本发明涉及电池的,具体涉及一种电化学装置。
背景技术:
1、硅作为下一代锂离子电池负极材料,由于其相对于商业化石墨更高的容量而备受关注。然而,在锂化过程中形成的硅阴离子与粘结剂和电解液成分高度反应,产生不稳定的sei层,限制了硅负极的使用寿命,导致电池寿命缩短和性能下降。如何解决硅负极的表面和体相稳定性问题,提高电池的使用寿命和电化学性能是亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题,提供一种电化学装置,通过在含硅负极的电化学装置中的电解液中引入二[双(全氟烷基磺酰)亚胺]基和全氟烷基磺酸基的锌盐和钙盐,以提高硅负极的表面和体相稳定性,提高电池的使用寿命和电化学性能。
2、为了实现上述目的,本发明提供了一种电化学装置,所述电化学装置包括正极片、负极片、隔膜和电解液,所述负极片包括负极集流体和位于负极集流体至少一侧表面的负极涂膏层,所述负极涂膏层包括负极活性物质,所述负极活性物质包括硅基材料,所述电解液包括第一添加剂,所述第一添加剂含有zn和ca,zn和ca来自物质a和物质b,所述物质a包括二[双(全氟烷基磺酰)亚胺]锌和/或二[双(全氟烷基磺酰)亚胺]钙,所述物质b包括全氟烷基磺酸锌和/或全氟烷基磺酸钙。
3、本发明采用上述技术方案具有以下有益效果:
4、本发明通过在电解液中添加二[双(全氟烷基磺酰)亚胺]基和全氟烷基磺酸基的锌盐和钙盐作为第一添加剂,其中的钙离子和锌离子利于在硅颗粒上形成更稳定且更密集的sei层,从而保护硅颗粒免受电解液的副反应影响。
5、而且第一添加剂的存在显著提高了硅负极的表面和体相稳定性,减少硅负极的副反应,形成更稳定的sei层,提高硅负极的热力学稳定性,进而提高了电池的使用寿命和电化学性能,比如提高电池的循环寿命、库伦效率和热稳定性。
6、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本文中,在没有特别说明的情况下,数据范围均包括端点。
1.一种电化学装置,其特征在于,所述电化学装置包括正极片、负极片、隔膜和电解液,所述负极片包括负极集流体和位于负极集流体至少一侧表面的负极涂膏层,所述负极涂膏层包括负极活性物质,所述负极活性物质包括硅基材料,所述电解液包括第一添加剂,所述第一添加剂含有zn和ca,zn和ca来自物质a和物质b,所述物质a包括二[双(全氟烷基磺酰)亚胺]锌和/或二[双(全氟烷基磺酰)亚胺]钙,所述物质b包括全氟烷基磺酸锌和/或全氟烷基磺酸钙。
2.根据权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,所述物质a和物质b中的全氟烷基选自三氟甲基、五氟乙基和七氟异丙基中的至少一种;和/或
3.根据权利要求1或2所述的电化学装置,其特征在于,所述电解液中第一添加剂的添加量为a mol/l,a为0.05-0.15,优选为0.08-0.12;
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电化学装置,其特征在于,所述负极涂膏层中硅元素的质量含量为b wt%,b为5-50,优选为10-20;
5.根据权利要求4所述的电化学装置,其特征在于,所述电化学装置满足0.25≤a*b*c≤20。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的电化学装置,其特征在于,负极涂膏层中zn元素的含量为0.001-0.1wt%,ca元素的含量为0.01-0.1wt%;
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的电化学装置,其特征在于,负极涂膏层中zn元素和ca元素的总含量为0.01-0.2wt%。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的电化学装置,其特征在于,所述正极片包括正极涂膏层,所述正极涂膏层包括正极活性物质、粘结剂和导电剂;
9.根据权利要求8所述的电化学装置,其特征在于,d为0.1-25,优选为1-10。
10.根据权利要求8所述的电化学装置,其特征在于,所述正极活性物质包括锂复合氧化物;