电化学装置和电子装置

摘要

本申请涉及电化学装置和电子装置。本申请的电化学装置包括正极、负极、隔离膜和电解液，所述正极包括正极集流体、正极活性物质层和设置于所述正极集流体和所述正极活性物质层之间的导电涂层，所述电解液包括第一含氟金属盐，所述第一含氟金属盐包括含氟磺酰亚胺锂盐中的至少一种，所述电化学装置满足以下关系式：0.1≤X/d≤105，其中，X g/m2为正极集流体单面单位面积的含氟磺酰亚胺锂盐的质量，dμm为正极集流体单面导电涂层的厚度。本申请通过将正极的导电涂层和电解液中的有机锂盐相结合，既可以提高电化学装置的大倍率循环性能和降低电化学装置的温升，又可以减缓有机锂盐对正极集流体可能的腐蚀影响，提升电化学装置的长期稳定性。

权利要求

1.一种电化学装置，包括正极、负极、隔离膜和电解液，所述正极包括正极集流体、正极活性物质层和设置于所述正极集流体和所述正极活性物质层之间的导电涂层，所述电解液包括第一含氟金属盐，所述第一含氟金属盐包括含氟磺酰亚胺锂盐中的至少一种，所述电化学装置满足以下关系式：5≤X/d≤105，0.1≤X≤25，2

其中，X g/m为正极集流体单面单位面积的含氟磺酰亚胺锂盐的质量，dμm为正极集流体单面导电涂层的厚度。

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，10≤X/d≤100。

3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，40≤X/d≤100。

4.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一含氟金属盐满足如下条件(a)至(b)中的至少一者：(a)所述含氟磺酰亚胺锂盐包括式I所示的锂盐中的至少一种，式I中，R1和R2各自独立选自氟、C1‑C4的烷基或氟代C1‑C4烷基，其中R1和R2中至少一者含有氟元素；

(b)所述含氟磺酰亚胺锂盐包括双氟磺酰亚胺锂或双(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一含氟金属盐还包括六氟磷酸锂，基于所述电解液的总质量，所述第一含氟金属盐的质量百分含量Y％满足：8≤Y≤25。

6.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电解液还包括第二含氟金属盐，所述第二含氟金属盐满足如下条件(c)至(e)中的至少一者：(c)所述第二含氟金属盐分子中氟原子的质量百分含量≥10％；

(d)基于所述电解液的总质量，所述第二含氟金属盐的质量百分含量为0.01％至

5.0％；

(e)所述第二含氟金属盐包括含氟碱金属盐中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的电化学装置，其特征在于，所述第二含氟金属盐包括含氟碱金属盐中的至少一种，所述含氟碱金属盐包括含氟锂盐、含氟钠盐或含氟铯盐中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的电化学装置，其特征在于，所述第二含氟金属盐包括氟代含硼锂盐、氟代含硼钠盐、氟代含硼铯盐、氟代磷酸锂盐、氟代磷酸钠盐、氟代磷酸铯盐或4,5‑二氰基‑2‑三氟甲基咪唑锂中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电解液还包括添加剂，所述添加剂满足如下条件(f)至(g)中的至少一者：(f)所述添加剂包括磺酸内酯、环状碳酸酯或氟代环状碳酸酯中的至少一种；

(g)基于所述电解液的总质量，所述添加剂的质量百分含量为0.01％至10％。

10.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述导电涂层满足如下条件(h)至(i)中的至少一者：(h)所述导电涂层的厚度dμm满足：0.2≤d≤5；

(i)所述导电涂层包括碳材料或导电聚合物材料中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置满足如下条件(j)至(k)中的至少一者：(j)所述正极集流体的拉伸强度为R MPa，其中R≥150；

(k)所述正极活性物质层包括钴酸锂、镍钴锰、磷酸铁锂、锰酸锂或富锂锰基材料中的至少一种。

12.一种电子装置，包括根据权利要求1至11中任一项所述的电化学装置。

说明书

电化学装置和电子装置

技术领域

[0001] 本申请涉及储能领域。具体地，本申请涉及一种电化学装置和电子装置。

背景技术

[0002] 锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、重量轻、自放电率低、循环寿命长、无记忆效应和环境友好等优点。除了应用于智能产品，例如手机、笔记本和相机等电子产品之外，锂离子电池在电动汽车、电动工具、无人机和电动轮船等功率更高的产品领域中的需求前景同样非常广阔。功率型产品需要更低的阻抗，对高温产气和安全性能要求也越来越高，因此降低电极组件中各部件内部和部件之间的阻抗，减少产热，是非常重要的开发方向。

发明内容

[0003] 第一方面，本申请提供一种电化学装置，其包括正极、负极、隔离膜和电解液，正极包括正极集流体、正极活性物质层和设置于正极集流体和正极活性物质层之间的导电涂层，电解液包括第一含氟金属盐，该第一含氟金属盐包括含氟磺酰亚胺锂盐中的至少一种，2
该电化学装置满足以下关系式：0.1≤X/d≤105，其中，X g/m 为正极集流体单面单位面积的含氟磺酰亚胺锂盐的质量，dμm为正极集流体单面导电涂层的厚度。

[0004] 含氟磺酰亚胺锂盐具有很好的解离效果，可以提升电解液的导电性，但可与金属离子形成可溶性物质，进而增加集流体腐蚀的风险。本申请将含氟磺酰亚胺锂盐和导电涂层相配合，通过导电涂层的引入降低了集流体与活性材料之间的接触电阻，同时还能够在一定程度上减少含氟磺酰亚胺锂盐与集流体接触而导致的腐蚀风险，既可以提高电化学装置的大倍率循环性能和降低电化学装置的温升，又能够减缓含氟磺酰亚胺锂盐对正极集流体的腐蚀影响，提升电化学装置的长期稳定性。

[0005] 根据本申请的一些实施方式，0.2≤X/d≤100。在本申请的一些实施方式中，10≤X/d≤100。在本申请的一些实施方式中，40≤X/d≤100。X/d的值过高，第一含氟金属盐对集流体的腐蚀风险增加，影响电化学装置的长期稳定性。X/d的值过低会增加电子或离子的传输阻力，影响大倍率下的电化学装置的性能发挥。

[0006] 根据本申请的一些实施方式，0.1≤X≤25。在一些实施方式中，2≤X≤20。

[0007] 根据本申请的一些实施方式，第一含氟金属盐满足如下条件(a)至(b)中的至少一者：(a)含氟磺酰亚胺锂盐包括式I所示的锂盐中的至少一种， 其中，R1和R2各自独立选自氟、C1‑C4烷基或氟代C1‑C4烷基，其中R1和R2中至少一者含有氟元素；(b)含氟磺酰亚胺锂盐包括双氟磺酰亚胺锂或双(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。

[0008] 根据本申请的一些实施方式，第一含氟金属盐还包括六氟磷酸锂，基于电解液的总质量，第一含氟金属盐的质量百分含量Y％满足：8≤Y≤25。

[0009] 根据本申请的一些实施方式，电解液还包括第二含氟金属盐，第二含氟金属盐满足如下条件(c)至(e)中的至少一者：(c)第二含氟金属盐分子中氟原子的质量百分含量≥10％；(d)基于电解液的总质量，第二含氟金属盐的质量百分含量为0.01％至5.0％；(e)第二含氟金属盐包括含氟碱金属盐中的至少一种，优选该含氟碱金属盐包括含氟锂盐、含氟钠盐或含氟铯盐中的至少一种，更优选第二含氟金属盐包括氟代含硼锂盐、氟代含硼钠盐、氟代含硼铯盐、氟代磷酸锂盐、氟代磷酸钠盐、氟代磷酸铯盐或4,5‑二氰基‑2‑三氟甲基咪唑锂中的至少一种。在一些实施方式中，第二含氟金属盐分子中氟原子的质量百分含量≥
10％，第二含氟金属盐包括含氟碱金属盐中的至少一种。在一些实施方式中，基于电解液的总质量，第二含氟金属盐的质量百分含量为0.01％至5.0％，第二含氟金属盐包括含氟碱金属盐中的至少一种。第二含氟金属盐的加入可以在电极表面形成保护层，减少副反应发生。
‑
同时第二含氟金属盐分解产生的F会在集流体表面形成金属氟化物例如AlF3钝化层，能够进一步降低集流体腐蚀的风险。

[0010] 根据本申请的一些实施方式，电解液还包括添加剂，添加剂满足如下条件(f)至(g)中的至少一者：(f)添加剂包括磺酸内酯、环状碳酸酯或氟代环状碳酸酯中的至少一种；(g)基于电解液的总质量，添加剂的质量百分含量为0.01％至10％。

[0011] 根据本申请的一些实施方式，该导电涂层满足如下条件(h)至(i)中的至少一者：(h)导电涂层的厚度dμm满足：0.1≤d≤5；(i)导电涂层包括碳材料或导电聚合物材料中的至少一种。

[0012] 根据本申请的一些实施方式，该电化学装置满足如下条件(j)至(k)中的至少一者：(j)正极集流体的拉伸强度为R MPa，其中R≥150；(k)活性物质层包括钴酸锂、镍钴锰、磷酸铁锂、锰酸锂或富锂锰基材料中的至少一种。

[0013] 第二方面，本申请提供了一种电子装置，其包括第一方面所述的电化学装置。

[0014] 本申请通过将正极的导电涂层和电解液中的含氟磺酰亚胺锂盐类有机锂盐相配合，既可以提高电化学装置的大倍率循环性能和降低电化学装置的温升，又可以减缓有机锂盐对正极集流体的腐蚀影响，提升电化学装置的长期稳定性。

具体实施方式

[0015] 为了简明，本文仅具体地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。

[0016] 在本文的描述中，除非另有说明，“以上”、“以下”包含本数。

[0017] 除非另有说明，本申请中使用的术语具有本领域技术人员通常所理解的公知含义。除非另有说明，本申请中提到的各参数的数值可以用本领域常用的各种测量方法进行测量(例如，可以按照在本申请的实施例中给出的方法进行测试)。

[0018] 术语“中的至少一者”、“中的至少一个”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个组分或多个组分。项目B可包含单个组分或多个组分。项目C可包含单个组分或多个组分。

[0019] 第一方面，本申请提供一种电化学装置，其包括正极、负极、隔离膜和电解液，正极包括正极集流体、正极活性物质层和设置于正极集流体和正极活性物质层之间的导电涂层，电解液包括第一含氟金属盐，该第一含氟金属盐包括含氟磺酰亚胺锂盐中的至少一种，2
该电化学装置满足以下关系式：0.1≤X/d≤105，其中，X g/m 为正极集流体单面单位面积的含氟磺酰亚胺锂盐的质量，dμm为正极集流体单面导电涂层的厚度。

[0020] 含氟磺酰亚胺锂盐具有很好的解离效果，可以提升电解液的导电性，但可与金属离子形成可溶性物质，进而增加集流体腐蚀的风险。本申请将含氟磺酰亚胺锂盐和导电涂层相配合，通过导电涂层的引入降低了集流体与活性材料之间的接触电阻，同时还能够在一定程度上减少含氟磺酰亚胺锂盐与集流体接触而导致的腐蚀风险，既可以提高电化学装置的大倍率循环性能和降低电化学装置的温升，又能够减缓含氟磺酰亚胺锂盐对正极集流体的腐蚀影响，提升电化学装置的长期稳定性。

[0021] 根据本申请的一些实施方式，X/d为0.5、5、15、25、30、35、45、47、50、53、55、57、60、43、65、67、70、73、75、77、83、85、87、90、93、95、97、103或这些值中任意两者组成的范围。根据本申请的一些实施方式，0.2≤X/d≤100。在本申请的一些实施方式中，10≤X/d≤100。在本申请的一些实施方式中，40≤X/d≤100。X/d的值过高，第一含氟金属盐对集流体的腐蚀风险增加，影响电化学装置的长期稳定性。X/d的值过低会增加电子或离子的传输阻力，影响大倍率下的电化学装置的性能发挥。

[0022] 根据本申请的一些实施方式，0.1≤X≤25。在一些实施方式中，X为0.7、1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、23或这些值中任意两者组成的范围。在一些实施方式中，2≤X≤20。

[0023] 根据本申请的一些实施方式，含氟磺酰亚胺锂盐包括式I所示的锂盐中的至少一种，

[0024]

[0025] 其中，R1和R2各自独立选自氟、C1‑C4烷基或氟代C1‑C4烷基，其中R1和R2中至少一者含有氟元素。在一些实施方式中，R1为氟、C1‑C4烷基或氟代C1‑C4烷基，R2为氟或氟代C1‑C4烷基。在一些实施方式中，R1和R2相同，均为氟或氟代C1‑C4烷基。在一些实施方式中，C1‑C4烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。在一些实施方式中，氟代C1‑C4烷基为氟代甲基、氟代乙基、氟代正丙基、氟代异丙基、氟代正丁基、氟代异丁基或氟代叔丁基，其中氟代表示C1‑C4烷基中至少一个氢原子被氟原子取代。在一些实施方式中，氟代C1‑C4烷基为一氟代甲基、二氟代甲基、三氟代甲基、三氟代乙基或六氟代异丙基。

[0026] 在一些实施方式中，含氟磺酰亚胺锂盐包括双氟磺酰亚胺锂或双(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。

[0027] 根据本申请的一些实施方式，第一含氟金属盐还包括六氟磷酸锂，基于电解液的总质量，第一含氟金属盐的质量百分含量Y％满足：8≤Y≤25。在一些实施方式中，Y为9、10、11、13、15、17、19、20、23、24或这些值中任意两者组成的范围。

[0028] 根据本申请的一些实施方式，电解液还包括第二含氟金属盐。第二含氟金属盐的‑加入可以在电极表面形成保护层，减少副反应发生。同时第二含氟金属盐分解产生的F 会在集流体表面形成金属氟化物例如AlF3钝化层，能够进一步降低集流体腐蚀的风险。

[0029] 在本申请的一些实施方式中，第二含氟金属盐分子中氟原子的质量百分含量≥10％。在一些实施方式中，第二含氟金属盐包括含氟碱金属盐中的至少一种，例如含氟锂盐、含氟钠盐或含氟铯盐。

[0030] 根据本申请的一些实施方式中，基于电解液的总质量，第二含氟金属盐的质量百分含量为0.01％至6.0％。在一些实施方式中，基于电解液的总质量，第二含氟金属盐的质量百分含量为0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、1.0％、1.5％、2.3％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.5％或这些值中任意两者组成的范围。在一些实施方式中，基于电解液的总质量，第二含氟金属盐的质量百分含量为0.01％至5.0％。在一些实施方式中，第二含氟金属盐包括含氟碱金属盐中的至少一种，例如含氟锂盐、含氟钠盐或含氟铯盐。

[0031] 根据本申请的一些实施方式，第二含氟金属盐包括含氟碱金属盐中的至少一种。在一些实施方式中，含氟碱金属盐包括含氟锂盐、含氟钠盐或含氟铯盐中的至少一种。在一些实施方式中，第二含氟金属盐包括氟代含硼锂盐、氟代含硼钠盐、氟代含硼铯盐、氟代磷酸锂盐、氟代磷酸钠盐、氟代磷酸铯盐或4,5‑二氰基‑2‑三氟甲基咪唑锂中的至少一种。

[0032] 在本申请的一些实施方式中，第二含氟金属盐包括第二含氟锂盐中的至少一种。在本申请的一些实施方式中，第二含氟锂盐包括氟代含硼锂盐、氟代磷酸锂盐或4,5‑二氰基‑2‑三氟甲基咪唑锂中的至少一种。在本申请的一些实施方式中，氟代含硼锂盐包括以下物质中的至少一种：

[0033]

[0034]

[0035] 在本申请的一些实施方式中，氟代磷酸锂盐包括二氟磷酸锂、四氟草酸磷酸锂(LiOTFP)或二氟草酸磷酸锂中的至少一种。

[0036] 根据本申请的一些实施方式，第二含氟金属盐包括第二含氟铯盐。在一些实施方式中，第二含氟铯盐包括氟代含硼铯盐中的至少一种。在一些实施方式中，氟代含硼铯盐为二氟草酸硼酸铯。

[0037] 根据本申请的一些实施方式，第二含氟金属盐包括第二含氟钠盐。在一些实施方式中，第二含氟钠盐包括氟代磷酸钠盐中的至少一种。在一些实施方式中，氟代磷酸钠盐为单氟磷酸钠或二氟磷酸钠中的至少一种。

[0038] 根据本申请的一些实施方式，电解液还包括添加剂，添加剂包括磺酸内酯、环状碳酸酯或氟代环状碳酸酯中的至少一种。根据本申请的一些实施方式，基于电解液的总质量，添加剂的质量百分含量为0.01％至11％。在一些实施方式中，基于电解液的总质量，添加剂的质量百分含量为0.05％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10.5％或这些值中任意两者组成的范围。在一些实施方式中，基于电解液的总质量，添加剂的质量百分含量为0.01％至10％。

[0039] 根据本申请的一些实施方式，磺酸内酯包括式III化合物：

[0040]

[0041] 其中，R11、R12、R13各自独立选自氢、卤素、烃基或含卤素的烃基。

[0042] 在一些实施方式中，R11、R12、R13各自独立选自C1‑C6的烷基、C2‑C6的烯基、C2‑C6的炔基、含卤素的C1‑C6的烷基、含卤素的C2‑C6的烯基或含卤素的C2‑C6的炔基。在一些实施方式中，C1‑C6的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基或戊基等。在一些实施方式中，C2‑C6的烯基为乙烯基、丙烯基或丁烯基。在一些实施方式中，C2‑C6的炔基为乙炔基、丙炔基或丁炔基。本申请中卤素指F、Cl、Br或I。

[0043] 在一些实施方式中，磺酸内酯化合物包括中的至少
一种。

[0044] 根据本申请的一些实施方式，氟代环状碳酸酯包含式IV的化合物中的至少一种：

[0045]

[0046] 式IV中，R5、R6、R7、R8各自独立地表示氢原子、氟原子或C1‑C4烷基，R5、R6、R7、R8中至少有一个为氟原子，且p为0、1、2、3或4。在一些实施方式中，氟代环状碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、二氟代碳酸乙烯酯(DFEC)、氟代碳酸丙烯酯、二氟代碳酸丙烯酯、三氟代碳酸丙烯酯、三氟甲基碳酸丙烯酯或氟代碳酸丁烯酯中的至少一种。

[0047] 根据本申请的一些实施方式，环状碳酸酯包含式V的化合物中的至少一种：

[0048]

[0049] 式V中，R9、R10各自独立地表示氢原子、C1‑C4烷基或C2‑C4烯基。在一些实施方式中，环状碳酸酯包括碳酸亚乙烯酯(VC)或碳酸乙烯亚乙酯中的至少一种。

[0050] 根据本申请的一些实施方式，导电涂层的厚度dμm满足：0.2≤d≤5。在一些实施方式中，d为0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5或这些值中任意两者组成的范围。在一些实施方式中，导电涂层的厚度dμm满足：0.2≤d≤2。

[0051] 根据本申请的一些实施方式，导电涂层包括碳材料或导电聚合物材料中的至少一种。在一些实施方式中，碳材料包括碳纳米管、碳纤维或导电炭黑中的至少一种。

[0052] 根据本申请的一些实施方式，该电化学装置中正极集流体的拉伸强度为R MPa，其中R≥150。在一些实施方式中，150≤d≤350。在一些实施方式中，150≤d≤300。根据本申请的一些实施方式，该电化学装置的正极极片中的活性物质层包括钴酸锂、镍钴锰、磷酸铁锂、锰酸锂或富锂锰基材料中的至少一种。

[0053] 本申请的电化学装置中使用的负极的材料、构成和其制造方法可包括任何现有技术中公开的技术。根据本申请的一些实施方式，负极包括负极集流体和负极活性材料层。

[0054] 根据本申请的一些实施方式，负极活性材料层包括负极活性材料，负极活性材料可以包括可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料、锂金属、锂金属合金、能够掺杂/脱掺杂锂的材料或过渡金属氧化物，例如Si或SiOx(0

[0055] 根据本申请的一些实施方式，负极活性材料层包含有粘合剂，且该粘合剂可以包括各种粘合剂聚合物，如二氟乙烯‑六氟丙烯共聚物(PVDF‑co‑HFP)、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、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、环氧树脂或尼龙等，但不限于此等。

[0056] 根据本申请的一些实施方式，负极活性材料层还包括导电材料来改善电极导电率。可以使用任何导电的材料作为该导电材料，只要它不引起化学变化即可。导电材料的示例包括：碳基材料，例如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑或碳纤维等；金属基材料，例如包括铜、镍、铝或银等的金属粉或金属纤维；导电聚合物，例如聚亚苯基衍生物等；或它们的混合物。集流体可以为铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜、包覆有导电金属的聚合物基板或它们的组合。

[0057] 本申请的电化学装置中使用的隔离膜的材料和形状没有特别限制，其可为任何现有技术中公开的技术。在一些实施例中，隔离膜包括由对本申请的电解液稳定的材料形成的聚合物或无机物等。

[0058] 例如隔离膜可包括基材层和表面处理层。基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜，基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的至少一种。具体的，可选用聚丙烯多孔膜、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。

[0059] 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。

[0060] 无机物层包括无机颗粒和粘结剂，无机颗粒选自氧化铝、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、氢氧化钙和硫酸钡中的至少一种。粘结剂选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯‑六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯烷氧、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的至少一种。

[0061] 聚合物层中包含聚合物，聚合物的材料选自聚酰胺、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、聚乙烯烷氧、聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯‑六氟丙烯)中的至少一种。

[0062] 在一些实施例中，本申请的电化学装置包括，但不限于：所有种类的一次电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或电容。在一些实施例中，电化学装置是锂二次电池。在一些实施例中，锂二次电池包括，但不限于：锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池。

[0063] 在第二方面，本申请提供了一种电子装置，其包括第一方面的电化学装置。

[0064] 本申请的电子设备或装置没有特别限定。在一些实施例中，本申请的电子设备包括但不限于，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。

[0065] 下面结合具体实施方式，进一步阐述本申请。应理解，这些具体实施方式仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。

[0066] 实施例及对比例中锂离子电池制备过程如下：

[0067] (1)正极极片制备

[0068] 先采用固含量为65％的Super P导电溶液均匀涂敷在正极集流体铝箔表面，得到含导电涂层的铝箔。

[0069] 将正极活性材料Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2、导电剂Super P、粘结剂聚偏二氟乙烯按照重量比96:2.2:1.8进行混合，加入N‑甲基吡咯烷酮(NMP)，在真空搅拌机作用下搅拌均匀，获得正极浆料，其中正极浆料的固含量为72wt％；将正极浆料均匀涂覆于含导电涂层的铝箔上；将涂覆后的铝箔在85℃下烘干，然后经过冷压、裁片、分切，随后在85℃的真空条件下2 3
干燥4h，得到正极极片。正极极片的容量面密度为14.0mg/cm，压实密度为3.3g/cm。

[0070] (2)负极极片制备

[0071] 将负极活性材料人造石墨、导电剂Super P、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)、粘结剂丁苯橡胶(SBR)按照重量比96:2:0.8:1.2进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下获得负极浆料，其中负极浆料的固含量为54wt％；将负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔上；将涂覆后的铜箔在85℃下烘干，然后经过冷压、裁片、分切，随后在120℃的真空条件下干燥
12h，得到负极极片。

[0072] (3)电解液制备

[0073] 在干燥的氩气气氛手套箱中，将溶剂(质量比EC/DEC/EMC＝3/2/5)、添加剂、锂盐按照所需含量进行混合。具体地，先加入溶剂，接着加入添加剂，溶解并充分搅拌后加入锂盐，混合均匀后获得电解液。

[0074] (4)隔离膜的制备

[0075] 选用9μm厚的聚乙烯(PE)隔离膜，经过PVDF浆液、无机颗粒(片状勃姆石和Al2O3比例为70:30)浆液涂覆烘干后得到最终隔离膜，涂层厚度为3μm，隔膜孔隙率为55％。

[0076] (5)锂离子电池的制备

[0077] 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、负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电池；焊接极耳后将裸电池置于外包装箔铝塑膜中，将上述制备好的电解液注入到干燥后的裸电池中，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、容量测试等工序，获得软包锂离子电池，测试电池内阻为1.5±0.5mΩ。

[0078] 测试方法

[0079] 1、导电涂层厚度测试：取包含导电涂层、活性物质涂层和铝箔的正极片，以极片长度方向中轴线为截面，以中心点为中心，取宽度为1cm的截面，通过SEM观察测量铝箔厚度h mm，铝箔厚度加导电涂层厚度H mm，导电涂层厚度d＝(H‑h)/2，选取5个点取平均值。

[0080] 2、X值测试：首先测量正极片集流体的长度和宽度，得到集流体的面积S m2，然后通过离心方式得到电池中电解液，采用离子色谱仪检测得到含氟磺酰亚胺锂盐占电解液的质量百分比m％；

[0081] 含氟磺酰亚胺锂盐在电池中的总质量：首先称取电池的总质量，然后将电池拆解得到电池主体(隔膜、正极片/负极片)、极耳以及外包装铝塑膜，电池主体部分用碳酸二甲酯溶剂浸泡48小时、再烘干，最终电池中电解液的总质量M g为电池总质量减去极耳质量、外包装质量和烘干后的电池主体质量，含氟磺酰亚胺锂盐在电池中的总质量为m％×M g；

[0082] 正极集流体单面单位面积的含氟磺酰亚胺锂盐的质量：X g/m2＝m％×M g/S m2。

[0083] 3、正极集流体拉伸强度测试：取长度＞30cm，宽度为8mm的铝箔，铝箔厚度为h mm，采用高铁拉力机以1mm/min的速度拉动，直到铝箔被拉断完成测试，根据仪器自带软件得到拉力值F(N)，拉伸强度R＝F/8/h。

[0084] 4、锂离子电池放电性能测试：将锂离子电池置于25℃恒温箱中，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温。将达到恒温的锂离子电池以5.0C恒流充电至电压为4.35V，然后以4.35V恒压充电至电流为0.05C。接着以11.0C恒流放电至3.0V，此过程采用多路测温仪监控电池表面温升。

[0085] 5、锂离子电池高温循环测试：将锂离子电池置于45℃高温炉，以5.0C恒流充电至电压4.35V，恒压充电至电流为0.05C，静置15min，然后再以11C恒流放电至3.0V，静置30min，以此作为一个循环。以第一次循环的放电容量为初始容量C0，电池循环1000次的容量为C1，则此时的电池容量保持率为R＝C1/C0×100％。

[0086] 测试结果

[0087] 表1展示了导电涂层的厚度dμm、正极集流体单面单位面积的含氟磺酰亚胺锂盐2
(双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)或双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI))的质量X g/m 、第一含氟金属盐(含氟磺酰亚胺锂盐与LiPF6)在电解液中的质量百分含量Y％对锂离子电池温升和容量保持率的影响。其中，FEC代表氟代碳酸乙烯酯。

[0088] 在表1所示的各实施例和对比例中，对比例1‑1至对比例1‑9、实施例1‑1至实施例1‑13中铝箔的拉伸强度为230MPa，实施例1‑14中铝箔的拉伸强度为140MPa。实施例1‑13中LiFSI和LiTFSI的摩尔比为2:1。

[0089] 表1

[0090]

[0091] 如表1所示，通过实施例1‑1至1‑13与对比例1‑1至1‑9的对比可以看出：含氟磺酰亚胺锂盐与导电涂层的配合降低了电池放电过程的温升、提升了循环容量保持率。这主要是因为导电涂层增强了活性物质与集流体之间的电子电导、含氟磺酰亚胺锂盐增加了离子传导，两者协同改善了电池大倍率放电时的产热。

[0092] 表2展示了电解液中第二含氟金属盐的种类与含量、添加剂种类与含量对锂离子电池温升和容量保持率的影响。表2所示的各实施例是基于实施例1‑7的进一步改进，也即区别仅在于表2中的参数。

[0093] 表2中，LiBF4代表四氟硼酸锂、LiDFOB代表二氟草酸硼酸锂、CsDFOB代表二氟草酸硼酸铯、LiOTFP代表四氟草酸磷酸锂、LiPO2F2代表二氟磷酸锂、NaPO2F2代表二氟磷酸钠、FEC代表氟代碳酸乙烯酯、PS代表1,3‑丙磺内酯、VC代表碳酸亚乙酯。

[0094] 表2

[0095]

[0096] 如表2所示，通过实施例2‑1至实施例2‑9与实施例1‑7的对比可以看出：第二含氟锂盐的加入可以进一步提高电池的循环寿命。这主要是因为第二含氟锂分子具有较高的含氟比例，可以与集流体表面形成更稳定保护层，从而提升电池长期使用的稳定性。

[0097] 通过实施例2‑10至实施例2‑14与实施例1‑7的对比可以看出：磺酸内酯类添加剂或环状碳酸酯添加剂的加入可进一步提高电池的容量保持率。这主要是因为添加剂增加了极片表面的成膜并能在循环过程中修复极片表面成膜。

[0098] 通过实施例2‑15和实施例2‑16与实施例1‑7的对比可以看出：第二含氟金属盐为钠盐或铯盐时，依然能得到较好的效果。

[0099] 虽然已经说明和描述了本申请的一些示例性实施方式，然而本申请不限于所公开的实施方式。相反，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离如所附权利要求中描述的本申请的精神和范围的情况下，可对所描述的实施方式进行一些修饰和改变。