【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電化學，特別是涉及一種電化學裝置和電子裝置。
技術介紹
1、可充電的電化學裝置由于具有工作電壓高、壽命長、綠色環保等優點，被認為是最具吸引力的儲能系統之一。如今，電化學裝置，例如鋰離子電池已經廣泛地應用于消費電子、動力電池和儲能電池等領域。
2、隨著電化學裝置行業的快速發展，市場對電化學裝置的快充能力提出更高的要求，然而，電化學裝置在快速充放電過程中，容易發生金屬析出問題，影響電化學裝置的倍率性能、循環性能和高溫存儲性能。
技術實現思路
1、本申請的目的在于提供一種電化學裝置和電子裝置，以改善電化學裝置的倍率性能、循環性能和高溫存儲性能。具體技術方案如下：
2、本申請的第一方面提供了一種電化學裝置，其包括隔膜、正極極片和負極極片，隔膜包括多孔基材和設置在多孔基材至少一個表面的快離子導體涂層，快離子導體涂層包括金屬氧化物；快離子導體涂層的厚度為0.5μm至5μm，金屬氧化物的bet比表面積為0.2m2/g至20m2/g。快離子導體涂層包括金屬氧化物并調控快離子導體涂層厚度和金屬氧化物的bet在本申請的范圍內，能夠解決電化學裝置極片表面析鋰或析鈉問題，且隔膜具有良好的機械性能，從而可改善電化學裝置的倍率性能、循環性能、高溫存儲性能和安全性能。
3、在本申請的一些實施方案中，快離子導體涂層設置于多孔基材與負極極片相鄰的表面上。通過上述設置，可以解決負極極片表面在充電過程中析鋰或析鈉的問題，從而改善電化學裝置的倍率性能、循環性能及高溫存儲性能。
4、在本申請的一些實施方案中，快離子導體涂層還設置于多孔基材與正極極片相鄰的表面上。在隔膜的多孔基材的兩個表面均設置快離子導體涂層，可進一步解決電化學裝置極片表面析鋰或析鈉問題，且隔膜具有良好的機械性能和熱穩定性，從而可進一步改善電化學裝置的倍率性能、循環性能、高溫存儲性能和安全性能。
5、在本申請的一些實施方案中，快離子導體涂層厚度為0.5μm至3μm。通過調控快離子導體涂層厚度在上述范圍內，有利于改善電化學裝置的倍率性能、循環性能和高溫存儲性能。
6、在本申請的一些實施方案中，金屬氧化物選自li+快離子導體，li+快離子導體包括nb16w5o55、nb18w16o93、tinb2o7、nb16w5o93、cr0.5nb24.5o62、ti2nb14o39、tinb24o62、tinb6o17、ni2nb34o87、cu2nb34o87、v3nb17o50、zn2nb34o87、al0.5nb24.5o62、monb12o33、zrnb24o62、alnb11o29、mg2nb34o87、ganb11o29、mo3nb14o44、crnb11o29、hfnb24o62、fenb11o28、ganb49o124、nanb13o33、ni2nb34o87、tinb6o17、wnb12o33、linbo3、li3nbo4、ticr0.5nb10.5o2、vnb9o25、knb5o13、k6nb10.8o30、pnb9o25、nb18w8o69、ti2nb10o29、cr0.2fe0.8nb11o29、fe0.8mn0.2nb11o29、fe0.8v0.2nb11o29或cu0.02ti0.94nb2.04o7中的至少一種。li+快離子導體具有快速傳導li+的能力，將上述范圍內的li+快離子導體應用于鋰離子電池，可解決鋰離子電池極片表面析鋰的問題，有利于改善鋰離子電池的倍率性能、循環性能和高溫存儲性能。
7、在本申請的一些實施方案中，金屬氧化物選自na+快離子導體，na+快離子導體包括na0.66ni0.17co0.17ti0.66o2、na2/3co1/3ti2/3o2、na0.66li0.22ti0.78o2、p2-na0.66li0.22ti0.78o2、p2-na0.62cr0.63ti0.37o2或p3-na0.63cr0.63ti0.37o2中的至少一種。na+快離子導體具有快速傳導na+的能力，將上述范圍內的na+快離子導體應用于鈉離子電池，可解決鈉離子電池極片表面析鈉的問題，有利于改善鈉離子電池的倍率性能、循環性能和高溫存儲性能。
8、在本申請的一些實施方案中，金屬氧化物的dv50為0.02μm至3μm。通過調控金屬氧化物的dv50在上述范圍內，可縮短金屬離子在快離子導體涂層中的傳輸路徑，有利于金屬離子的快速傳導，從而解決電化學裝置極片表面析鋰或析鈉的問題，有利于改善電化學裝置的倍率性能。本申請中的“dv50”指在體積基準的粒度分布曲線中，從小粒徑測起，達到體積累計50％對應的粒徑。
9、在本申請的一些實施方案中，快離子導體涂層還包括粘結劑、增稠劑和潤濕劑，基于快離子導體涂層的質量，粘結劑的質量百分含量為4％至17.5％，增稠劑的質量百分含量為0.5％至1％，潤濕劑的質量百分含量為0.5％至5％。通過調控粘結劑、增稠劑和浸潤劑在上述范圍內，有利于改善電化學裝置的循環性能。
10、在本申請的一些實施方案中，電化學裝置其滿足以下特征中的至少一者：(a)隔膜的透氣度為60s/100ml至300s/100ml；(b)隔膜的孔隙率為30％至55％；(c)隔膜在130℃環境下，熱收縮率小于或等于10％。通過調控隔膜的透氣度、孔隙率或熱收縮率中的至少一者在上述范圍內，有利于改善電化學裝置的倍率性能和循環性能。
11、在本申請的一些實施方案中，多孔基材滿足以下特征中的至少一者：(a)多孔基材的厚度為1μm至40μm；(b)多孔基材的孔隙率為15％至70％。通過調控多孔基材的厚度或孔隙率中的至少一者在上述范圍內，有利于改善電化學裝置的倍率性能和循環性能。
12、本申請的第二方面提供了一種電子裝置，其包括本申請第一方面提供的電化學裝置。本申請第一方面提供的電化學裝置具有良好的倍率性能、循環性能和高溫存儲性能，從而本申請第二方面提供的電子裝置具有較長的使用壽命。
13、本申請的有益效果：
14、本申請提供了一種電化學裝置和電子裝置。電化學裝置包括隔膜、正極極片和負極極片。其中，隔膜包括多孔基材和設置于多孔基材至少一個表面的快離子導體涂層，快離子導體涂層包括金屬氧化物。快離子導體涂層的厚度為0.5μm至5μm，金屬氧化物的bet比表面積為0.2m2/g至20m2/g。隔膜包括快離子導體涂層，并調控快離子導體涂層的厚度和金屬氧化物的bet在上述范圍內，可解決電化學裝置極片表面析鋰或析鈉問題，且隔膜具有良好的機械性能，從而可改善電化學裝置的倍率性能、循環性能、高溫存儲性能和安全性能。
15、當然，實施本申請的任一產品或方法并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
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1.一種電化學裝置，其包括隔膜、正極極片和負極極片，所述隔膜包括多孔基材和設置在所述多孔基材至少一個表面的快離子導體涂層，所述快離子導體涂層包括金屬氧化物；
2.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中，所述快離子導體涂層設置于所述多孔基材與所述負極極片相鄰的表面上。
3.根據權利要求2所述的電化學裝置，其中，所述快離子導體涂層還設置于所述多孔基材與所述正極極片相鄰的表面上。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電化學裝置，其中，所述快離子導體涂層厚度為0.5μm至3μm。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的電化學裝置，其中，所述金屬氧化物選自Li+快離子導體，所述Li+快離子導體包括Nb16W5O55、Nb18W16O93、TiNb2O7、Nb16W5O93、Cr0.5Nb24.5O62、Ti2Nb14O39、TiNb24O62、TiNb6O17、Ni2Nb34O87、Cu2Nb34O87、V3Nb17O50、Zn2Nb34O87、Al0.5Nb24.5O62、MoNb12O33、ZrNb24O62、AlNb11O29、Mg2Nb3
6.根據權利要求1至3中任一項所述的電化學裝置，其中，所述金屬氧化物選自Na+快離子導體，所述Na+快離子導體包括Na0.66Ni0.17Co0.17Ti0.66O2、Na2/3Co1/3Ti2/3O2、Na0.66Li0.22Ti0.78O2、P2-Na0.66Li0.22Ti0.78O2、P2-Na0.62Cr0.63Ti0.37O2或P3-Na0.63Cr0.63Ti0.37O2中的至少一種。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的電化學裝置，其中，所述金屬氧化物的Dv50為0.02μm至3μm。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的電化學裝置，其中，所述快離子導體涂層還包括粘結劑、增稠劑和潤濕劑，基于快離子導體涂層的質量，所述粘結劑的質量百分含量為4％至17.5％，所述增稠劑的質量百分含量為0.5％至1％，所述潤濕劑的質量百分含量為0.5％至5％。
9.根據權利要求1至3中任一項所述的電化學裝置，其滿足以下特征中的至少一者：
10.根據權利要求1至3中任一項所述的電化學裝置，其中，所述多孔基材滿足以下特征中的至少一者：
11.一種電子裝置，其包括權利要求1至10中任一項所述的電化學裝置。
...【技術特征摘要】
1.一種電化學裝置，其包括隔膜、正極極片和負極極片，所述隔膜包括多孔基材和設置在所述多孔基材至少一個表面的快離子導體涂層，所述快離子導體涂層包括金屬氧化物；
2.根據權利要求1所述的電化學裝置，其中，所述快離子導體涂層設置于所述多孔基材與所述負極極片相鄰的表面上。
3.根據權利要求2所述的電化學裝置，其中，所述快離子導體涂層還設置于所述多孔基材與所述正極極片相鄰的表面上。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電化學裝置，其中，所述快離子導體涂層厚度為0.5μm至3μm。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的電化學裝置，其中，所述金屬氧化物選自li+快離子導體，所述li+快離子導體包括nb16w5o55、nb18w16o93、tinb2o7、nb16w5o93、cr0.5nb24.5o62、ti2nb14o39、tinb24o62、tinb6o17、ni2nb34o87、cu2nb34o87、v3nb17o50、zn2nb34o87、al0.5nb24.5o62、monb12o33、zrnb24o62、alnb11o29、mg2nb34o87、ganb11o29、mo3nb14o44、crnb11o29、hfnb24o62、fenb11o28、ganb49o124、nanb13o33、ni2nb34o87、tinb6o17、wnb12o33、linbo3、li3nbo4、ticr0.5nb10.5o2、vnb9o25、knb5o13、k6nb10...
【專利技術屬性】
技術研發人員：岳影影，王建銘，
申請(專利權)人：寧德新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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