一种电化学装置和电子装置的制作方法

1.本技术涉及电化学技术领域，特别是涉及一种电化学装置和电子装置。


背景技术：

2.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。但也对锂离子电池的综合性能提出更高的要求，例如同时具有较高的充电速率和良好的循环性能等。


技术实现要素：

3.超级快充锂离子电池由于具有较高的充电速率而被广泛应用于便携式的电子设备中。超级快充锂离子电池的正极极片上的正极活性层通常采用斑马涂布的方式，沿极片宽度方向会形成多个相互平行的活性层。本技术的发明人研究发现，在涂布过程中，由于浆料表面张力的原因，会导致活性层边缘区域的厚度小于活性层中间区域的厚度，随着极片的卷绕或堆叠，制备得到的电极组件沿极片宽度方向的边缘区域和中间区域存在的厚度差会越发显著，使得制备得到的锂离子电池在热压化成过程中端部和中部受到的压力不均衡，导致在端部和中部的负极极片上形成的固体电解质界面(sei)膜致密性差异较大，从而影响锂离子电池的循环性能。
4.鉴于上述问题，本技术的目的在于提供一种电化学装置和电子装置，以改善电化学装置的循环性能。
5.本技术的第一方面提供了一种电化学装置，其包括电极组件，所述电极组件包括负极极片和正极极片，所述负极极片包括负极集流体和位于所述负极集流体表面的负极活性层，所述正极极片包括正极集流体和位于所述正极集流体表面的正极活性层，所述负极活性层的宽度为ha，沿所述负极活性层的宽度方向，所述负极活性层包括相对的第一边缘和第二边缘，所述负极活性层包括第一区域和第二区域，所述第一区域为所述第一边缘至距离所述第一边缘ha/4的区域，所述第二区域为距离所述第一边缘ha/4至距离所述第一边缘3ha/4的区域；所述电化学装置在50％荷电状态下拆解，单位面积所述第一区域的电荷转移阻抗为rct1，单位面积所述第二区域的电荷转移阻抗为rct2，满足：85％≤rct1/rct2≤140％。通过调控第一区域和第二区域之间电荷转移阻抗的比值在上述范围内，一方面，能够避免第一区域的电荷转移阻抗相对过小时，锂离子在其负极活性层表面富集并引发大量的副反应，导致后续阻抗快速恶化；另一方面，能够避免第一区域的电荷转移阻抗相对过大时，锂离子在其负极活性层表面的嵌入受阻，从而导致锂析出。因此，通过调控第一区域和第二区域之间电荷转移阻抗的比值在上述范围内，有利于改善电化学装置的析锂现象，从而提高电化学装置的循环性能。
6.在本技术的一些实施方案中，110％≤rct1/rct2≤140％；由于在电极组件的端部，电解液的扩散较为容易，因此，在充放电过程中，锂离子在电极组件端部富集并引发副反应的风险较大，rct1/rct2在上述范围内时，电极组件端部负极极片第一区域的电荷转移
阻抗rct1较大，通过提高第一区域的电荷转移阻抗rct1，能够抑制充放电过程中锂离子在电极组件端部的富集，从而降低电极组件端部发生副反应的风险，进而提高电化学装置的循环性能。
7.在本技术的一些实施方案中，|rct1-rct2|≤27mω/mm2；此时，第一区域和第二区域的电荷转移阻抗差异较小，有利于改善电化学装置的循环性能。
8.在本技术的一些实施方案中，所述第一区域中负极活性层的平均厚度h1和所述第二区域中负极活性层的平均厚度h2满足：(h2-h1)/h2≤0.15。此时，第一区域和第二区域中负极活性层的厚度差异较小，有利于提高单位面积第一区域和第二区域可嵌锂容量的一致性，降低局部析锂的风险，从而有利于改善电化学装置的循环性能。
9.在本技术的一些实施方案中，40μm≤h1≤120μm。
10.在本技术的一些实施方案中，40μm≤h2≤120μm。
11.在本技术的一些实施方案中，h2-h1≤5μm。
12.在本技术的一些实施方案中，所述电化学装置满足以下条件中的至少一者：(iv)60mω/mm2≤rct1≤100mω/mm2；(v)60mω/mm2≤rct2≤80mω/mm2。此时，第一区域和/或第二区域中负极活性层上所形成的sei膜较为致密，有利于改善电化学装置的循环性能。
13.在本技术的一些实施方案中，所述正极活性层的宽度为hb，沿所述正极活性层的宽度方向，所述正极活性层包括相对的第三边缘和第四边缘，所述正极活性层包括第三区域和第四区域，所述第三区域为所述第三边缘至距离所述第三边缘hb/4的区域，所述第四区域为距离所述第三边缘hb/4至距离所述第三边缘3hb/4的区域，所述第三区域中正极活性层的平均厚度h3和所述第四区域中正极活性层的平均厚度h4满足：(h4-h3)/h4≤0.3。通过调控(h4-h3)/h4的值在上述范围内，一方面，能够降低电极组件端部和中部的厚度差异，提高第一区域中负极活性层上所形成sei膜的致密性；另一方面，能够降低第三区域和第四区域中正极活性层可脱锂容量的差异性，有利于改善负极极片的析锂现象，进而改善电化学装置的循环性能。
14.在本技术的一些实施方案中，0.05≤(h4-h3)/h4≤0.2。通过调控(h4-h3)/h4≥0.05，能够降低第三区域中正极活性层的可脱锂容量，从而可降低负极极片边缘析锂的风险，进而改善电化学装置的循环性能。
15.在本技术的一些实施方案中，50μm≤h3≤100μm。
16.在本技术的一些实施方案中，50μm≤h4≤100μm。
17.在本技术的一些实施方案中，h4-h3≤25μm。
18.在本技术的一些实施方案中，沿所述负极极片的厚度方向观察，所述负极活性层的宽度方向上包括未与所述正极活性层重叠的第一伸出区，所述正极极片还包括绝缘层，沿所述负极极片的厚度方向观察，所述绝缘层与所述第一伸出区至少部分重叠。负极活性层的宽度大于正极活性层的宽度，可以降低负极活性层边缘析锂的风险，但在边缘处的负极活性层由于对侧没有正极活性层，导致电极组件边缘处的厚度较小，通过绝缘层的设置能够填充该处间隙，从而改善负极活性层中第一伸出区的界面，降低负极极片边缘析锂的风险，进而改善电化学装置的循环性能。
19.在本技术的一些实施方案中，所述绝缘层包括无机颗粒，有利于得到具有良好硬度的绝缘层，在热压化成过程中能够提供充分的支撑，改善负极活性层中第一伸出区的界
面，进而提高电化学装置的循环性能。
20.在本技术的一些实施方案中，所述绝缘层还包括粘结剂。
21.在本技术的一些实施方案中，所述无机颗粒包括hfo2、srtio3、sno2、ceo2、mgo、nio、cao、bao、zno、zro2、y2o3、al2o3、tio2、sio2、勃姆石、氢氧化镁、氢氧化铝、磷酸锂、锂钛磷酸盐、锂铝钛磷酸盐、锂镧钛酸盐、锂锗硫代磷酸盐、锂氮化物、sis2玻璃、p2s5玻璃、li2o、lif、lioh、li2co3、lialo2、锂锗磷硫陶瓷或石榴石陶瓷中的至少一种。
22.在本技术的一些实施方案中，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚胺酯、氟化橡胶、聚乙烯醇或聚丙烯酸钠中的至少一种。
23.在本技术的一些实施方案中，基于所述绝缘层的质量，所述粘结剂的质量百分含量为5％至40％。
24.在本技术的一些实施方案中，所述电化学装置的内阻r为15mω至19mω；
25.在本技术的一些实施方案中，所述负极活性层的压实密度为1.0g/cm3至1.9g/cm3。在本技术的一些实施方案中，所述负极活性层的孔隙率为20％至40％。在本技术的一些实施方案中，所述正极活性层的压实密度为3.5g/cm3至4.5g/cm3。在本技术的一些实施方案中，所述正极活性层的孔隙率为20％至45％。当电化学装置满足上述特征中的至少一者，均有利于改善电化学装置的循环性能和/或电化学性能。
26.本技术的第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案中的电化学装置。本技术提供的电化学装置具有良好的循环性能，从而本技术提供的电子装置具有较长的使用寿命。
27.本技术提供一种电化学装置和电子装置，电化学装置包括电极组件，电极组件包括负极极片和正极极片，负极极片包括负极集流体和位于负极集流体表面的负极活性层，正极极片包括正极集流体和位于正极集流体表面的正极活性层，负极活性层的宽度为ha，沿负极活性层的宽度方向，负极活性层包括相对的第一边缘和第二边缘，负极极片包括第一区域和第二区域，第一区域为第一边缘至距离第一边缘ha/4的区域，第二区域为距离第一边缘ha/4至距离第一边缘3ha/4的区域；电化学装置在50％荷电状态下拆解，单位面积第一区域的电荷转移阻抗为rct1，单位面积第二区域的电荷转移阻抗为rct2，满足：85％≤rct1/rct2≤140％。通过调控第一区域和第二区域之间电荷转移阻抗的比值在上述范围内，有利于改善电化学装置的析锂现象，从而提高电化学装置的循环性能。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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它的实施例。
29.图1为采用斑马涂布制备正极极片的示意图；
30.图2为本技术的一种实施方案中的负极活性层的示意图；
31.图3为本技术的一种实施方案中的电极组件的示意图；
32.图4为本技术的一种实施方案中的正极活性层的示意图；
33.图5为本技术的另一种实施方案中的正极极片的示意图；
34.图6为本技术的一种实施方案中的电化学装置表面设置胶纸的示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本技术实施方案中的附图，对本技术实施方案中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方案仅仅是本技术一部分实施方案，而不是全部的实施方案。基于本技术中的实施方案，本领域普通技术人员基于本技术所获得的所有其它实施方案，都属于本技术保护的范围。
36.需要说明的是，本技术的具体实施方案中，以锂离子电池作为电化学装置的例子来解释本技术，但是本技术的电化学装置并不仅限于锂离子电池。
37.超级快充锂离子电池的正极极片上的正极活性层通常采用斑马涂布的方式进行制备(如图1所示)，沿极片10宽度方向会形成多个相互平行的活性层，例如图1中的10a、10b、10c，制备完成后裁切出包含各活性层的正极极片用于制备电极组件。本技术的发明人研究发现，在涂布过程中，由于浆料表面张力的原因，会导致活性层边缘区域的厚度小于活性层中间区域的厚度。例如，在子区域10a中，靠近边缘11的区域的厚度通常小于子区域10a的中间区域的厚度。随着极片的卷绕或堆叠，制备得到的电极组件沿极片宽度方向的边缘区域和中间区域存在的厚度差会越发显著，使得锂离子电池在热压化成过程中端部和中部受到的压力不均衡，导致电极组件的边缘区域化成不完全，不利于固体电解质界面(sei)膜的形成。从而在锂离子电池循环过程中，电极组件的边缘区域更容易产生析锂现象，进而影响锂离子电池的循环性能。
38.基于上述问题，本技术提供了一种电化学装置和电子装置，以改善电化学装置的循环性能。
39.本技术的第一方面提供了一种电化学装置，其包括电极组件，电极组件包括负极极片和正极极片，负极极片包括负极集流体和位于负极集流体表面的负极活性层，正极极片包括正极集流体和位于正极集流体表面的正极活性层，负极活性层的宽度为ha，如图2所示，沿负极活性层20的宽度方向，负极活性层20包括相对的第一边缘21和第二边缘22，负极活性层包括第一区域20a和第二区域20b，第一区域20a为第一边缘21至距离第一边缘21的ha/4的区域，第二区域20b为距离第一边缘21的ha/4至距离第一边缘21的3ha/4的区域；电化学装置在50％荷电状态(soc)下拆解，单位面积第一区域的电荷转移阻抗为rct1，单位面积第二区域的电荷转移阻抗为rct2，满足：85％≤rct1/rct2≤140％。例如，rct1/rct2的值可以为85％、90％、100％、107％、110％、120％、130％、140％或为其间的任意范围。本技术的发明人发现，通过调控第一区域和第二区域之间电荷转移阻抗的比值在上述范围内，一方面，能够避免第一区域的电荷转移阻抗相对过小时，锂离子在充放电过程中，在其负极活性层表面富集并引发大量的副反应，导致后续阻抗快速恶化；另一方面，能够避免第一区域的电荷转移阻抗相对过大时，锂离子在其负极活性层表面的嵌入受阻，从而导致锂析出。因此，通过调控第一区域和第二区域之间电荷转移阻抗的比值在上述范围内，有利于改善电化学装置的析锂现象，从而提高电化学装置的循环性能。
40.进一步地，110％≤rct1/rct2≤140％，由于在电极组件的端部，电解液的扩散较为容易，因此，在充放电过程中，锂离子在电极组件端部富集并引发副反应的风险较大，rct1/rct2在上述范围内时，电极组件端部负极极片第一区域的电荷转移阻抗rct1较大，通过提高第一区域的电荷转移阻抗rct1，能够抑制充放电过程中锂离子在电极组件端部的富集，从而降低电极组件端部发生副反应的风险，进而提高电化学装置的循环性能。
41.示例性地，如图3所示，电极组件50为卷绕结构，电极组件50包括与负极极片(图中未示出)第一区域连接的负极极耳51，以及与正极极片(图中未示出)连接的正极极耳52，正极极耳52和负极极耳51从边缘区域伸出，沿负极极片宽度方向，第一区域(图中未示出)与电极组件50的边缘区域50a相对应。本技术中的负极极耳是指从负极极片上引出来的金属导体，用于将负极极片上的电流引出。本技术对负极极耳的材料没有特别限制，可以采用本领域已知的材料，只要能实现本技术的目的即可。本技术中所说的电极组件可以是包含正极极片、负极极片和隔膜的电极组件，并以上述电极组件为例进行说明。本领域技术人员应当理解，以上和以下说明仅为举例说明，并不限定本技术的保护范围。
42.在本技术的一些实施方案中，|rct1-rct2|≤27mω/mm2；例如，|rct1-rct2|的值可以为5mω/mm2、10mω/mm2、15mω/mm2、20mω/mm2、25mω/mm2、27mω/mm2或为其间的任意范围。此时，第一区域和第二区域的电荷转移阻抗差异较小，有利于改善电化学装置的循环性能。
43.在本技术的一些实施方案中，第一区域中负极活性层的平均厚度h1和第二区域中负极活性层的平均厚度h2满足：(h2-h1)/h2≤0.15。例如，(h2-h1)/h2的值可以为0.01、0.02、0.05、0.08、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15或为其间的任意范围。此时，第一区域和第二区域中负极活性层的厚度差异较小，有利于提高单位面积第一区域和第二区域可嵌锂容量的一致性，降低局部析锂的风险，从而有利于改善电化学装置的循环性能。
44.在本技术的一些实施方案中，第一区域中负极活性层的平均厚度h1和第二区域中负极活性层的平均厚度h2之差为h1-h2≤5μm。本技术对h1和h2的值没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如40μm≤h1≤120μm、40μm≤h2≤120μm。
45.在本技术的一些实施方案中，电化学装置满足以下条件中的至少一者：(iv)60mω/mm2≤rct1≤100mω/mm2；(v)60mω/mm2≤rct2≤80mω/mm2。此时，第一区域和/或第二区域中负极活性层上所形成的sei膜较为致密，有利于改善电化学装置的循环性能。例如，rct1的值可以为60mω/mm2、70mω/mm2、80mω/mm2、90mω/mm2、100mω/mm2或为其间的任意范围。例如，rct2的值可以为60mω/mm2、65mω/mm2、70mω/mm2、75mω/mm2、80mω/mm2或为其间的任意范围。
46.在本技术的一些实施方案中，正极活性层的宽度为hb，如图4所示，沿正极活性层30的宽度方向，正极活性层30包括相对的第三边缘31和第四边缘32，正极活性层包括第三区域30a和第四区域30b，第三区域30a为第三边缘31至距离第三边缘31的hb/4的区域，第四区域30b为距离第三边缘31的hb/4至距离第三边缘31的3hb/4的区域，第三区域中正极活性层的平均厚度h3和第四区域中正极活性层的平均厚度h4满足：(h4-h3)/h4≤0.3。例如，(h4-h3)/h4的值可以为0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3或为其间的任意范围。可以理解的是，在电极组件中，第三区域与第一区域位置相对。通过调控(h4-h3)/h4的值在上述范围内，一方面，能够降低电极组件端部和中部的厚度差异，提高第一区域中负极活性层上所形成sei膜的致密性；另一方面，能够降低第三区域和第四区域中正极活性层可脱锂容量的差异性，有利于改善负极极片的析锂现象，进而改善电化学装置的循环性能。在本技术中，第三区域中正极活性层的平均厚度h3和第四区域中正极活性层的平均厚度h4之差为h4-h3≤25μm。本技术对h3和h4的值没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如50μm≤h3≤100μm、50μm≤h4≤100μm。
47.进一步地，0.05≤(h4-h3)/h4≤0.2。通过调控(h4-h3)/h4≥0.05，能够降低第三区域中正极活性层的可脱锂容量，从而可降低负极极片边缘析锂的风险，进而改善电化学装置的循环性能。
48.在本技术的一些实施方案中，沿负极极片的厚度方向观察，负极活性层的宽度方向上包括未与正极活性层重叠的第一伸出区，正极极片还包括绝缘层，沿所述负极极片的厚度方向观察，绝缘层与第一伸出区至少部分重叠。如图2和图5所示，负极活性层20的宽度ha大于正极活性层30的宽度hb，从而形成第一伸出区。正极极片300包括设置在正极集流体(图中未示出)表面的正极活性层30和绝缘层40，沿负极极片的厚度方向观察，绝缘层40与第一伸出区至少部分重叠。负极活性层的宽度大于正极活性层的宽度，可以降低负极活性层边缘析锂的风险，但在边缘处的负极活性层由于对侧没有正极活性层，会导致电极组件50边缘处的厚度较小，通过绝缘层的设置能够填充该处间隙，从而改善负极活性层中第一伸出区的界面，降低负极极片边缘析锂的风险，进而改善电化学装置的循环性能。沿正极活性层30的宽度方向，绝缘层40位于正极活性层30的一侧。可以理解的是，沿正极活性层的宽度方向，绝缘层也可以位于正极活性层的两侧。本技术对绝缘层的平均厚度和沿正极极片宽度方向的宽度没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如绝缘层的平均厚度为10μm至100μm，沿正极极片宽度方向的宽度为0.5mm至10mm。
49.在本技术的一些实施方案中，绝缘层包括无机颗粒，有利于得到具有良好硬度的绝缘层，在热压化成过程中能够提供充分的支撑，改善负极活性层中第一伸出区的界面，进而提高电化学装置的循环性能。
50.在本技术的一些实施方案中，绝缘层还包括粘结剂。
51.在本技术的一些实施方案中，无机颗粒包括hfo2、srtio3、sno2、ceo2、mgo、nio、cao、bao、zno、zro2、y2o3、al2o3、tio2、sio2、勃姆石、氢氧化镁、氢氧化铝、磷酸锂、锂钛磷酸盐、锂铝钛磷酸盐、锂镧钛酸盐、锂锗硫代磷酸盐、锂氮化物、sis2玻璃、p2s5玻璃、li2o、lif、lioh、li2co3、lialo2、锂锗磷硫陶瓷或石榴石陶瓷中的至少一种。
52.在本技术的一些实施方案中，粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚胺酯、氟化橡胶、聚乙烯醇或聚丙烯酸钠中的至少一种。
53.在本技术的一些实施方案中，基于绝缘层的质量，粘结剂的质量百分含量为5％至40％。例如，粘结剂的质量百分含量可以为5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％或为其间的任意范围。
54.在本技术的一些实施方案中，电化学装置的内阻r为15mω至19mω。在本技术的一些实施方案中，负极活性层的压实密度为1.0g/cm3至1.9g/cm3。在本技术的一些实施方案中，负极活性层的孔隙率为20％至40％。在本技术的一些实施方案中，正极活性层的压实密度为3.5g/cm3至4.5g/cm3。在本技术的一些实施方案中，正极活性层的孔隙率为20％至45％。当电化学装置满足上述特征中的至少一者，均有利于改善电化学装置的循环性能和/或电化学性能。
55.例如，电化学装置的内阻r可以为15mω、16mω、17mω、18mω、19mω或为其间的任意范围。通过调控电化学装置的内阻在上述范围内，得到的电化学装置具有较高的输出电压。
56.例如，负极活性层的压实密度可以为1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3、1.3g/cm3、
1.4g/cm3、1.5g/cm3、1.6g/cm3、1.7g/cm3、1.8g/cm3、1.9g/cm3或为其间的任意范围。例如，正极活性层的压实密度可以为3.5g/cm3、3.6g/cm3、3.7g/cm3、3.8g/cm3、3.9g/cm3、4.0g/cm3、4.1g/cm3、4.2g/cm3、4.3g/cm3、4.4g/cm3、4.5g/cm3或为其间的任意范围。通过调控负极活性层和/或正极活性层的压实密度在上述范围内，能够提高电化学装置的能量密度。
57.例如，负极活性层的孔隙率可以为20％、25％、30％、35％、40％或为其间的任意范围。例如，正极活性层的孔隙率可以为20％、25％、30％、35％、40％、45％或为其间的任意范围。通过调控负极活性层和/或正极活性层的孔隙率在上述范围内，得到的电化学装置具有良好的倍率性能。
58.在本技术中，正极活性层可以设置于正极集流体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，本技术没有特别限制，只要能实现本技术目的即可。在本技术中，正极集流体没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如可以包括但不限于铝箔、铝合金箔或复合集流体等。在本技术中，对正极集流体的厚度没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如厚度为8μm至12μm。
59.在本技术中，正极活性层中包括正极活性材料，本技术对正极活性材料没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如可以包括锂过渡金属复合氧化物或锂过渡金属磷酸化合物中的至少一种。本技术对上述过渡金属元素没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如可以包括镍、锰、钴或铁中的至少一种。具体的，正极活性材料可以包括镍钴锰酸锂(811、622、523、111)、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂或磷酸锰铁锂中的至少一种。
60.正极活性层还可以包括正极粘结剂，本技术对正极粘结剂没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如可以包括但不限于含氟树脂、聚丙烯树脂、纤维型粘结剂、橡胶型粘结剂或聚酰亚胺型粘结剂中的至少一种。
61.在本技术中，正极活性层中还可以包括正极导电剂，本技术对正极导电剂没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如可以包括但不限于导电炭黑(super p)、碳纳米管(cnts)、碳纤维、乙炔黑、鳞片石墨、科琴黑、石墨烯、金属材料或导电聚合物中的至少一种，优选地，正极导电剂包括导电炭黑和碳纳米管。上述碳纳米管可以包括但不限于单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管。上述碳纤维可以包括但不限于气相生长碳纤维(vgcf)和/或纳米碳纤维。上述金属材料可以包括但不限于金属粉和/或金属纤维，具体地，金属可以包括但不限于铜、镍、铝或银中的至少一种。上述导电聚合物可以包括但不限于聚亚苯基衍生物、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔或聚吡咯中的至少一种。
62.任选地，正极极片还可以包括导电层，导电层位于正极集流体和正极活性层之间。本技术对导电层的组成没有特别限制，可以是本领域常用的导电层，例如可以包括但不限于上述正极导电剂和上述正极粘结剂。
63.在本技术中，负极活性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，本技术没有特别限制，只要能实现本技术目的即可。本技术中，负极集流体没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，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等。在本
申请中，对负极的集流体的厚度没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如厚度为4μm至12μm。
64.本技术中，负极活性层包括负极活性材料，其中，负极活性材料没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如负极活性材料包括可逆地嵌入/脱嵌锂离子的碳材料。碳材料可以是本领域已知的用作负极活性材料的碳材料，例如，碳材料可以包括但不限于结晶碳和/或非晶碳。上述结晶碳可以包括但不限于无定形的、片形的、小片形的、球形的或纤维状的天然石墨或人造石墨。上述非晶碳可以包括但不限于软碳、硬碳、中间相沥青碳化物或煅烧焦中的至少一种。示例性地，负极活性材料可以包括但不限于天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(mcmb)、硬碳、软碳、硅、氧化硅(sio
x
，x《2)或硅-碳复合物中的至少一种。其中，硅-碳复合物中硅与碳的质量比为1:10至10:1、dv50为0.1μm至100μm。
65.在本技术中，负极活性层中还可以包括负极导电剂，本技术对负极导电剂没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如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。上述基于碳的材料选自导电碳黑、乙炔黑、科琴黑或碳纤维中的至少一种。上述基于金属的材料可以包括但不限于金属粉和/或金属纤维，具体地，金属可以包括但不限于铜、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、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔或聚吡咯中的至少一种。
66.在本技术中，负极活性层中还可以包括负极粘结剂，本技术对负极粘结剂没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如可以包括但不限于聚乙烯醇、羧甲基纤维素、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1,1-二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸、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。
67.任选地，负极极片还可以包括导电层，导电层位于负极集流体和负极活性层之间。本技术对导电层的组成没有特别限制，可以是本领域常用的导电层，导电层可以包括但不限于上述负极导电剂和上述负极粘结剂。
68.在本技术中，电化学装置还可以包括隔离膜，本技术对隔离膜没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可，例如可以包括但不限于聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚四氟乙烯为主的聚烯烃(po)类隔离膜、聚酯膜(例如聚对苯二甲酸二乙酯(pet)膜)、纤维素膜、聚酰亚胺膜(pi)、聚酰胺膜(pa)、氨纶、芳纶膜、织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜或纺丝膜中的至少一种，优选为聚乙烯或聚丙烯，它们对防止短路具有良好的作用，并可以通过关断效应改善电化学装置的稳定性。本技术的隔离膜可以具有多孔结构，孔径的尺寸没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如，孔径的尺寸可以为0.01μm至1μm。在本技术中，隔离膜的厚度没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如厚度可以为5μm至500μm。
69.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但不限于聚乙烯、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。
70.无机物层可以包括但不限于无机物层无机颗粒和无机物层粘结剂，本技术对无机物层无机颗粒没有特别限制，例如，可以包括但不限于氧化铝、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。本技术对无机物层粘结剂没有特别限制，例如，可以包括但不限于聚偏氟乙烯、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、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯或聚六氟丙烯中的至少一种。聚合物层中包含聚合物，聚合物的材料可以包括但不限于聚酰胺、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、聚乙烯醚、聚偏氟乙烯或聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种。
71.在本技术中，电化学装置还可以包括电解质，电解质可以包括但不限于凝胶电解质、固态电解质和电解液中的一种或多种。其中，电解液可以包括锂盐和非水溶剂。
72.本技术对锂盐没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如可以包括但不限于锂盐可以选自lipf6、libf4、liasf6、liclo4、lib(c
6 h5)4、lich3so3、licf3so3、lin(so2cf3)2、lic(so2cf3)3、lisif6、libob或者二氟硼酸锂中的至少一种。优选地，锂盐包括lipf6。
73.本技术对非水溶剂没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，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(mec)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)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸亚丁酯(bc)或碳酸乙烯基亚乙酯(vec)中的至少一种。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、甲瓦龙酸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、乙氧基甲氧基乙烷、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、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯或磷酸酯中的至少一种。
74.本技术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。在一些实施方案中，电化学装置可以包括但不限于：锂金属二次电池、锂离子二次电池(锂离子电池)、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池等。
75.电化学装置的制备过程为本领域技术人员所熟知的，本技术没有特别的限制，例如，可以包括但不限于以下步骤：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、隔离膜和负极按顺序堆叠，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。
76.在本技术中，将上述制备得到的电化学装置经过静置后，在与第一区域对应的包装袋表面设置贴纸，然后进行热压化成处理。或者，将上述制备得到的电化学装置经过静置后，放入热压化成装置中进行热压化成处理，在与第一区域位置对应的热压装置中设置贴纸和/或凸起。其中，贴纸的厚度为5μm至50μm，凸起的高度为5μm至50μm，贴纸可以为胶纸或者硅胶垫。贴纸和/或凸起的设置可以使得电化学装置在热压化成过程中负极极片第一区域和第二区域之间受到压力能够更加均衡，以实现不同区域的充分化成，从而有利于提高电化学装置的循环性能。示例性地，如图6所示，电化学装置60包括正极极耳52和负极极耳51，贴纸70设置在与第一区域(图中未示出)位置对应的包装袋表面的区域60a处。本技术对胶纸和硅胶垫没有特别限制，可以采用本领域已知的胶纸和硅胶垫。本技术对热压化成的温度、压力和时间没有特别限制，只要能实现本技术的目的即可，例如，温度范围一般为60℃至100℃、压力范围为600kg至1000kg、时间范围为40min至60min。可以理解的是，在热压化成处理结束后可以将贴纸去除，然后经过脱气、切边等工序得到电化学装置；贴纸的厚度可以根据实际情况进行选择，只要能实现本技术的目的即可。
77.本技术的第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案中的电化学装置。本技术提供的电化学装置具有良好的循环性能，从而本技术提供的电子装置具有较长的使用寿命。
78.本技术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。
79.实施例
80.以下，举出实施例及对比例来对本技术的实施方案进行更具体地说明。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。
81.测试方法和设备：
82.电荷转移阻抗测试：
83.将50％soc的锂离子电池拆解得到负极极片密封存储，在手套箱中将负极极片取出，并在同一区域裁剪两片尺寸为30mm
×
15mm的矩形样品，使用上述两片样品以负极-隔离膜-负极的形式和包装袋组装成对称电池，滴入适量(0.2g)电解液(其中，在干燥的氩气气氛手套箱中，将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯按照质量比为3:3:4混合得到有机溶剂，然后向有机溶剂中加入锂盐lipf6溶解并混合均匀，得到电解液。基于电解液的质量，lipf6的质量浓度为12.5％)并封装。静置6h后，通过交流阻抗图谱(eis)测试获得电荷转移阻抗，测试温度为20
±
5℃，频率范围为30mhz至500khz，扰动电压为5mv。
84.单位面积第一区域的电荷转移阻抗rct1是在负极极片的第一区域裁剪两片尺寸
为30mm
×
15mm的矩形样品进行测试，并根据样品面积进行归一化处理获得；单位面积第二区域的电荷转移阻抗rct2是在负极极片的第二区域裁剪两片尺寸为30mm
×
15mm的矩形样品进行测试，并根据样品面积进行归一化处理获得。
85.循环容量保持率测试：
86.将锂离子电池在25℃下进行首次充放电，以12a恒流充电至4.05v，以4.05v恒压充电至9a，以9a恒流充电至4.15v，以4.15v恒压充电至7a，以7a恒流充电至4.35v，以4.35v恒压充电至6a，以6a恒流充电至4.45v，以4.45v恒压充电至5a，以5a恒流充电至4.48v，以4.48v恒压充电至1a，静置5min，以3a恒流放电至3.0v，记录首次循环放电容量值。然后，重复进行700次循环充放电，并记录第700次循环的放电容量值，使用下述公式计算循环容量保持率：
87.25℃循环700圈容量保持率＝(第700次循环的放电容量/首次循环的放电容量)
×
100％。
88.析锂面积百分比测试：
89.将上述循环容量保持率测试后的锂离子电池拆解，观察负极极片第一区域的析锂情况，析锂面积百分比＝第一区域析锂面积/第一区域面积
×
100％。
90.厚度膨胀率测试：
91.将锂离子电池在25℃下进行首次充放电，在0.5c充电倍率下恒流充电到4.45v，然后以4.45v恒压充电到0.025c，测量首次循环满充时锂离子电池的厚度计为h1，静置5min后，在0.5c倍率下恒流放电到3.0v。然后，重复进行700次循环充放电，并测量第700次循环满充时锂离子电池的厚度计为h2，使用下述公式计算厚度膨胀率：
92.25℃循环700圈厚度膨胀率＝[(h2-h1)/h1]
×
100％。
[0093]
内阻r的测试：
[0094]
使用电阻测试仪的正极(红色)/负极(黑色)夹子夹住锂离子电池的正负极，读下电阻测试仪表盘上的内阻数据即锂离子电池的内阻r。
[0095]
实施例1-1
[0096]
《正极极片的制备》
[0097]
将正极活性材料licoo2、导电剂乙炔黑、正极粘结剂聚偏二氟乙烯按照质量比为94:3:3进行混合，加入n-甲基吡咯烷酮，在真空搅拌机作用下混合均匀，获得正极浆料，其中正极浆料的固含量为70％。将正极浆料均匀涂覆于正极集流体铝箔的一个表面上，之后在85℃下烘干，得到单面涂覆有正极活性层的正极极片。在铝箔的另一个表面上重复以上步骤，即得到双面涂覆有正极活性层的正极极片，正极活性层的涂布重量为0.451
±
0.007g/1540.25mm2。然后经过冷压、分条、裁片后，得到正极活性层宽度为74mm的正极极片。其中，h3＝65μm，h4＝90μm，(h4-h3)/h4＝0.28，正极活性层的压实密度为4.15g/cm3，正极活性层的孔隙率为25％，冷压压力为60吨。
[0098]
《负极极片的制备》
[0099]
将负极活性材料人造石墨、负极粘结剂丁苯橡胶、增稠剂羧甲基纤维素钠按照质量比为96:2:2进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下混合均匀，获得负极浆料，其中负极浆料的固含量为75％。将负极浆料均匀涂覆于负极集流体铜箔的一个表面上，之后在120℃下烘干，得到单面涂覆有负极活性层的负极极片。在铜箔的另一个表面上重复以上
步骤，即得到双面涂覆有负极活性层的负极极片，负极活性层的涂覆量为0.2304
±
0.007g/1540.25mm2。然后经过冷压、分条、裁片后，得到负极活性层宽度为76mm的负极极片。其中，h1＝95μm，h2＝100μm，(h2-h1)/h2＝0.05，负极活性层的压实密度为1.74g/cm3，负极活性层的孔隙率为30％，冷压压力为60吨。
[0100]
《电解液的制备》
[0101]
在干燥的氩气气氛手套箱中，将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯按照质量比为3:3:4混合得到有机溶剂，然后向有机溶剂中加入锂盐lipf6溶解并混合均匀，得到电解液。其中，基于电解液的质量，lipf6的质量浓度为12.5％。
[0102]
《隔离膜的制备》
[0103]
将氧化铝与聚偏二氟乙烯依照质量比90:10混合并将其加入到去离子水中以形成固含量为50％的无机物层浆料。随后将无机物层浆料均匀涂布到多孔基材(聚乙烯，厚度5μm，孔隙率为39％)的一个表面上，经过干燥处理以得到含有无机物层的隔离膜。
[0104]
《锂离子电池的制备》
[0105]
将上述制备得到的正极极片、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中间以起到隔离的作用，卷绕得到电极组件。将电极组件置于铝塑膜包装袋中，干燥后注入电解液，经过真空封装、静置后，在与第一区域位置相对的包装袋外粘贴胶纸，然后热压化成，热压化成结束后经脱气、切边等工序得到锂离子电池。其中，胶纸厚度为50μm；热压化成流程是以0.02c恒流充电到3.3v，再以0.1c恒流充电到3.6v，最后以0.2c恒流充电到4.45v；热压化成温度为85℃、压力为600kg、时间为42.3min。
[0106]
实施例1-2至实施例1-4中，除了依次调整制备正极极片的冷压压力为65吨、70吨、75吨，使得h3和h4如表1所示，并且实施例1-4中的h1＝98μm，h2＝100μm以外，其余与实施例1-1相同。
[0107]
实施例1-5至实施例1-7中，除了《锂离子电池的制备》中依次调整胶纸的厚度为40μm、30μm、10μm以外，其余与实施例1-3相同。
[0108]
实施例2-1中，除了按照以下步骤制备正极极片以外，其余与实施例1-3相同：
[0109]
绝缘层浆料：将粘结剂聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠以及al2o3按照质量比为1：1：8混合，并加入n-甲基吡咯烷酮混合均匀得到绝缘层浆料。
[0110]
得到双面涂覆有正极活性层的正极极片后，在正极活性层宽度方向的一侧正极集流体表面上涂覆绝缘层浆料，绝缘层浆料的涂覆区域如图5所示，然后烘干得到涂覆有绝缘层的正极极片，其中，沿正极极片宽度方向，绝缘层的宽度为2.6mm，绝缘层的平均厚度为25μm。
[0111]
实施例2-2和实施例2-3中，除了按照表2调整绝缘层的平均厚度以外，其余与实施例2-1相同。
[0112]
对比例1中，除了《锂离子电池的制备》在与第一区域位置相对的包装袋外未粘贴胶纸以外，其余与实施例1-1相同。
[0113]
对比例2中，除了《锂离子电池的制备》在与第一区域位置相对的包装袋外未粘贴胶纸以外，其余与实施例1-3相同。
[0114]
对比例3中，除了《锂离子电池的制备》中调整胶纸的厚度为100μm以外，其余与实施例1-4相同。
[0115]
各实施例和各对比例的制备参数及性能测试如表1至表2所示。
[0116]
表1
[0117][0118]
从实施例1-1至实施例1-7、对比例1至对比例3可以看出，当rct1/rct2的值在本技术的范围内，负极极片中第一区域的析锂现象得到明显改善，得到的锂离子电池的循环性能更好。特别地，110％≤rct1/rct2≤140％的实施例1-1至实施例1-6相比于rct1/rct2《100％的实施例1-7，改善析锂和循环性能的效果更加优异，可能的原因在于：由于在电极组件的端部，电解液的扩散较为容易，因此，在充放电过程中，锂离子在电极组件端部富集并引发副反应的风险较大，rct1/rct2≥110％时，电极组件端部负极极片第一区域的电荷转移阻抗rct1较大，能够抑制充放电过程中锂离子在电极组件端部的富集，从而降低电极组件端部发生副反应的风险，进而改善析锂、提高锂离子电池的循环性能。
[0119]
表2
[0120][0121]
注：表2中的“/”表示不存在对应的参数或物质。
[0122]
从实施例1-3、实施例2-1至实施例2-3可以看出，绝缘层的设置可以进一步改善锂离子电池的循环性能。可能的原因在于：负极活性层的宽度大于正极活性层的宽度，可以降低负极活性层边缘析锂的风险，但在边缘处的负极活性层由于对侧没有正极活性层，导致电极组件边缘处的厚度较小，通过绝缘层的设置能够填充该处间隙，从而改善负极活性层中第一伸出区的界面，进而改善锂离子电池的循环性能。
[0123]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实
体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0124]
本说明书中的各个实施方案均采用相关的方式描述，各个实施方案之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方案重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
[0125]
以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。