电化学装置及电子装置的制作方法

1.本技术涉及电化学领域，尤其涉及一种电化学装置及电子装置。

背景技术：

2.硅元素因其高容量和储量丰富，因此硅基活性材料被认为是最有可能取代石墨作为锂离子电池的负极活性材料。但目前商用的锂离子电池主要还是以传统的石墨作为负极，因为硅基活性材料在循环的过程中不断膨胀收缩，造成阳极sei膜的破裂和电解液的持续消耗，造成锂离子电池的循环性能恶化。

技术实现要素：

3.鉴于背景技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种电化学装置及电子装置。
4.为了达到上述目的，本技术提供了一种电化学装置，包括负极极片和电解液，所述负极极片包含负极活性材料，所述负极活性材料包含硅基材料；所述电解液中包含第一物质、第二物质和第三物质；所述第一物质选自氟苯化合物或氟醚化合物；第二物质选自磷酸酯、亚磷酸酯、碳酸酯、羧酸酯、醚或砜中的至少一种；第三物质为锂盐；基于所述电解液的质量，所述第二物质与第三物质的质量比为y，y的范围为：0.8≤y≤4。
5.在一些实施例中，所述氟苯化合物选自氟苯、二氟苯、三氟苯、四氟苯、五氟苯或六氟苯中的至少一种。
6.在一些实施例中，所述氟醚类化合物的结构式为式1所示化合物
[0007][0008]
其中，r1和r2独立选自经取代或未经取代的c
1-12
烷基、c
1-12
烷氧基；其中，经取代时，取代基为氟，式1上至少有4个氟。
[0009]
在一些实施例中，所述氟醚化合物选自甲基九氟丁醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,1,1,2,2-五氟-3-(三氟甲氧基)丙烷、1,1,1,2,2,3,3-七氟代-3-甲氧基丙烷、乙基1,1,2,3,3,3-六氟丙醚、2,2,3,3-四氟丙基二氟甲醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、1,1,1,2,3,3-六氟-3-甲氧基丙烷、2,2,3,3,3-五氟丙基-1,1,2,2-四氟乙酯、甲基2,2,3,3,3-五氟丙基醚、2,2,3,3-四氟-1-甲氧基丙烷、2,2,3,3,3-五氟丙基二氟甲醚、1,1,2,3,3,3-五氟丙基-2,2,2-三氟乙醚、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚、4-(二氟甲氧基)-1,1,1,2,3,3-六氟丁烷、2h-六氟丙基2,2,3,3-四氟醚或1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丁烷中的至少一种。
[0010]
在一些实施例中，所述第一物质占所述电解液质量比为a％，15≤a≤80。
[0011]
在一些实施例中，所述第二物质选自以下物质中的至少一种：
[0012]
亚磷酸三乙酯、亚磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三丙酯，磷酸三苯酯、三(三氟乙基)磷酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三甲基硅基亚磷酸酯、
[0013]
二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、五氟丙基碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、
[0014]
丙酸丙酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、丁酸丁酯、二氟乙酸乙酯、乙酸二氟乙酯、三氟乙酸乙酯、乙酸三氟乙酯、丙酸甲酯、三氟丙酸甲酯、
[0015]
乙二醇二乙醚，二乙二醇二甲醚、三甘醇二甲醚、1,3二氧六环、1,4二氧六环、乙二醇甲酸乙醚、二乙氧基甲烷、1,3二甲氧基丙烷、1,1,3,3-四乙氧基丙烷、18-冠醚-6，12-冠醚-4，15-冠醚-5、环丁砜、二甲基砜。
[0016]
在一些实施例中，所述第三物质选自双氟磺酰亚胺锂、双三氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟草酸硼酸锂或4,5-二氰基-2-(三氟甲基)咪唑锂中的至少一种。
[0017]
在一些实施例中，所述电解液还包含添加剂；所述添加剂至少选自氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、2,4-丁烷磺内酯、丁二腈、己二腈、反丁烯二腈、戊二腈、1,3,6-己烷三腈、1,2,3-三(2-氰氧基)丙烷或已炔腈中的一种。所述添加剂在所述电解液中的质量占比为b％，0.5≤b≤30。
[0018]
在一些实施例中，基于负极活性材料的总重量，所述硅基材料的质量百分含量为a％，且10≤a≤90。
[0019]
在一些实施例中，所述硅基材料的颗粒表面设置有保护层。所述保护层选自石墨碳材料和/或功能氧化物；
[0020]
所述功能氧化物的化学式为memon，其中，me包括al、硅、mn、v、cr、co或zr中的至少一种，m为1至2，n为1至3。
[0021]
在一些实施例中，本技术还提供了一种电子装置，所述电子装置包括上述电化学装置。
[0022]
本技术至少包括如下所述的有益效果：
[0023]
本技术中基于硅基材料应用于负极，提供在负极的耐还原性更强的特定电解液，当负极界面sei膜破裂后，其在负极上的反应性更弱，同时可快速进行界面sei膜的修复，降低电解液在负极的氧化分解，以提高电化学装置的循环性能。
具体实施方式
[0024]
下面详细充分地说明示例性实施例，不过，这些示例性实施例可以用不同的方式来实施，并且，不应被解释为局限于本技术所阐述的这些实施例。相反，提供这些实施例的目的在于使本技术公开彻底和完整，以及将本技术的范围充分地传达给本领域所属技术人员。
[0025]
(电化学装置)
[0026]
电化学装置可以为电容器、锂离子电池、钠离子电池或锌离子电池。例如可以为锂离子电容器、锂离子一次电池或锂离子二次电池。
[0027]
电化学装置包括正极极片、负极极片、隔离膜、电解液。
[0028]
[电解液]
[0029]
在一些实施例中，所述电解液中包含第一物质、第二物质和第三物质。电解液中添加第一物质、第二物质和第三物质能够明显改善电化学装置循环性能。
[0030]
在一些实施例中，所述第一物质选自氟苯化合物或氟醚化合物。保证锂盐的高浓度状态，加入的氟醚或氟苯类溶剂，可在硅负极形成富含弹性的有机sei层，二者的共同成膜作用，有效的改善硅阳极电池的循环性能。
[0031]
在一些实施例中，第二物质选自磷酸酯、亚磷酸酯、碳酸酯、羧酸酯、醚或砜中的至少一种。
[0032]
在一些实施例中，第三物质为锂盐。
[0033]
在一些实施例中，基于所述电解液的质量，所述第二物质与第三物质的质量比为y，y的范围为：0.8≤y≤4。在电解液中，将溶剂和锂盐的质量比控制在0.8～4，可保证锂盐的高浓度状态，此时的锂离子配位情况与传统电解液体系不一致，因锂盐的浓度较高，导致锂盐的阴离子参与锂离子的内层配位，并在离子团簇到达破裂的sei表层时，阴离子快速参与sei的成膜，及时并高质量的修复sei。
[0034]
在一些实施例中，所述氟苯化合物选自氟苯、二氟苯、三氟苯、四氟苯、五氟苯或六氟苯中的至少一种。
[0035]
在一些实施例中，所述氟醚类化合物的结构式为式1所示化合物
[0036][0037]
其中，r1和r2独立选自经取代或未经取代的c
1-12
烷基、c
1-12
烷氧基；其中，经取代时，取代基为氟，式1上至少有4个氟。
[0038]
在一些实施例中，所述氟醚化合物选自甲基九氟丁醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,1,1,2,2-五氟-3-(三氟甲氧基)丙烷、1,1,1,2,2,3,3-七氟代-3-甲氧基丙烷、乙基1,1,2,3,3,3-六氟丙醚、2,2,3,3-四氟丙基二氟甲醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、1,1,1,2,3,3-六氟-3-甲氧基丙烷、2,2,3,3,3-五氟丙基-1,1,2,2-四氟乙酯、甲基2,2,3,3,3-五氟丙基醚、2,2,3,3-四氟-1-甲氧基丙烷、2,2,3,3,3-五氟丙基二氟甲醚、1,1,2,3,3,3-五氟丙基-2,2,2-三氟乙醚、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚、4-(二氟甲氧基)-1,1,1,2,3,3-六氟丁烷、2h-六氟丙基2,2,3,3-四氟醚或1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丁烷中的至少一种。
[0039]
在一些实施例中，所述第一物质占所述电解液质量比为a％，15≤a≤80。当第一物质质量占比较低时，如低于15％时，电解液中第二物质或第三物质的含量偏高，当第二物质含量偏高时，形成的电解液体系中锂盐含量偏低，影响正负极锂离子的解离和吸附，影响电化学装置的循环性能，当第三物质含量偏高时，会增加电解液的粘度，影响电池循环性能的提升。当第一物质质量占比过高时，如高于80％时，电解液中的第二物质或第三物质的含量太低，不利于电解液中离子的传导，影响电化学装置的放电容量。
[0040]
在一些实施例中，所述第二物质选自以下物质中的至少一种：
[0041]
亚磷酸三乙酯、亚磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三丙酯，磷酸三苯酯、三(三氟乙基)磷酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三甲基硅基亚磷酸酯、
[0042]
二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、五氟丙基碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、
[0043]
丙酸丙酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、丁酸丁酯、二氟乙
酸乙酯、乙酸二氟乙酯、三氟乙酸乙酯、乙酸三氟乙酯、丙酸甲酯、三氟丙酸甲酯、
[0044]
乙二醇二乙醚，二乙二醇二甲醚、三甘醇二甲醚、1,3二氧六环、1,4二氧六环、乙二醇甲酸乙醚、二乙氧基甲烷、1,3二甲氧基丙烷、1,1,3,3-四乙氧基丙烷、18-冠醚-6，12-冠醚-4，15-冠醚-5、
[0045]
环丁砜、二甲基砜。
[0046]
在一些实施例中，所述第三物质选自双氟磺酰亚胺锂、双三氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟草酸硼酸锂或4,5-二氰基-2-(三氟甲基)咪唑锂中的至少一种。
[0047]
在一些实施例中，所述电解液还包含添加剂；所述添加剂至少选自氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、2,4-丁烷磺内酯、丁二腈、己二腈、反丁烯二腈、戊二腈、1,3,6-己烷三腈、1,2,3-三(2-氰氧基)丙烷或已炔腈中的一种。
[0048]
在一些实施例中，所述添加剂在所述电解液中的质量占比为b％，0.5≤b≤30。当添加剂含量过低时，如低于0.5％时，无法在界面形成有效且持续保护的界面层，不利于电池的长循环，当添加剂的含量太高时，电解液的粘度增加，影响电解液的电导率，同时界面阻抗增加，影响电化学装置的循环性能；
[0049]
[负极极片]
[0050]
负极极片包含负极集流体以及负极膜片。
[0051]
在一些实施例中，负极集流体为金属，例如但不限于铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜、包覆有导电金属的聚合物基板或它们的组合。
[0052]
负极膜片设置于负极集流体的表面上。负极膜片包含负极活性物质。
[0053]
在一些实施例中，所述负极活性材料包含硅基材料。
[0054]
在一些实施例中，基于负极活性材料的总重量，所述硅基材料的质量百分含量为a％，且10≤a≤90。硅基材料的加入可明显提升电化学装置的体积能量密度，但硅基材料的含量过高时，如高于90％时，负极会产生较大的膨胀变形，导致电接触失效，影响电化学装置的循环性能；当硅基材料的含量太低时，如低于10％时，提升电化学装置的能量体积密度的效果不显著，且提升电化学装置的循环性能的作用较低。
[0055]
在一些实施例中，所述硅基材料的颗粒表面设置有保护层。所述保护层选自石墨碳材料和/或功能氧化物，通过对硅基材料表面设置保护层后，可抑制硅基材料的膨胀，进一步提升电池的循环稳定性。
[0056]
在一些实施例中，所述功能氧化物的化学式为memon，其中，me包括al、硅、mn、v、cr、co或zr中的至少一种，m为1至2，n为1至3。
[0057]
在一些实施例中，负极膜片还包含负极粘结剂。在一些实施例中，负极粘结剂包含二氟乙烯一六氟丙烯共聚物(pvdf-co-hfp)，聚偏二氟乙烯、聚丙烯睛、聚甲基丙烯酸甲醋、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、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、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙中的至少一种。
[0058]
在一些实施例中，负极极片的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的负极极片的制备方法。在一些实施例中，负极活性物质、负极粘接剂以及根据需要可选的导电材料和增稠剂后溶解或分散于溶剂中制成负极浆料，负极浆料涂布在负极集流体上，之后烘干、辊压、分切，获得负极极片。注意的是，在获得的负极极片中，负极集流体表面上
的含有负极活性物质的部分为负极膜片。
[0059]
[正极极片]
[0060]
正极极片包含正极集流体以及正极膜片。
[0061]
正极集流体为金属，金属例如但不限于铝箔。
[0062]
正极膜片设置于正极集流体的表面上。正极膜片包含正极活性物质。当电化学装置为锂离子电池时：正极活性材料可选自锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、橄榄石结构的含锂磷酸盐等，如钴酸锂或锰酸锂，但本技术并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作锂离子电池正极活性材料的传统公知的材料。
[0063]
在一些实施例中，正极极片的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的正极极片的制备方法。一些实施例中，在正极浆料的制备中，正极活性物质、粘接剂并根据需要加入可选的导电材料后溶解或分散于溶剂中制成正极浆料，正极浆料涂布在正极集流体上、之后烘干、辊压、分切，获得正极极片。注意的是，在获得的正极极片中，正极集流体表面上的含有正极活性物质的部分为正极膜片。
[0064]
[隔离膜]
[0065]
在一些实施例中，所述隔离膜为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯或它们的多层复合膜。
[0066]
在一些实施例中，隔离膜为单层隔离膜或多层隔离膜。
[0067]
在一些实施例中，隔离膜上涂覆有涂层。在一些实施例中，涂层包含有机涂层和无机涂层中的至少一种，其中，有机涂层选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠中的至少一种，无机涂层选自sio2、al2o3、cao、tio2、zno2、mgo、zro2、sno2中至少一种。
[0068]
本技术对隔离膜的形态和厚度没有特别的限制。隔离膜的制备方法是本领域技术公知的可被用于电化学装置的隔离膜的制备方法。
[0069]
[壳体]
[0070]
在一些实施例中，所述正极极片、所述隔离膜和所述负极极片按顺序叠好，使所述隔离膜处于所述正极极片和所述负极极片之间，然后经绕卷可得到卷绕式电芯(或称为电极组件)，电芯置于壳体内，注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形、分容等工序后可以得到电化学装置。
[0071]
在另一些实施例中，电芯为层叠式。
[0072]
在另一些实施例中，电化学装置配合电路保护板一起使用。
[0073]
壳体为硬壳壳体或柔性壳体。硬壳的材质诸如为金属。柔性壳体诸如为金属塑膜，例如铝塑膜、钢塑膜等。
[0074]
(电子装置)
[0075]
本技术还提供了包括上述电化学装置的电子装置，本技术的电子装置是任何电子装置，例如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、锂离子电容器。注意的是，本技术的电化学装置除了适用于上述例举的电子装置外，还适用于储能电站、海运运载工具、空运运载工具。空运运载装置包含在大气层内的空运运载装置和大气层外的空运运载装置。
[0076]
[测试]
[0077]
下面列举了一些具体实施例和对比例以更好地对本技术进行说明。在下述实施例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。
[0078]
实施例1-1至1-37、实施例2-1至2-12、实施例3-1至3-2和对比例1-1至1-6的锂离子电池均按照下述方法制备：
[0079]
(1)正极极片的制备
[0080]
将正极材料钴酸锂(licoo2)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、super-p按质量比96:2:2溶于n-甲基吡咯烷酮(nmp)中混合均匀制成正极浆料。将正极浆料均匀地涂布在厚度为12μm的正极集流体铝箔上，120℃烘烤1h，之后经过压实、分切得到正极片。
[0081]
(2)负极极片的制备
[0082]
将表面未设置保护层或表面设置保护层的负极活性材料、羧甲基纤维素钠(cmc)、丁苯橡胶按质量比85:2:13溶于水中，充分混合搅拌得到负极浆料，将负极浆料均匀地涂布在厚度为12μm的负极集流体铜箔上，在120℃烘烤1h得到负极膜片，之后经过压实、分切得到负极片，其中负极活性材料为硅基活性材料(sio)与石墨的混合材料。
[0083]
(3)隔离膜的制备
[0084]
使用单层pe多孔聚合物薄膜作为隔离膜，厚度为5微米，孔隙率为40％，无机涂层为al2o3，有机颗粒为聚偏二氟乙烯。
[0085]
(4)电解液的制备
[0086]
将第一物质、第二物质和第三物质以一定比例混合得到电解液，如实施例1中，1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚的质量占比为40％，乙二醇二乙醚和双氟磺酰亚胺锂占比电解液的质量为60％，或向上述电解液中再进一步加入不同含量的其它添加剂，如实施例2-2中，在实施例1-7中电解液的基础上，再向电解液中加入含量为5％的氟代碳酸乙烯酯。
[0087]
(5)锂离子电池的制备
[0088]
以12μm的聚丙烯薄膜作为隔离膜。将正极片、隔离膜、负极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极中间起到隔离的作用，然后卷绕成方形的裸电芯。将裸电芯装入铝箔包装袋，在80℃烘烤除水后，制得干电芯，注入相应电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，即完成锂离子电池的制备。
[0089]
按照上述方法制备实施例1-1至1-37、实施例2-1至2-12、实施例3-1至3-2和对比例1-1至1-6的锂离子电池，并测试电池性能。在实施例1-1至1-37、实施例2-1至2-12、实施例3-1至3-2和对比例1-1至1-6中，所用到的物质或添加剂的种类、含量以及硅基材料表面保护层参数，以及锂离子电池的性能测试结果如表1至表3所示，其中，各添加剂的含量为基于电解液的质量计算得到的重量百分数。
[0090]
接下来对锂离子电池性能进行测试。
[0091]
(1)高温循环性能测试
[0092]
将电池在45℃条件下，以恒定电流0.5c充电至4.45v，搁置30min，0.5c放电至3.0v，循环充放电300次；
[0093]
循环容量保持率(％)＝300次放电容量/首次放电容量
×
100％。
[0094]
(2)常温循环性能测试
[0095]
将电池在25℃条件下，以恒定电流0.5c充电至4.45v，搁置30min，0.5c放电至3.0v，循环充放电300次；
[0096]
循环容量保持率(％)＝300次放电容量/首次放电容量
×
100％。
[0097]
电性能测试数据如下所示：
[0098]
表1中，负极材料为硅基材料和石墨的混合物，其中硅基材料占负极活性材料的比例为65％，硅基材料表面无保护层。对比例1-1使用传统碳酸酯电解液作为对照，配方如下：碳酸乙烯酯：碳酸二乙酯以3：7混合均匀得到基础溶剂，将lipf6溶解于上述基础溶剂，得到电解液，基于所述电解液的质量，lipf6的质量百分含量为12.5wt％；
[0099]
表1实施例1-1至1-37和对比例1-1至1-6的参数
[0100]
[0101]
[0102]
[0103][0104]
在表1中，对比例1-1中使用的是传统的溶剂+锂盐电解液，循环衰减迅速；在实施例1-1至1-6中，控制第一物质的含量为40％，并调整第二物质和第三物质的重量比在1.7-4之间，循环性能相比对比例1-1和对比例1-2和对比例1-3有明显提升；y的值优选为0.8-4，当y比值太小时，容易导致第三物质无法彻底在第二物质中溶解，电解液出现明显的浑浊或沉淀，如对比例1-2所示，无法进行电性能测试。与此相对，当y值太大时，如对比例1-3所示，
因第三物质含量太低，导致第二物质和第三物质之间无法形成理想的溶剂配位，对应电化学装置的循环性能受到影响。
[0105]
在实施例1-7至1-11中，当第一物质在电解液中的含量为15％～80％之间时，电化学装置性能得到不同程度的提升，当第一物质含量太低时，无法有效参与电极界面的成膜反应，影响电化学装置的循环性能，而第一物质的含量太高时，电解液动力学性能受到影响，对电化学装置性能的提升效果不显著。
[0106]
从实施例1-1至1-37与对比例1-1至对比例1-6可以看出，在电解液中加入第一物质、第二物质和第三物质，并通过调整第一物质、第二物质、第三物质的种类和含量，可使得电化学装置具有显著改善的循环性能。
[0107]
表2中，负极材料为硅基材料和石墨的混合物，其中硅基材料占负极活性材料的比例为65％，硅基材料表面无保护层。
[0108]
实施例2-1至2-12除了向电解液中再加入添加剂外，其他制备过程和参数与实施例17相同，加入添加剂的种类和含量如表2所示。
[0109]
表2实施例1-7和实施例2-1至2-12的参数
[0110][0111]
[0112]
从表2中的实施例1-7和实施例2-1至2-12可以看出，通过在电解液中添加其它成膜添加剂如氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、己二腈、1,3,6-己烷三腈或己炔腈后，可辅助进行cei膜和sei膜的形成与修复，可进一步提升电化学装置的循环性能，各添加剂可单独添加，也可组合搭配使用。
[0113]
实施例3-1和3-2除了硅基材料表面设置有保护层外，其余制备过程与参数与实施例2-11相同，保护层的种类如表3所示。
[0114]
表3实施例2-11、3-1和3-2的参数
[0115][0116]
在表3中，在实施例2-11中使用的是未做表面处理的硅基材料，实施例3-1和3-2分别对硅基材料表面设置碳包覆层和氧化物保护层，可以看出，通过对硅基材料表面设置保护层，可抑制硅基材料的膨胀，并进一步提升电池的循环稳定性。
[0117]
上述公开特征并非用来限制本公开的实施范围，因此，以本公开权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本公开的权利要求范围之内。

技术特征：

1.一种电化学装置，包括负极极片和电解液，所述负极极片包含负极活性材料，所述负极活性材料包含硅基材料；所述电解液中包含第一物质、第二物质和第三物质；所述第一物质选自氟苯化合物或氟醚化合物；第二物质选自磷酸酯、亚磷酸酯、碳酸酯、羧酸酯、醚或砜中的至少一种；第三物质为锂盐；基于所述电解液的质量，所述第二物质与第三物质的质量比为y，y的范围为：0.8≤y≤4。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述氟苯化合物选自氟苯、二氟苯、三氟苯、四氟苯、五氟苯或六氟苯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述氟醚类化合物的结构式为式1所示化合物其中，r1和r2独立选自经取代或未经取代的c
1-12
烷基、c
1-12
烷氧基；其中，经取代时，取代基为氟，式1上至少有4个氟。4.根据权利要求3所述的电化学装置，其中，所述氟醚化合物选自甲基九氟丁醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,1,1,2,2-五氟-3-(三氟甲氧基)丙烷、1,1,1,2,2,3,3-七氟代-3-甲氧基丙烷、乙基1,1,2,3,3,3-六氟丙醚、2,2,3,3-四氟丙基二氟甲醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、1,1,1,2,3,3-六氟-3-甲氧基丙烷、2,2,3,3,3-五氟丙基-1,1,2,2-四氟乙酯、甲基2,2,3,3,3-五氟丙基醚、2,2,3,3-四氟-1-甲氧基丙烷、2,2,3,3,3-五氟丙基二氟甲醚、1,1,2,3,3,3-五氟丙基-2,2,2-三氟乙醚、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚、4-(二氟甲氧基)-1,1,1,2,3,3-六氟丁烷、2h-六氟丙基2,2,3,3-四氟醚或1-(1,1,2,2-四氟乙氧基)丁烷中的至少一种。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一物质占所述电解液的质量比为a％，15≤a≤80。6.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第二物质选自以下物质中的至少一种：亚磷酸三乙酯、亚磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三丙酯，磷酸三苯酯、三(三氟乙基)磷酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三甲基硅基亚磷酸酯、二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、五氟丙基碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、丁酸丁酯、二氟乙酸乙酯、乙酸二氟乙酯、三氟乙酸乙酯、乙酸三氟乙酯、丙酸甲酯、三氟丙酸甲酯、乙二醇二乙醚，二乙二醇二甲醚、三甘醇二甲醚、1,3二氧六环、1,4二氧六环、乙二醇甲酸乙醚、二乙氧基甲烷、1,3二甲氧基丙烷、1,1,3,3-四乙氧基丙烷、18-冠醚-6，12-冠醚-4，15-冠醚-5、
环丁砜、二甲基砜。7.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第三物质选自双氟磺酰亚胺锂、双三氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟草酸硼酸锂或4,5-二氰基-2-(三氟甲基)咪唑锂中的至少一种。8.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电解液还包含添加剂；所述添加剂至少选自氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、2,4-丁烷磺内酯、丁二腈、己二腈、反丁烯二腈、戊二腈、1,3,6-己烷三腈、1,2,3-三(2-氰氧基)丙烷或已炔腈中的一种。所述添加剂在所述电解液中的质量占比为b％，0.5≤b≤30。9.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，基于负极活性材料的总重量，所述硅基材料的质量百分含量为a％，且10≤a≤90。10.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述硅基材料的颗粒表面具有保护层。所述保护层包括石墨碳材料和/或功能氧化物；所述功能氧化物的化学式为me
m
o
n
，其中，me包括al、硅、mn、v、cr、co或zr中的至少一种，m为1至2，n为1至3。11.一种电子装置，包含权利要求1-10中任一项所述的电化学装置。

技术总结

本申请提供了一种电化学装置，包括负极极片和电解液，所述负极极片包含负极活性材料，所述负极活性材料包含硅基材料；所述电解液中包含第一物质、第二物质和第三物质；所述第一物质选自氟苯化合物或氟醚化合物；第二物质选自磷酸酯、亚磷酸酯、碳酸酯、羧酸酯、醚或砜中的至少一种；第三物质为锂盐；基于所述电解液的质量，所述第二物质与第三物质的质量比为Y，Y的范围为：0.8≤Y≤4。所述电子装置包括所述电化学装置。本申请可实现显著提升电化学装置的循环性能。的循环性能。