CN113422000B - 电化学装置和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种电化学装置和电子装置，电化学装置，包括：正极，正极包括：正极集流体、第一活性物质层和第二活性物质层；第一活性物质层位于正极集流体和所述第二活性物质层之间；第一活性物质层包含锰酸锂和磷酸铁锂，第二活性物质包含镍钴锰酸锂。本申请能够在降低成本的同时，保证安全性能。

Description

电化学装置和电子装置
技术领域
本申请涉及电化学技术领域，尤其涉及一种电化学装置和电子装置。
背景技术
电化学装置(例如锂离子电池)的正极中所采用的三元材料价格较高，为了降低成本，一些电化学装置中采用价格较低的锰酸锂作为正极材料，然而，这类锰酸锂容易和电解液中的HF反应导致Mn溶出到电解液中，在使用过程中经过电化学反应沉积到负极，最终导致负极的SEI(solid electrolyte interphase，固体电解质界相)膜被破坏，充放电过程发生析锂，严重时着火。
发明内容
本申请一些实施例中提供一种电化学装置，包括：
正极，正极包括：正极集流体、第一活性物质层和第二活性物质层；第一活性物质层位于正极集流体和所述第二活性物质层之间；
第一活性物质层包含锰酸锂和磷酸铁锂，第二活性物质包含镍钴锰酸锂。在一些实施例中，至少部分磷酸铁锂位于所述锰酸锂的表面。
在一些实施例中，第一活性物质层中所述锰酸锂的质量百分含量大于80％小于100％。
在一些实施例中，第二活性物质层还包括磷酸铁锂或富锂锰基材料中的至少一种。
在一些实施例中，第一活性物质层在正极集流体单面上单位面积的重量为a g/cm2；第二活性物质层在正极集流体单面上单位面积的重量为b g/cm2；0.016<a+b<0.026。
在一些实施例中，第一活性物质层在正极集流体单面上单位面积的重量为a g/cm2；第二活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量为bg/cm2；a≥2.5×b。
在一些实施例中，10×b≥a≥4×b。
在一些实施例中，锰酸锂是采用MnO2制备的锰酸锂。
在一些实施例中，电化学装置还包括负极，负极包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层包括：Sn、Sb、钛酸锂、锡基化合物、硅基化合物、人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球或石墨烯中的至少一种。
本申请还提出一种电子装置，包括上述任一项所述的电化学装置。
本申请一些实施例中，电化学装置，包括：正极，正极包括：正极集流体、第一活性物质层和第二活性物质层；第一活性物质层位于正极集流体和所述第二活性物质层之间；第一活性物质层包含锰酸锂和磷酸铁锂，第二活性物质包含镍钴锰酸锂。本申请能够在降低成本的同时，保证安全性能。
附图说明
结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。
图1是本公开实施例的一种正极的示意图。
图2是本公开实施例的另一种正极的示意图。
图3是本公开实施例1和对比例1的循环容量保持率示意图。
图4是本公开实施例2和对比例2的循环容量保持率示意图。
图5是本公开实施例3和对比例3的循环容量保持率示意图。
图6是本公开实施例4和对比例4在存储过程中容量衰减示意图。
图7是本公开实施例5和对比例5的循环容量保持率示意图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本申请的实施例。虽然显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。
为了降低电化学装置(例如锂离子电池)的成本，一些技术中采用MnO2为原材料制备的锰酸锂作为电化学装置的正极材料，但该类锰酸锂在使用过程中会和电解液中的HF反应导致Mn溶出，最终导致负极的SEI膜被破坏，一些技术中，将锰酸锂与镍钴锰酸锂或者磷酸铁锂混合，镍钴锰酸锂和磷酸铁锂等物质能够吸收HF，但锰酸锂与镍钴锰酸锂或者磷酸铁锂混合后会出现小颗粒团聚的问题，很难实现均匀混合，一些技术中，低成本的锰酸锂的质量百分含量需要控制到80％以下。另一些技术中，采用成本较高的Mn3O4制备的Mn溶出风险低的锰酸锂，目前在两轮车市场可以单独使用，但这类锰酸锂成本高且克容量低，应用受限。
本申请一些实施例中提供一种电化学装置，包括：正极，请参考图2，正极包括：正极集流体10、第一活性物质层11和第二活性物质层12；正极集流体10可以采用铜箔、铝箔、钢片等材料制备，第一活性物质层11位于正极集流体10和第二活性物质层12之间；第一活性物质层包含锰酸锂，锰酸锂可以是采用MnO2制备的锰酸锂，第二活性物质包含镍钴锰酸锂。
一些实施例中，正极的第一活性物质层11与第二活性物质层12可以含有不同的组分，第一活性物质层11中采用锰酸锂可以降低正极的制造成本，由于第一活性物质层11位于正极集流体10和第二活性物质层12之间，因此，第二活性物质层12可以保护第一活性物质层11，减少第一活性物质层与电解液的接触，因此可以减少第一活性物质层11中锰酸锂因电解液中的HF的影响导致的Mn溶出。此外，第二活性物质层12中加入了镍钴锰酸锂，第二活性物质层12中的镍钴锰酸锂能够有效地吸收HF而不易出现Mn溶出的问题，这样一方面能够保证进一步减少第一活性物质层11中锰酸锂与HF接触导致的Mn溶出的问题，另一方面，保证了第二活性物质层12的稳定性，提高安全性能，并且镍钴锰酸锂的克容量相对锰酸锂较高，也能够提高正极整体的克容量。本申请一些实施例在降低了电化学装置的成本的同时，保证了电化学装置的安全性能。
在本申请的一些实施例中，电化学装置的正极可以具有双层涂布结构，通过第一活性物质层11降低了制造成本，通过第二活性物质层12减少第一活性物质层11中的锰酸锂与HF的接触，增加安全性能。本申请一些实施例中，可以利用锰酸锂的低成本优势和镍钴锰酸锂的高稳定性优势，通过双层涂布的方式既能够降低成本，又能够确保Mn溶出的风险可控。
在本申请的一些实施例中，第一活性物质层11还包括磷酸铁锂。一些实施例中，磷酸铁锂在电解液中不易出现原子溶出的问题，其稳定性较好，在第一活性物质层11中加入磷酸铁锂可以提高第一活性物质层整体的稳定性。
在本申请的一些实施例中，至少部分所述磷酸铁锂位于所述锰酸锂的表面。一些实施例中，请参考图2，磷酸铁锂吸附在锰酸锂表面可以减少锰酸锂与电解液的接触，从而对锰酸锂起到保护作用，减低HF对锰酸锂的侵蚀，进一步抑制锰酸锂的Mn溶出，提高正极的安全性。
在本申请的一些实施例中，第一活性物质层11中锰酸锂的质量百分含量大于80％小于100％；第一活性物质层11中磷酸铁锂的质量百分含量小于20％。一些实施例中，锰酸锂的制造成本相对较低，在锰酸锂的质量百分含量较高的情况下，能够降低第一活性物质层11的制造成本，并且因为磷酸铁锂的质量百分含量较低的情况下，可以减少磷酸铁锂的聚集，抑制磷酸铁锂的团聚。第一活性物质层11中某成分的质量百分含量，等于该成分的质量与第一活性物质层11的总质量的比值。
在本申请的一些实施例中，所述第二活性物质层12还包括磷酸铁锂或富锂锰基材料中的至少一种。一些实施例中，磷酸铁锂和富锂锰基材料有较好的耐电解液稳定性和安全性，在第二活性物质层12中加入磷酸铁锂和富锂锰基材料，一方面可以保护第一活性物质层11中的锰酸锂免受HF的侵蚀，另一方面，第二活性物质层12中的三元材料镍钴锰酸锂本身的安全性相对磷酸铁锂较低，在第二活性物质层12中的磷酸铁锂和富锂锰基材料也可以稳定第二活性物质层12，从而提高正极整体的安全性和稳定性。本申请一些实施例中，利用磷酸铁锂和镍钴锰酸锂不易Mn溶出的特点，可以采用双层涂布的方式，第二活性物质层12包含镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等非锰酸锂的物质，第一活性物质层11包含磷酸铁锂和锰酸锂的混合物，利用磷酸铁锂为小颗粒吸附在锰酸锂的表面，降低HF对锰酸锂的侵蚀。
在本申请的一些实施例中，第一活性物质层11在正极集流体10单面上单位面积的重量为a g/cm2；第二活性物质层12在正极集流体10单面上单位面积的重量为b g/cm2；0.016<a+b<0.026。一些实施例中，第一活性物质层11和第二活性物质层12在正极集流体10单面上单位面积的重量和不能过高或过低，过高可能会导致正极集流体10上活性物质层脱落，或者需要正极加入过多的粘结剂而导致导电性降低，过低会导致正极整体的体积能量密度下降。
在本申请的一些实施例中，第一活性物质层11在正极集流体单面上单位面积的重量为a g/cm2；第二活性物质层12在所述正极集流体单面上单位面积的重量为b g/cm2；a≥2.5×b。一些实施例中，第一活性物质层11中的锰酸锂价格较低，在第一活性物质层11中采用锰酸锂能够显著降低正极的成本，第二活性物质层12中的镍钴锰酸锂成本相对锰酸锂较高，限定a≥2.5×b能够保证正极具有较明显的成本优势。申请人通过实验研究发现，实施例1-5可以取得较优的实验结果，即当所述第一活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量和第二活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量满足实施例1-5所限定的范围时，实验结果较优。
在一些实施例中，(10×b)≥a≥(4×b)时，正极具有较明显的成本优势，且正极整体的体积能量密度较优。进一步地，在一些实施例中，(9.5×b)≥a≥(4.25×b)时，正极具有较明显的成本优势，且正极整体的体积能量密度较优。
在本申请的一些实施例中，电化学装置还包括负极，负极包括负极集流体和负极活性物质层，负极集流体可以采用铝箔、铜箔等，负极活性物质层包括：Sn、Sb、钛酸锂、锡基化合物、硅基化合物、人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球或石墨烯中的至少一种。在一些实施例中，负极还包括导电剂、增稠剂和粘结剂，导电剂可以采用导电石墨，增稠剂可以采用羧甲基纤维素钠，粘结剂可以采用丁苯橡胶。
在本公开的一些实施例中，电化学装置包括：隔离膜；隔离膜包括：聚丙烯单层隔膜、聚乙烯单层隔膜，聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合隔膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布为基体材料的具有纳米陶瓷浸渍涂层的隔膜、或者多孔基体材料上涂布聚烯烃类混合树脂的隔膜中的至少一种。
在本公开的一些实施例中，电化学装置包括电解液，电解液包括溶剂和锂盐，其中溶剂选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸乙丁酯(BEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)、γ-丁内酯(γ-BL)、碳酸亚乙烯酯(VC)、亚硫酸丙烯酯(PS)一种或任意比例的几种；锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、高氯酸锂(LiClO4)、三氟甲基磺酸锂(CF3SO3Li)中的一种或任意比例的几种。
在本申请的一些实施例中，电化学装置为卷绕式锂离子电池或堆叠式锂离子电池。
在本申请的一些实施例中，电化学装置可以是锂离子电池，锂离子电池可以是二次电池(如锂离子二次电池)，也可以是一次电池(如锂一次电池等)等，但并不限于此。
本申请的实施例还提供了包括上述电化学装置的电子装置。本申请实施例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、照相机和家庭用大型蓄电池等。
下面列举了一些具体实施例以更好地对本申请进行说明，其中，采用锂离子电池作为示例。
下面描述本申请的各个参数的测试方法。
循环测试：在25℃、45℃或60℃下，以0.5C恒定电流将锂离子电池充电至4.2V。然后以4.2V的恒定电压充电至电流为0.05C，静置5min。然后再以1.0C的恒定电流放电至2.8V，静置2min。以此为一个循环，并记录放电容量C0，依照上述循环重复1000次循环，每100次循环记录一次放电容量C，并计算循环容量保持率C/C0×100％，在1000次循环结束后测量Mn的溶出量。
日历寿命测试：将锂离子电池充电至100％，在70℃±2℃的条件下静置，以0.5C恒定电流将锂离子电池充电至4.2V。然后以4.2V的恒定电压充电至电流为0.05C，静置5min，满充静置24h；然后再以1.0C的恒定电流放电至2.8V，静置2min。以此为一个循环，并记录放电容量C0，依照上述循环重复100次循环，每1次循环记录一次放电容量C，并计算循环容量保持率C/C0×100％，在80次循环结束后测量Mn的溶出量。
实施例1
正极的制备：将锰酸锂和磷酸铁锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比86.4：9.6：0.8：0.8：2.4的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料1。采用铝箔作为正极集流体(16μm)，将正极浆料1涂覆于正极集流体上形成涂层1。将镍钴锰酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比96：0.8：0.8：2.4的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料2。将正极浆料2涂覆于涂层1上形成涂层2，经过干燥、冷压、裁切程序后得到正极。涂层1:涂层2的重量比为9：1，涂层1的涂布重量为0.293g/1540mm2，即0.019g/cm2，涂层1中锰酸锂和磷酸铁锂的重量比例8：1，涂层1冷压后厚度为0.145mm，涂层2的涂布重量为0.033g/1540mm2，即0.002g/cm2，涂层2冷压后厚度为0.025mm。在本实施例中，所述第一活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量和第二活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量满足a＝9.5×b。
负极的制备：将人造石墨(V负为0.1V)、丁苯橡胶及羧甲基纤维素钠按重量比97.7：1.0：1.3的比例溶于去离子水中，形成负极浆料。采用铜箔作为负极集流体(8μm)，将负极浆料涂覆于负极集流体上(涂布重量0.127g/1540mm2，即0.008g/cm2)，经过干燥、冷压、裁切程序后得到负极。
电解液的制备：在含水量小于10ppm的环境下，将六氟磷酸锂与非水有机溶剂(碳酸乙烯酯(EC)：碳酸二乙酯(DEC)：碳酸亚丙酯(PC)：丙酸丙酯：碳酸亚乙烯酯(VC)＝20：30：20：28：2，重量比)按重量比10：90配制以形成电解液。
隔离膜的制备：选用单层聚丙烯(PP)作为隔膜，透气度76secs/100cm3
锂离子电池的制备：将上述负极、正极、隔离膜与依顺序堆叠，使隔离膜处于正极与负极中间起到隔离的作用，然后卷绕成电极组件。随后将该电极组件装入铝塑膜包装袋中，并在80℃下脱去水分后，获得干电极组件。随后将上述电解液注入干电极组件中，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。
对比例1
对比例1与实施例1的区别仅在于正极制备不同，其余步骤相同。
正极制备：将锰酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比96：0.8：0.8：2.4的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料。将正极浆料涂覆于铝箔上，经过干燥、冷压、裁切程序后得到正极
实施例1和对比例1的性能测试结果如图3所示，从图3中可以看出，实施例1在25℃的循环性能明显优于对比例1，实施例1在1000次循环后Mn的溶出量为300ppm，对比例1的Mn的溶出量为800ppm。这可能是因为实施例1中采用了双层涂布，实施例1中的涂层2中镍钴锰酸锂保护了涂层1中锰酸锂，减少了涂层1中锰酸锂与电解液的接触，从而减少了Mn的溶出。而对比例1中的正极只有涂层1没有涂层2，锰酸锂因为被电解液中的HF腐蚀导致Mn溶出严重，造成循环性能下降。
实施例2
正极的制备：将锰酸锂、磷酸铁锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比91.2：4.8：0.8：0.8：2.4的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料1。采用铝箔作为正极集流体(16μm)，将正极浆料1涂覆于正极集流体上形成涂层1。将镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比91.2：4.8：0.8：0.8：2.4的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料2。将正极浆料2涂覆于涂层1上，经过干燥、冷压、裁切程序后得到正极。涂层1:涂层2的重量比为85：15，涂层1的涂布重量为0.293g/1540mm2，即0.019g/cm2，涂层1中锰酸锂和磷酸铁锂的比例95：5，涂层1冷压后厚度为0.134mm，涂层2的涂布重量为0.049g/1540mm2，即0.003g/cm2，涂层2冷压后厚度为0.031mm。在本实施例中，所述第一活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量和第二活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量满足a＝6.3×b。
负极的制备：将人造石墨(V负1为0.1V)、Si(V负2为0.6V)、丁苯橡胶及羧甲基纤维素钠按重量比92.8：4.9：1.0：1.3的比例混合(对应人造石墨：Si的重量比例为95：5)，制备过程如实施例1。
电解液的制备：同实施例1。
隔离膜的制备：选用单层聚乙烯(PE)作为隔膜，单面涂覆陶瓷，透气度85secs/100cm3。
锂离子电池的制备：同实施例1。
对比例2
对比例2与实施例2的区别仅在于正极的制备不同，其余相同。
正极的制备：将锰酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比95.7：0.9：0.9：2.5的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料。将正极浆料涂覆于铝箔上，经过干燥、冷压、裁切程序后得到正极。
实施例2和对比例2的性能测试结果如图4所示，从图4中可以看出，实施例2的循环性能明显优于对比例2，实施例2在600次循环后Mn的溶出量为400ppm，对比例2的Mn的溶出量为1200ppm。实施例2中Mn的溶出量明显少于对比例2。
实施例3：
正极的制备：将锰酸锂、磷酸铁锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比81.6：14.4：0.8：0.8：2.4的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料1。采用铝箔作为正极集流体(16μm)，将正极浆料1涂覆于正极集流体上，形成涂层1。将镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、富锂锰基、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比86.4：4.8：4.8：0.8：0.8：2.4的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料2。将正极浆料2涂覆于涂层1上形成涂层2，经过干燥、冷压、裁切程序后得到正极。涂层1:涂层2的重量比为85：15，涂层1的涂布重量为0.293g/1540mm2，即0.019g/cm2，涂层1中锰酸锂和磷酸铁锂的比例95：5，涂层1冷压后厚度为0.134mm，涂层2涂布重量为0.049g/1540mm2，即0.003g/cm2，涂层2冷压后厚度为0.031mm。在本实施例中，所述第一活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量和第二活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量满足a＝9.5×b。
负极的制备：将天然石墨(V负为0.1V)、人造石墨(V负为0.1V)、丁苯橡胶及羧甲基纤维素钠按重量比30:67.7:1.0:1.3的比例溶于去离子中，形成负极浆料。采用铜箔作为负极集流体，将负极浆料涂覆于负极集流体铜箔上(涂布重量0.080kg/m2)，经过干燥、冷压、裁切程序后得到负极。
电解液的制备：在含水量小于10ppm的环境下，将六氟磷酸锂与非水有机溶剂(碳酸乙烯酯(EC)：碳酸二乙酯(DEC)：碳酸亚丙酯(PC)：碳酸甲乙酯(EMC)：碳酸亚乙烯酯(VC)＝20：30：20：28：2，重量比)按重量比8:92配制以形成电解液。
隔离膜的制备:选用聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合隔膜，单面涂覆陶瓷，透气度200secs/100cm3。
锂离子电池的制备：同实施例1。
对比例3
对比例3与实施例3的区别仅在于正极的制备不同，其余相同。
正极的制备：将锰酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比95.7：0.9：0.9：2.5的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料。将正极浆料涂覆于正极集流体上，经过干燥、冷压、裁切程序后得到正极。
实施例3和对比例3的性能测试结果如图5所示，实施例3的1000次循环Mn溶出为200ppm，对比例3的1000次循环Mn溶出为1600ppm。这是因为实施例3中采用了双层涂布的方式，减少了涂层1中的锰酸锂与电解液的接触，从而抑制了涂层1中Mn溶出。
实施例4：
正极的制备：将锰酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比96.6：1.0：0.8：1.6的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料1。采用铝箔作为正极集流体(16μm)，将正极浆料1涂覆于正极集流体上，形成涂层1。将镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比86.4：9.6：0.8：0.8：2.4的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料2。将正极浆料2涂覆于涂层1上形成涂层2，经过干燥、冷压、裁切程序后得到正极。
涂层1:涂层2的重量比为80：20，涂层1的涂布重量为0.260g/1540mm2，即0.017g/cm2，涂层1中锰酸锂和磷酸铁锂的比例85：15，涂层1冷压后厚度为0.130mm，涂层2涂布重量为0.065g/1540mm2，即0.004g/cm2，涂层2冷压后厚度为0.038mm。在本实施例中，所述第一活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量和第二活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量满足a＝4.25×b。
负极的制备：同实施例1。
电解液的制备：同实施例1。
隔离膜的制备：选用聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合隔膜，单面涂覆陶瓷，透气度200secs/100cm3。
锂离子电池的制备：同实施例1。
对比例4
对比例4与实施例4的区别仅在于正极的制备不同。
正极的制备：将MnO2制备的锰酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比95.7：0.9：0.9：2.5的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料。将正极浆料涂覆于铝箔上，经过干燥、冷压、裁切程序后得到正极。
实施例4和对比例4的性能测试结果如图6所示，从图6中可以看出，实施例4的锂离子电池的存储性能优于对比例4的锂离子电池，实施例4的50日历寿命Mn溶出为1000ppm，对比例4的50日历寿命Mn溶出为2500ppm，这是因为实施例4中采用了双层涂布的方式，涂层2保护了涂层1中的锰酸锂，减少了Mn溶出。
实施例5：
正极的制备：将锰酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比96.1：1.5：0.8：1.6的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料1。采用铝箔作为正极集流体(16μm)，将正极浆料1涂覆于正极集流体上形成涂层1。将镍钴锰酸锂、富锂锰基材料、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比86.4：9.6：0.8：0.8：2.4的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料2。将正极浆料2涂覆于涂层1上形成涂层2，经过干燥、冷压、裁切程序后得到正极。涂层1:涂层2的重量比为80：20，涂层1的涂布重量为0.260g/1540mm2，即0.017g/cm2,涂层1中锰酸锂和磷酸铁锂的比例85：15，涂层1冷压后厚度为0.128mm，涂层2涂布重量为0.065g/1540mm2，即0.004g/cm2，涂层2冷压后厚度为0.038mm。在本实施例中，所述第一活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量和第二活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量满足a＝4.25×b。
负极的制备：将人造石墨(V负为0.08V)、丁苯橡胶及羧甲基纤维素钠按重量比97.7：1.0：1.3的比例溶于去离子中，形成负极浆料。采用铜箔作为负极集流体(8μm)，将负极浆料涂覆于负极集流体上(涂布重量0.085kg/m2)，经过干燥、冷压(极片厚度0.12mm)、裁切程序后得到负极。
电解液的制备：在含水量小于10ppm的环境下，将六氟磷酸锂与非水有机溶剂(碳酸乙烯酯(EC)：碳酸二乙酯(DEC)：碳酸亚丙酯(PC)：碳酸甲乙酯(EMC)＝10：40：25：25，重量比)按重量比12.5：87.5配制以形成电解液。
隔离膜的制备：同实施例1。
锂离子电池的制备：同实施例1。
对比例5
对比例5与实施例5的区别仅在于正极的制备不同，其余均相同。
正极的制备：将MnO2制备的锰酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏二氟乙烯按重量比95：1.1：1.4：2.5的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成正极浆料。将正极浆料涂覆于铝箔上，经过干燥、冷压、裁切程序后得到正极。
实施例5和对比例5的性能测试结果如图7所示，实施例5的300次循环Mn溶出为500ppm，对比例5的300次循环Mn溶出为900ppm。实施例5中采用双层涂布的方式，通过涂层2保护涂层1中的镍钴锰酸锂和富锂锰基材料，抑制涂层1中的锰酸锂溶出，从而减少了Mn的溶出量。
尽管已经采用特定结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (9)

1.一种电化学装置，其特征在于，包括：
正极，所述正极包括：正极集流体、第一活性物质层和第二活性物质层；所述第一活性物质层位于所述正极集流体和所述第二活性物质层之间；
所述第一活性物质层包含锰酸锂和磷酸铁锂，所述第二活性物质包含镍钴锰酸锂，至少部分所述磷酸铁锂位于所述锰酸锂的表面，所述第一活性物质层中所述磷酸铁锂的质量百分含量小于20％。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，
所述第一活性物质层中所述锰酸锂的质量百分含量大于80％小于100％。
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，
所述第二活性物质层还包括磷酸铁锂或富锂锰基材料中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，
所述第一活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量为ag/cm2；
所述第二活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量为bg/cm2；
0.016<a+b<0.026。
5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，
所述第一活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量为ag/cm2；
所述第二活性物质层在所述正极集流体单面上单位面积的重量为bg/cm2；
a≥2.5×b。
6.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，10×b≥a≥4×b。
7.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述锰酸锂是采用MnO2制备的锰酸锂。
8.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置还包括负极，所述负极包括负极集流体和负极活性物质层，所述负极活性物质层包括：Sn、Sb、钛酸锂、锡基化合物、硅基化合物、人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球或石墨烯中的至少一种。
9.一种电子装置，包括根据权利要求1至8任一项所述的电化学装置。
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