(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202180031196.9 (22)申请日 2021.12.24 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2022.10.26 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/CN2021/141317 2021.12.24 (71)申请人 宁德新能源科技有限公司 地址 352100 福建省宁德市蕉城区漳湾镇 新港路1号 (72)发明人 廖群超　 (74)专利代理 机构 北京天达共和律师事务所 11798 专利代理师 李园　向伟 (51)Int.Cl. H01M 4/134(2010.01)H01M 4/36(2006.01) H01M 4/38(2006.01) H01M 4/583(2010.01) H01M 4/62(2006.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 电化学装置和电子装置 (57)摘要 本申请提供了电化学装置和电子装置。 电化 学装置包括负极极片， 负极极片 包括负极活性材 料层， 负极活性材料层包括硅基材料颗粒和粘结 剂， 负极极片满足： (B+C)/7<A <(B+C)/1.8， 其中， A表示负极极片的负极活性材料层在Ar气氛下加 热至480℃时以质量百分比为单位的失重率； B 表 示硅基材料颗粒内的硅元素的相对百分比含量 波动值； C表示负极极片中的硅元素的以质量百 分比为单位的含量。 通过使负极极片 满足(B+C)/ 7<A<(B+C)/1.8， 能够显著改善电化学装置 的循 环性能、 倍 率性能和膨胀性能。 权利要求书1页 说明书10页 CN 115516665 A 2022.12.23 CN 115516665 A 1.一种电化学装置， 其包括： 负极极片， 所述负极极片包括负极活性材料层， 所述负极活性材料层包括硅基材料颗 粒和粘结剂， 所述负极 极片满足： (B+C)/7<A<(B+C)/1.8， 其中， A表示所述负极极片的所述负极活性材料层在Ar气氛下加热至480℃时以质量百 分比为单位的失重率； B表示所述硅基材料颗粒内的硅元素 的相对百分比含量波动值； C表 示所述负极 极片中的硅元 素的以质量百分比为单位的含量。 2.根据权利要求1所述的电化学装置， 其中， 所述负极极片的所述负极活性材料层在Ar 气氛下加热至480℃时的失重率A满足： 1.5％≤A≤18％。 3.根据权利要求1所述的电化学装置， 其中， 所述硅基材料颗粒内的硅元素的相对百分 比含量波动值B满足： B<16％。 4.根据权利要求1所述的电化学装置， 其中， 所述负极极片中的硅元素的以质量百分比 为单位的含量C满足： 1％≤ C≤20％。 5.根据权利要求1所述的 电化学装置， 其中， 所述负极极片的孔隙率P和所述负极极片 中的硅元 素的质量百分含量C满足： P＞15 ×C1/4。 6.根据权利要求5所述的电化学装置， 其中， 所述负极极片的孔隙率P满足： 18％≤P≤ 40％。 7.根据权利要求1所述的 电化学装置， 其中， 所述电化学装置还包括电解液， 所述电解 液中包括氟代碳酸乙烯酯， 并且所述氟代碳酸乙烯酯的以质量百分比为单位的含量X和所 述负极极片中的硅元 素的以质量百分比为单位的含量C满足:X≥C 。 8.根据权利要求7所述的电解液， 其中， 所述氟代碳酸乙烯酯的以质量百分比为单位的 含量X满足： 2％≤X≤20％。 9.根据权利要求1所述的电化学装置， 其中， 所述硅基材 料颗粒包括硅元 素和碳元 素。 10.一种电子装置， 包括 根据权利要求1至9中任一项所述的电化学装置 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115516665 A 2电化学装 置和电子 装置 技术领域 [0001]本申请涉及电化学储能领域， 尤其涉及电化学装置和电子装置 。 背景技术 [0002]随着电化学装置(例如， 锂离子电池)的发展和进步， 对其循环性能和能量密度提 出了越来越高的要求。 目前， 在改善电化学装置的能量密度方面， 在负极极片中采用硅基材 料是当前 的趋势。 然而， 在硅基材料脱嵌锂过程中， 存在较大的体积膨胀和收缩， 形成大量 新的固体电解质界相膜(S EI)， 消耗电化学装置中有限的锂离子和电解液， 显著增加电化学 装置的阻抗， 阻碍 硅基材料的工业 化大规模应用。 发明内容 [0003]本申请的一些实施例提供了一种电化学装置， 电化学装置包括负极极片， 负极极 片包括负极活性材料层， 负极活性材料层包括硅基材料颗粒和粘结剂， 负极极片满足： (B+ C)/7<A<(B +C)/1.8， 其中， A表示负极极片的负极活性材料层在Ar气氛下加热至480℃时以 质量百分比为单位的失重率； B表示硅基材料颗粒内的硅元素的相对百分比含量波动值； C 表示负极极片中的硅元素的以质量百分比为单位的含量。 通过使负极极片满足(B+C)/7<A< (B+C)/1.8， 能够显著改善电化学装置的循环性能、 倍 率性能和膨胀性能。 [0004]在一些实施例中， 负极极片的负极活性材料层在Ar气氛下加热至480℃时的失重 率A满足： 1.5％≤A≤18％。 如果A的值太大， 则表 明负极活性材料层中的粘结剂太多， 如此 会抑制锂离子传输， 增加电化学装置的极化作用， 恶化电化学装置的倍率性能； 如果A的值 太小， 则表明负极活性材料层中的粘结剂太少， 不利于缓解硅基材料在循环过程中的体积 膨胀， 恶化电化学装置的循环性能。 [0005]在一些实施例中， 硅基材料颗粒内的硅元素的相对百分比含量波动值B满足： B< 16％。 如果B太大， 则表明硅元素的均一性较差， 不利于电化学装置的循环性能和膨胀性能 的改善。 [0006]在一些实施例中， 负极极片中的硅元素的以质量百分比为单位的含量C满足： 1％ ≤C≤20％。 如果C的值太大， 则硅基材料在循环过程中的膨胀过大， 不利于电化学装置的循 环性能的改善； 如果C的值太小， 则不利于电化学装置的能量密度的提升 。 [0007]在一些实施例中， 负极极片的孔隙率P和负极极片中的硅元素的质量百分含量C满 足： P≥15 ×C1/4。 当负极极片中的硅元素的以质量百分比为单位的含量C越大时， 则需要更 多的孔隙来缓解硅基材料的膨胀。 当满足P≥15 ×C1/4时， 能够有效缓解硅基材料的体积膨 胀。 [0008]在一些实施例中， 负极极片的孔隙率P满足： 18％≤P≤40％。 当负极极片的孔隙率 过低时， 电解液难以充分浸润， 增加锂离子的传输距离， 恶化电化学装置的动力学性能， 并 且也不利于缓解硅基材料在循环过程中的膨胀。 当负极极片的孔隙率过大时， 则不利于电 化学装置的能量密度的提升 。说　明　书 1/10 页 3 CN 115516665 A 3