本申請涉及儲能，更具體而言涉及一種電化學裝置及包含其的電器。

背景技術：

1、目前，碳中和、碳達峰概念加速促進了新能源產業的發展，而鋰電池是新能源產業的重要一環。隨著對鋰電池需求的不斷擴大，對于鈷、鎳、錳等過渡金屬元素原材料的需求相應地也在不斷增加，這造成了鈷、鎳相關資源的價格上漲。因此，業界一直尋求通過增加正極材料中錳(mn)的含量以降低成本。然而，正極活性材料中高含量的錳元素容易產生溶出的問題，溶出的錳沉積到負極造成負極界面保護膜層(sei(solid?electrolyteinterphase))的破壞，導致鋰電池的循環性能和儲存性能不佳。

技術實現思路

1、本申請是鑒于上述現有技術中存在的問題而進行的，其目的在于提供一種電化學裝置及包含其的電器，以解決上述問題，即消除或者至少減輕在正極活性材料中使用高含量錳時所造成的鋰電池循環性能和儲存性能不佳的問題。

2、為了達到上述目的，本申請提供了一種電化學裝置及包含其的電器。

3、一方面，本發明提供一種電化學裝置，其包括正極、負極、隔離膜和電解液，其中

4、所述電解液包括氟代碳酸乙烯酯，所述氟代碳酸乙烯酯的含量a為0.01％至5％，基于所述電解液的質量計；

5、所述正極包括正極活性材料，所述正極活性材料包含mn元素，所述mn元素的含量大于或等于15％，基于所述正極活性材料的質量計；

6、所述正極活性材料的單位反應面積為c，以m2/cm2計，a與c滿足以下關系：0.0006≤a/c≤6.25；其中所述單位反應面積為單位面積(cm2)的正極活性材料的重量w(g)與正極活性材料的比表面積bet(m2/g)的乘積。

7、在任意實施方式中，所述的電化學裝置滿足以下條件中的至少一者：

8、0.0006≤a/c≤2.5；

9、所述氟代碳酸乙烯酯的含量為0.05％至5％，基于所述電解液的質量計；

10、w的范圍為8mg/cm2至35mg/cm2，bet的范圍為1m2/g至5m2/g。

11、在任意實施方式中，所述正極活性材料的dv10/dv99為z，a/z為0.01至1。

12、在任意實施方式中，所述電解液還包括碳酸亞乙烯酯(vc)，所述碳酸亞乙烯酯的含量b為0.01％至5％，基于所述電解液的質量計。

13、在任意實施方式中，b與a滿足以下關系式：0.11a-0.05％<b<5.1a+0.45％。

14、在任意實施方式中，在所述正極活性材料中，mn元素的含量為x，b/x≥10-3。

15、在任意實施方式中，所述電解液還包括添加劑a，所述添加劑a選自甲烷二磺酸亞甲酯(mmds)、1,3-丙烯磺酸內酯(pes)、1,3-丙磺酸內酯(ps)、丁二酸酐(sa)、二氟磷酸鋰(lipo2f2)、2-氟吡啶(2-py)和雙氟磺酰亞胺鋰(lifsi)中的至少一種。

16、在任意實施方式中，所述添加劑a的含量為0.01至10％，基于所述電解液的質量計。

17、在任意實施方式中，所述電解液中還含有碳酸二甲酯(dmc)，所述碳酸二甲酯的含量小于或等于5％，基于所述電解液的質量計。

18、在任意實施方式中，所述正極活性材料包括錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰中的至少一種。

19、在任意實施方式中，所述的電化學裝置滿足以下條件中的至少一者：

20、所述氟代碳酸乙烯酯的含量為0.05％至3％，基于所述電解液的質量計；

21、w的范圍為13mg/cm2至30mg/cm2，bet的范圍為1.2m2/g至3.5m2/g；

22、所述電解液還包括碳酸亞乙烯酯(vc)，所述碳酸亞乙烯酯的含量為0.01％至2％，基于所述電解液的質量計；

23、所述電解液還包括碳酸二甲酯，所述碳酸二甲酯的含量小于或等于1％，基于所述電解液的質量計；

24、所述正極活性材料中mn元素的含量小于或等于60％；

25、所述正極活性材料的dv10/dv99為z，a/z為0.05至0.3。

26、另一方面，本申請還提供一種包含上述電化學裝置的電器。

27、出乎意料地發現，在提高正極活性材料中錳含量的情況下，通過將電解液中的氟代碳酸乙烯酯含量與正極活性材料的單位反應面積的比例控制在本發明的范圍內可以明顯改善電池的循環性能和儲存性能。這保證了正極材料中錳元素含量提高后的電池的性能要求，從而實現了電池產品成本和性能的兼顧。

技術特征：

1.一種電化學裝置，其包括正極、負極、隔離膜和電解液，

2.根據權利要求1所述的電化學裝置，其滿足以下條件中的至少一者：

3.根據權利要求1或2所述的電化學裝置，其中所述正極活性材料的dv10/dv99為z，a/z為0.01至1。

4.根據權利要求1或2所述的電化學裝置，其中所述電解液還包括碳酸亞乙烯酯，所述碳酸亞乙烯酯的含量b為0.01％至5％，基于所述電解液的質量計。

5.根據權利要求4所述的電化學裝置，其中滿足以下條件中的至少一者：

6.根據權利要求1或2所述的電化學裝置，所述電解液還包括有碳酸二甲酯，所述碳酸二甲酯的含量小于或等于5％，基于所述電解液的質量計。

7.根據權利要求1或2所述的電化學裝置，其中所述正極活性材料包括錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰中的至少一種。

8.根據權利要求1或2所述的電化學裝置，其滿足以下條件中的至少一者：

9.一種電器，其包括權利要求1-8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，其包括正極、負極、隔離膜和電解液，其中所述電解液包括氟代碳酸乙烯酯，所述氟代碳酸乙烯酯的含量a為0.01％至5％，基于所述電解液的質量計；所述正極包括正極活性材料，所述正極活性材料包含Mn元素，所述Mn元素的含量大于或等于15％，基于所述正極活性材料的質量計；所述正極活性材料的單位反應面積為c，以m2/cm2計，a與c滿足以下關系：0.0006≤a/c≤6.25；其中所述單位反應面積為單位面積的正極活性材料的重量W與正極活性材料的比表面積BET的乘積。本發明的電化學裝置保證了正極材料中錳元素含量提高后的電池的性能要求，從而實現了電池產品成本和性能的兼顧。

技術研發人員：劉俊飛,蘭弟勝,唐超,彭謝學
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