一次颗粒的OI值、Dv50、Dv10、Dv99、Dv10/Dv50、Dv99/Dv50和比表面积如表1所示以外，其余与实施例1-1相同。
<正极极片的制备>、<电解液的制备>、<隔离膜的制备>、<锂离子电池的制备>与实施例1-1相同。
对比例2至对比例4
除了在<负极极片的制备>中按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。
各实施例和对比例的制备参数和性能参数如表1至表2所示。
表1
从实施例1-1至实施例1-8、对比例1至对比例4可以看出，本申请通过调控正极活性材料的种类、负极活性材料的种类、负极活性材料的Dv50及OI值在本申请范围内，锂离子电池同时具有更小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及更小的直流阻抗，表明锂离子电池具有良好的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。而对比例1的锂离子电池，其负极活性材料为石墨一次颗粒；对比例2的锂离子电池，石墨二次颗粒的OI值不在本申请范围内；对比例3和对比例4的锂离子电池，石墨二次颗粒的Dv50不在本申请范围内，对比例1至对比例4的锂离子电池无法同时具有较小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及较小的直流阻抗，表明锂离子电池无法兼顾循环性能、高温存储性能和动力学性能。
负极活性材料的种类通常会影响锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能。从实施例1-1至实施例1-8、对比例1可以看出，当负极活性材料选用石墨一次颗粒时，例如对比例1，锂离子电池的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率更大，直流阻抗也更大，表明锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能更差。当负极活性材料选用石墨二次颗粒时，锂离子电池同时具有更小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及更小的直流阻抗，表明锂离子电池具有良好的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
石墨二次颗粒的OI值通常会影响锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能。从实施例1-1至实施例1-4、对比例2可以看出，当OI值过大时，例如对比例2，锂离子电池的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率更大，直流阻抗也更大，表明锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能更差。当OI值在本申请范围内时，锂离子电池同时具有更小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及更小的直流阻抗，表明锂离子电池具有良好的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
石墨二次颗粒的Dv50通常会影响锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能。从实施例1-1、实施例1-5至实施例1-8、对比例3至对比例4可以看出，当Dv50过小时，例如对比例3，锂离子电池的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率更大；当Dv50过大时，例如对比例4，锂离子电池的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率虽然较小，但直流阻抗更大。表明锂离子电池无法兼顾循环性能、高温存储性能和动力学性能。当Dv50在本申请范围内时，锂离子电池同时具有更小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及更小的直流阻抗，表明锂离子电池具有良好的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
石墨二次颗粒的比表面积通常会影响锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能。从实施例1-1、实施例1-5至实施例1-8可以看出，当石墨二次颗粒的比表面积在本申请范围内时，锂离子电池同时具有较小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及较小的直流阻抗，表明锂离子电池具有良好的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
石墨二次颗粒的Dv10/Dv50和Dv99/Dv50通常会影响锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能。从实施例1-1、实施例1-5至实施例1-8可以看出，当石墨二次颗粒的Dv10/Dv50和Dv99/Dv50在本申请范围内时，锂离子电池同时具有较小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及较小的直流阻抗，表明锂离子电池具有良好的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
由图1可以看出，实施例1-1的负极活性材料石墨二次颗粒，表面有较多的石墨一次颗粒包裹，形成了多颗粒附着的形貌特征。而由图2可以看出，对比例1的负极活性材料石墨一次颗粒，主要为单颗粒，表面没有一次颗粒的包覆。
表2
负极活性材料层中负极粘结剂的质量百分含量通常会影响锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能。从实施例1-1、实施例2-1至实施例2-5可以看出，当负极粘结剂的质量百分含量在本申请范围内时，锂离子电池同时具有较小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及较小的直流阻抗，表明锂离子电池具有良好的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
负极粘结剂的种类通常会影响锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能。从实施例1-1、实施例2-6至实施例2-7可以看出，当选用本申请范围内的负极粘结剂时，锂离子电池同时具有较小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及较小的直流阻抗，表明锂离子电池具有良好的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
负极极片的压实密度通常会影响锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能。从实施例1-1、实施例2-8至实施例2-10可以看出，当负极极片的压实密度在本申请范围内时，锂离子电池同时具有较小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及较小的直流阻抗，表明锂离子电池具有良好的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
磷酸铁锰锂LiMnnFe1-nPO4中的n值通常会影响锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能。从实施例1-1、实施例2-11至实施例2-13可以看出，当磷酸铁锰锂LiMnnFe1-nPO4中的n值在本申请范围内时，锂离子电池同时具有较小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及较小的直流阻抗，表明锂离子电池具有良好的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
正极活性材料中镍钴锰酸锂的质量百分含量通常会影响锂离子电池的循环性能、高温存储性能和动力学性能。从实施例1-1、实施例2-14至实施例2-15可以看出，当正极活性材料中镍钴锰酸锂的质量百分含量在本申请范围内时，锂离子电池同时具有较小的25℃循环厚度膨胀率和60℃存储厚度膨胀率以及较小的直流阻抗，表明锂离子电池具有良好的循环性能和高温存储性能并兼顾动力学性能。
需要说明的是，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。
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 (10)

1.一种电化学装置，包括：
正极极片，包括正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括磷酸铁锰锂；
负极极片，包括负极活性材料层，所述负极活性材料层包括负极活性材料，所述负极活性材料包括石墨二次颗粒；
所述石墨二次颗粒的Dv50为5μm至40μm，所述石墨二次颗粒的OI值为2至12。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述负极活性材料层包括负极粘结剂，所述负极粘结剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸锂或聚丙烯酸钠中的至少一种，基于所述负极活性材料层的质量，所述负极粘结剂的质量百分含量为0.1％至5％。
3.根据权利要求1或2所述的电化学装置，其中，所述石墨二次颗粒的OI值为2至5。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学装置，其中，所述石墨二次颗粒的比表面积为0.8m2/g至2m2/g。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电化学装置，其中，所述石墨二次颗粒满足：0.3≤Dv10/Dv50＜1，1＜Dv99/Dv50≤5。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电化学装置，其中，所述磷酸铁锰锂的分子式为LiMnnFe1-nPO4，0.5≤n≤0.8。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电化学装置，其中，所述正极活性材料还包括镍钴锰酸锂，基于所述正极活性材料的质量，所述镍钴锰酸锂的质量百分含量大于0％且小于或等于80％。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电化学装置，其中，所述负极极片的压实密度为1.2g/cm3至1.75g/cm3。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电化学装置，其中，所述电化学装置满足以下特征中的至少一者：
(1)所述石墨二次颗粒的Dv50为7μm至22μm；
(2)所述负极极片的压实密度为1.3g/cm3至1.75g/cm3。
10.一种电子装置，其包含权利要求1至9中任一项所述的电化学装置。
CN202410423985.2A 2024-04-09 2024-04-09 电化学装置及电子装置 Pending CN118198275A (zh)

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