本申請涉及儲能領域，具體涉及一種電化學裝置和電子裝置，特別是鋰離子電池。

背景技術：

1、近年來，隨著智能手機、平板電腦和智能穿戴等電子產品的快速發展，人們對電化學裝置(例如，鋰離子電池)的需求顯著增加。考慮到電子產品的使用時長和工作環境的不同，消費者對鋰離子電池的能量密度和使用安全性的要求越來越高。

2、通常可采用高電壓鈷酸鋰(4.4v及以上)作為正極活性物質和具有高容量高壓實密度的石墨負極材料來提升鋰離子電池的能量密度。然而，隨著溫度和電壓的升高，鈷酸鋰的穩定性變差，且常用的電解液易發生分解，由此會惡化鋰離子電池的性能。

3、有鑒于此，確有必要提供一種在高溫高壓下具有改進性能的電化學裝置和電子裝置。

技術實現思路

1、本申請實施例通過提供一種在高溫高壓下具有改善的電壓降和安全性的電化學裝置和電子裝置以在某種程度上解決存在于現有技術的問題。

2、在本申請的一方面，本申請提供一種電化學裝置，其包括：正極、負極和電解液，所述正極包括正極集流體和形成在所述正極集流體上的正極活性物質層，所述正極活性物質層包括正極活性物質，其中：所述正極活性物質具有第一元素，所述第一元素包括鑭、釔、鈰或鎢中的至少一種，基于所述正極活性物質的重量，所述第一元素的含量為a％，a≤1；并且所述電解液包括丙酸酯和具有氰基的化合物。

3、根據本申請的實施例，所述正極活性物質還具有第二元素，所述第二元素包括鋁、鎂、鈦或鋯中的至少一種。

4、根據本申請的實施例，基于所述電解液的重量，所述丙酸酯和所述具有氰基的化合物的含量之和為b％，且a和b滿足：0.1≤a×b≤20。

5、根據本申請的實施例，0.2≤a×b≤15。

6、根據本申請的實施例，0.01≤a≤1。

7、根據本申請的實施例，基于所述電解液的重量，所述丙酸酯和所述具有氰基的化合物的含量之和為b％，b的取值范圍為5至65。

8、根據本申請的實施例，基于所述電解液的重量，所述丙酸酯的含量為x％，所述具有氰基的化合物的含量為y％，x和y滿足：1≤x/y≤20。

9、根據本申請的實施例，基于所述電解液的重量，所述丙酸酯的含量為x％，x的取值范圍為5至50。

10、根據本申請的實施例，基于所述電解液的重量，所述具有氰基的化合物的含量為y％，y的取值范圍為0.1至15。

11、根據本申請的實施例，所述正極活性物質層中所述正極活性物質的重量分數為m％，m的取值范圍為95至99；基于所述電解液的重量，所述丙酸酯的含量為x％；并且m和x滿足：1.5≤m/x≤18。

12、根據本申請的實施例，所述正極活性物質的平均粒徑為dμm，d的取值范圍為5至30；基于所述電解液的重量，所述具有氰基的化合物的含量為y％；并且d和y滿足：1≤d/y≤20。

13、根據本申請的實施例，所述丙酸酯包含丙酸乙酯或丙酸丙酯中的至少一種。

14、根據本申請的實施例，所述具有氰基的化合物包含丁二腈、戊二腈、己二腈、1,5-二氰基戊烷、1,6-二氰基己烷、四甲基丁二腈、2-甲基戊二腈、2,4-二甲基戊二腈、2,2,4,4-四甲基戊二腈、1,4-二氰基戊烷、1,2-二氰基苯、1,3-二氰基苯、1,4-二氰基苯、乙二醇雙(丙腈)醚、3,5-二氧雜-庚二腈、1,4-二(氰基乙氧基)丁烷、二乙二醇二(2-氰基乙基)醚、三乙二醇二(2-氰基乙基)醚、四乙二醇二(2-氰基乙基)醚、1,3-二(2-氰基乙氧基)丙烷、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、1,5-二(2-氰基乙氧基)戊烷、乙二醇二(4-氰基丁基)醚、1,4-二氰基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-乙基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二乙基-2-丁烯、1,6-二氰基-3-己烯、1,6-二氰基-2-甲基-3-己烯、1,3,5-戊三甲腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己三甲腈、1,2,6-己三甲腈、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷、1,2,4-三(2-氰基乙氧基)丁烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亞甲基)乙烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亞甲基)丙烷、3-甲基-1,3,5-三(氰基乙氧基)戊烷、1,2,7-三(氰基乙氧基)庚烷、1,2,6-三(氰基乙氧基)己烷或1,2,5-三(氰基乙氧基)戊烷中的至少一種。

15、根據本申請的實施例，所述電解液還包括二氟磷酸鋰或式i化合物中的至少一種，

16、

17、其中m+表示季銨陽離子或咪唑陽離子，r表示c1-5烷基。

18、根據本申請的實施例，所述電解液還包括氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙磺酸內酯、硫酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯或1-丙基磷酸環酐中的至少一種。

19、根據本申請的實施例，所述正極活性物質包括含有鑭、釔或鈰中的至少一種的鈷酸鋰或含有鎢的三元正極活性物質中的至少一種。

20、在本申請的另一方面，本申請提供一種電子裝置，其包括根據本申請的電化學裝置。

21、本申請使用的正極活性物質層在熱失控下具有改善的界面穩定性，而且能夠充分抑制電化學裝置在高壓高溫下的電壓降，同時搭配使用包括丙酸酯和具有氰基的化合物的電解液，可顯著改善電化學裝置的高溫安全性。

22、本申請實施例的額外層面及優點將部分地在后續說明中描述、顯示、或是經由本申請實施例的實施而闡釋。

技術特征：

1.一種電化學裝置，其包括：正極、負極和電解液，所述正極包括正極集流體和形成在所述正極集流體上的正極活性物質層，所述正極活性物質層包括正極活性物質，其中：

2.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中基于所述電解液的重量，所述丙酸酯和所述具有氰基的化合物的含量之和為b％，且a和b滿足：0.1≤a×b≤20。

3.根據權利要求2所述的電化學裝置，其中0.2≤a×b≤15。

4.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中0.01≤a≤1。

5.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中基于所述電解液的重量，所述丙酸酯和所述具有氰基的化合物的含量之和為b％，b的取值范圍為5至65。

6.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中基于所述電解液的重量，所述丙酸酯的含量為x％，所述具有氰基的化合物的含量為y％，x和y滿足：1≤x/y≤20。

7.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中基于所述電解液的重量，所述丙酸酯的含量為x％，x的取值范圍為5至50。

8.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中基于所述電解液的重量，所述具有氰基的化合物的含量為y％，y的取值范圍為0.1至15。

9.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中：

10.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中：

11.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中所述丙酸酯包含丙酸乙酯或丙酸丙酯中的至少一種。

12.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中所述具有氰基的化合物包含丁二腈、戊二腈、己二腈、1,5-二氰基戊烷、1,6-二氰基己烷、四甲基丁二腈、2-甲基戊二腈、2,4-二甲基戊二腈、2,2,4,4-四甲基戊二腈、1,4-二氰基戊烷、1,2-二氰基苯、1,3-二氰基苯、1,4-二氰基苯、乙二醇雙(丙腈)醚、3,5-二氧雜-庚二腈、1,4-二(氰基乙氧基)丁烷、二乙二醇二(2-氰基乙基)醚、三乙二醇二(2-氰基乙基)醚、四乙二醇二(2-氰基乙基)醚、1,3-二(2-氰基乙氧基)丙烷、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、1,5-二(2-氰基乙氧基)戊烷、乙二醇二(4-氰基丁基)醚、1,4-二氰基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-乙基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二乙基-2-丁烯、1,6-二氰基-3-己烯、1,6-二氰基-2-甲基-3-己烯、1,3,5-戊三甲腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己三甲腈、1,2,6-己三甲腈、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷、1,2,4-三(2-氰基乙氧基)丁烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亞甲基)乙烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亞甲基)丙烷、3-甲基-1,3,5-三(氰基乙氧基)戊烷、1,2,7-三(氰基乙氧基)庚烷、1,2,6-三(氰基乙氧基)己烷或1,2,5-三(氰基乙氧基)戊烷中的至少一種。

13.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中所述電解液還包括二氟磷酸鋰或式i化合物中的至少一種，

14.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中所述電解液還包括氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙磺酸內酯、硫酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯或1-丙基磷酸環酐中的至少一種。

15.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中所述正極活性物質包括含有鑭、釔或鈰中的至少一種的鈷酸鋰或含有鎢的三元正極活性物質中的至少一種。

16.一種電子裝置，其包括根據權利要求1-15中任一項所述的電化學裝置。

技術總結
本申請涉及一種電化學裝置和電子裝置。具體而言，本申請提供一種電化學裝置，其包括：正極、負極和電解液，所述正極包括正極集流體和形成在所述正極集流體上的正極活性物質層，所述正極活性物質層包括正極活性物質，其中：所述正極活性物質具有第一元素，所述第一元素包括鑭、釔、鈰或鎢中的至少一種，基于所述正極活性物質的重量，所述第一元素的含量為a％，a≤1；并且所述電解液包括丙酸酯和具有氰基的化合物。本申請的電化學裝置在高溫高壓下具有改善的電壓降和安全性。

技術研發人員：王可飛
受保護的技術使用者：寧德新能源科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28