一种电化学装置的制作方法

本发明属于电化学装置，具体涉及一种电化学装置，特别是一种含有硅基负极活性物质的电化学装置。

背景技术：

1、锂离子电池已成为现代生活中不可或缺的物品，它以其高效、环保和安全等特性，为满足现代社会多元化能源需求提供了最具潜力的解决方案。锂电池的比容量，即单位体积或单位质量电池储存的能量，是衡量锂电池性能的重要指标之一。高比容量意味着在相同体积或质量的锂电池可以存储更多的能量，为设备提供更长的续航时间和更大的能量密度，这对于现代社会中需要长时间运行和高效能源利用的设备至关重要。

2、在锂电池中，负极是锂离子嵌入的主体，它对于电池比容量有直接决定作用。目前商业化的锂电池中，碳系材料依然是锂电池负极的首选，尤其是石墨电极，因其良好的导电性和结晶度，被广泛使用。而非碳系材料中，硅基材料因其高比容量(理论是石墨的十倍)、高安全性与低脱嵌电位受到了极大的关注。

3、尽管硅基材料在理论上具有超越石墨的优越性，但在实际产业化过程中仍面临诸多挑战，其中最核心的问题便是硅基材料的体积膨胀问题。负极材料的体积膨胀会导致负极结构发生变化，破坏电极材料与集流体的接触，导致电池循环性能和容量保持率受到严重影响。与此同时，电池内部应力的增大也会使整体形态发生改变，部分组件损坏，甚至可能导致金属锂的析出，引发严重的安全问题。

技术实现思路

1、为了抑制硅基负极在循环过程中的体积膨胀，电化学装置内部结构的破坏，导致电化学装置的容量保持率降低，影响电化学装置结构稳定性和安全性等问题，本发明提供了一种电化学装置，所述电化学装置是通过物理作用和化学作用提高负极膨胀应力的承受上限，能够实现明显地抑制硅基负极的体积膨胀，使得电化学装置在具有更高硅含量负极活性物质时，容量保持率依然能够保持在较高水平，并且电化学装置的结构稳定性和安全性也有所提高。

2、本发明目的是通过如下技术方案实现的：

3、一种电化学装置，所述电化学装置包括正极、负极和电解液；所述负极包括负极活性物质层和负极集流体，所述负极活性物质层设置在负极集流体至少一侧表面；所述负极活性物质层包括负极活性物质，所述负极活性物质包括硅基负极材料；所述电解液包括有机溶剂、锂盐以及添加剂，所述添加剂包括卤素取代的碳酸酯类化合物；

4、所述电化学装置满足：

5、4×a+c+10×d≥6×b+405；

6、其中，a为卤素取代的碳酸酯类化合物的质量占电解液总质量的百分比，单位为wt％；b为负极活性物质中硅元素的质量占负极活性物质总质量的百分比，单位为wt％；c为负极集流体的拉伸强度，单位为mpa；d为负极集流体的粗糙度，单位为μm。

7、根据本发明的实施方式，研究发现，随着对电化学装置容量需求的不断提升，电化学装置中负极活性物质中硅元素的含量也在不断地提升，这使得负极的体积膨胀问题也尤为严重。本发明的电化学装置中包括卤素取代的碳酸酯类化合物和铜箔，且所述电化学装置满足4×a+c+10×d≥6×b+405，此时能够充分发挥卤素取代的碳酸酯类化合物和铜箔的组合效果，从化学作用和物理作用两个角度实现对于硅基负极体积膨胀的抑制作用，本发明的电化学装置在卤素取代的碳酸酯类化合物和铜箔的组合作用下，能够确保负极活性物质中硅元素在较高含量下，电化学装置在室温和高温条件下对硅基负极体积膨胀的有效抑制以及对电化学装置的循环容量保持率的提升，同时对电化学装置的安全性能也有所提升。

8、具体地，所述卤素取代的碳酸酯类化合物在电解液中可以发生分解反应生成聚合物和卤化锂，同时参与硅基负极表面sei膜的形成，能够调节sei膜的结构和组成；其中聚合物参与硅基负极表面sei膜的形成，使得获得的sei膜的柔韧性提高，卤化锂参与硅基负极表面sei膜的形成，提高获得的sei膜的机械强度，两者结合后从化学作用的角度有效抑制硅基负极的体积膨胀。

9、具体地，所述负极集流体为高拉伸强度的铜箔，所述铜箔的稳定性好，且所述铜箔的粗糙度适中，所述铜箔能够与负极活性物质层之间形成良好的相互作用力，避免负极活性物质层与负极集流体的分离。同时所述铜箔可以凭借自身的高拉伸强度，承担部分负极活性物质的膨胀应力，从物理作用的角度对负极膨胀进行限制，以达到实现抑制负极膨胀的效果。

10、研究发现，调控将卤素取代的碳酸酯类化合物和高拉伸强度铜箔满足4×a+c+10×d≥6×b+405时，sei膜能够在一定范围内保持稳定，不仅sei膜内部的成分组成稳定，在电池内部不易发生化学及电化学反应，保护电解液与电极活性物质，并且高拉伸强度铜箔的存在，也使得sei膜不会发生物理层面的破裂，使整个电池能够长期稳定工作，因此在循环后期容量保持率能够保持在较高的水平，不会有很明显的下降。

11、另外电池中强度较高的sei膜与铜箔也会在电池膨胀时起到关键作用，随着电池充放电循环圈数的不断增加，无论是电池内部产气还是硅负极的膨胀，都会造成整体电池的体积膨胀，而本技术的电池的整体强度和韧性都会有大幅度提高，在一定范围内，电池膨胀赋予电池的应力小于维持电池稳定的作用力，因此电池膨胀会被大幅度抑制，在循环后期也能保持一定的水平。

12、这些稳定且强力的保护作用力不仅能够抑制电池膨胀，当电池处于相对活跃的环境中时，如在高温条件下，电池内部的化学反应更加剧烈，会导致电池出现各种各样的安全问题，而本技术的电池在这种极端条件下具有更多的应变剩余，能够更长时间、在更极端的环境中稳定存在，因此能够避免部分安全问题，提高电池的安全性能。

13、总之，将卤素取代的碳酸酯类化合物和高拉伸强度铜箔组合后能够实现对于电化学装置结构稳定性的提升，抑制电化学装置在室温和高温条件下的体积膨胀，改善电化学装置在室温和高温条件下的循环容量保持率，同时提升电化学装置的安全性能。

14、根据本发明的实施方式，当所述电化学装置满足4×a+c+10×d<6×b+405时，由于对硅基负极的体积膨胀改善效果差，影响电化学装置的稳定运行，对电化学装置的循环容量保持率和安全性能有明显恶化的效果。

15、根据本发明的实施方式，所述卤素取代的碳酸酯类化合物为卤素取代的含有碳酸酯基团的化合物。

16、根据本发明的实施方式，所述卤素取代的碳酸酯类化合物选自具有式ⅰ所示结构式的化合物中的至少一种：

17、

18、式ⅰ中，r1、r2、r3、r4相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、无取代或任选被一个、两个或更多个ra取代的烷基、烯基或炔基；每一个ra相同或不同，彼此独立地选自卤素或烷基，且r1、r2、r3、r4基团中的至少一个基团含有卤素。

19、根据本发明的实施方式，式ⅰ中，r1、r2、r3、r4相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、无取代或任选被一个、两个或更多个ra取代的c1-12烷基、c2-12烯基或c2-12炔基；每一个ra相同或不同，彼此独立地选自卤素或c1-12烷基，且r1、r2、r3、r4基团中的至少一个基团含有卤素。

20、根据本发明的实施方式，式ⅰ中，r1、r2、r3、r4相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、无取代或任选被一个、两个或更多个ra取代的c1-6烷基、c2-6烯基或c2-6炔基；每一个ra相同或不同，彼此独立地选自卤素或c1-6烷基，且r1、r2、r3、r4基团中的至少一个基团含有卤素。

21、根据本发明的实施方式，式ⅰ中，r1、r2、r3、r4相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、无取代或任选被一个、两个或更多个ra取代的c1-3烷基、c2-3烯基或c2-3炔基；每一个ra相同或不同，彼此独立地选自卤素或c1-3烷基，且r1、r2、r3、r4基团中的至少一个基团含有卤素。

22、根据本发明的实施方式，所述卤素取代的碳酸酯类化合物包括式ⅰⅰ-式v所示结构的化合物中的至少一种：

23、

24、根据本发明的实施方式，所述卤素取代的碳酸酯类化合物可以是通过商业途径购买后获得的，也可以是采用本领域已知的方法制备得到的。

25、根据本发明的实施方式，所述卤素取代的碳酸酯类化合物的质量占电解液总质量的百分比a为8wt％-25wt％，例如为8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％或25wt％。

26、根据本发明的实施方式，当所述卤素取代的碳酸酯类化合物的质量占电解液总质量的百分比a为8wt％-25wt％时，所述卤素取代的碳酸酯类化合物在电解液中可以发生分解反应生成聚合物和卤化锂，同时参与硅基负极表面sei膜的形成，能够调节sei膜的结构和组成；其中聚合物参与硅基负极表面sei膜的形成，使得获得的sei膜的柔韧性提高，卤化锂参与硅基负极表面sei膜的形成，提高获得的sei膜的机械强度，两者结合后从化学作用的角度可以有效抑制硅基负极的体积膨胀。与此同时，获得的sei膜的机械强度高、稳定性好，并且具有一定的自我修复能力，这能够有效抑制电解液与电极活性物质之间的副反应，减少电化学装置的自放电和容量衰减，提高电化学装置的稳定性。卤素取代的碳酸酯类化合物还可以增加对铜箔的保护效果以及增加锂离子的迁移速率，降低电化学装置的阻抗，显著提高电化学装置在高倍率下的充放电性能。电化学装置稳定性的提高还可以减少电化学装置的热失控和燃烧的风险，提高安全性能。

27、当所述卤素取代的碳酸酯类化合物的质量占电解液总质量的百分比a>25wt％时，由于卤素取代的碳酸酯类化合物的含量过高，一方面导致sei膜中过量卤化锂盐的沉积，使锂离子在负极的嵌入和脱出过程受到阻碍，进而电池内阻增大，充放电效率降低，影响电池的循环寿命和能量密度，另一方面，过量的卤素取代碳酸酯还会使电解液中产生大量的含卤素的酸性物质，不仅会破坏铜箔及保护膜，还会大大提高产气风险；当所述卤素取代的碳酸酯类化合物的质量占电解液总质量的百分比a<8wt％时，由于卤素取代的碳酸酯类化合物的含量过低，sei膜的形成可能不够完整或不够坚固，电解液与负极活性物质之间的界面不稳定，无法充分发挥作用。

28、根据本发明的实施方式，所述负极活性物质中硅元素的质量占负极活性物质总质量的百分比b为≤25wt％，优选为2wt％-20wt％，例如为2wt％、3wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％或25wt％。当所述负极活性物质中硅元素的质量占负极活性物质总质量的百分比b≤25wt％时，获得的电化学装置中硅基负极的体积膨胀能得到很好的抑制，当所述负极活性物质组装成电化学装置后仍能够充分发挥卤素取代的碳酸酯类化合物和铜箔的组合效果，从化学作用和物理作用两个角度实现对于硅基负极体积膨胀的抑制作用。当所述负极活性物质中硅元素的质量占负极活性物质总质量的百分比b>25wt％时，由于硅基负极的膨胀过于严重，卤素取代的碳酸酯类化合物和铜箔的组合对其性能的改善效果逐渐弱化。

29、根据本发明的实施方式，所述硅基负极材料包括硅单质、硅合金、硅氧负极材料(siox(0<x<2))和硅碳负极材料中的至少一种。

30、根据本发明的实施方式，所述硅碳负极材料包括由硅或部分氧化的硅与无定型或结晶碳混合形成的颗粒，碳材料通常具有更加稳定的结构，相对于硅来说，其体积变化较小，当硅在充放电过程中发生膨胀时，碳材料可以作为缓冲层，吸收部分硅的体积变化，从而减缓负极整体的膨胀；和/或，所述硅碳负极材料包括由硅或部分氧化的硅填充(包括部分填充或完全填充)在多孔无定型碳或多孔结晶碳的孔隙中形成的颗粒，多孔碳结构为硅提供了空间限制，当硅膨胀时，它受到周围碳结构的限制，这有助于防止硅颗粒的破碎和从电极中脱落，而硅填充在碳的孔隙中，可以在一定程度上分散充放电过程中产生的应力，从而减少负极的整体膨胀。

31、根据本发明的实施方式，所述多孔无定型碳的平均孔径为1nm-15nm，例如为1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、12nm或15nm。

32、根据本发明的实施方式，所述硅碳负极材料的dv50为2μm-14μm，例如为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm或14μm。当所述硅碳负极材料的dv50在此范围内时，获得的硅碳负极材料的颗粒大小和粒径分布适宜，这样的硅碳负极材料具有较短的锂离子扩散路径和较小的应力积累，有助于减轻自身的体积膨胀。当硅碳负极材料的dv50<2μm时，获得的硅碳负极材料的粒径过小，造成负极活性物质和电解液之间的副反应过大，且硅碳负极材料与电解质之间的副反应更加剧烈，产生更多的气体和副产物，会加剧负极的体积膨胀。当硅碳负极材料的dv50>14μm时，获得的硅碳负极材料的粒径过大，增加了硅碳负极材料内部锂离子扩散路径，对电化学装置的循环性能和倍率性能产生恶化，同时增加了硅碳负极材料的应力积累，加剧硅碳负极材料的体积膨胀的问题。

33、根据本发明的实施方式，所述硅碳负极材料的比表面积≤18m2/g，例如为2m2/g、3m2/g、4m2/g、5m2/g、6m2/g、7m2/g、8m2/g、9m2/g、10m2/g、12m2/g、14m2/g、15m2/g、16m2/g或18m2/g。所述硅碳负极材料的比表面积≤18m2/g时，所述硅碳负极材料具有更多的孔隙和缺陷，这为硅的体积膨胀提供了更多的空间，在一定程度上可以缓冲硅的体积变化，减轻负极的膨胀程度；同时也能避免硅碳负极材料与电解质之间发生剧烈的反应，减缓负极的体积膨胀。所述硅碳负极材料的比表面积>18m2/g时，硅碳负极材料具有更多的与电解质接触的面积，导致硅碳负极材料与电解质之间的反应更加剧烈，产生更多的气体和副产物，会加剧负极的体积膨胀。同时比表面积较大的硅碳负极材料通常具有更多的孔隙和缺陷，也会导致负极结构的破坏和容量的快速衰减。

34、根据本发明的实施方式，所述负极活性物质还包括碳基负极材料。

35、根据本发明的实施方式，所述碳基负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳中的至少一种。

36、根据本发明的实施方式，所述负极集流体为铜箔。示例性地，所述铜箔的材质为金属铜或合金铜，所述合金铜例如为镁、银、铬等合金元素掺杂的合金铜，所述合金铜中铜元素的质量含量≥99％。所述铜箔中铜的含量越高，获得的铜箔的拉伸强度越高，铜箔中的合金元素的引入能够防止铜发生氧化现象，避免弱化铜箔的性能。

37、根据本发明的实施方式，所述负极集流体可以通过商业途径购买后获得，也可以通过本领域已知的方法制备得到。

38、根据本发明的实施方式，所述负极集流体的拉伸强度c为>400mpa，优选为450mpa-800mpa，示例性地，所述负极集流体的拉伸强度为450mpa、500mpa、550mpa、600mpa、650mpa、700mpa、750mpa或800mpa。当所述负极集流体的拉伸强度c为>400mpa时，所述负极集流体能够承担部分负极活性物质的膨胀应力，从物理作用的角度对负极膨胀进行限制，以达到实现抑制负极膨胀的效果。当所述负极集流体的拉伸强度c≤400mpa时，由于负极集流体的拉伸强度过小，不足以抑制硅基负极的体积膨胀，无法从物理作用的角度对负极膨胀进行限制。当所述负极集流体的拉伸强度c>800mpa时，虽然负极集流体的拉伸强度大，但是其对硅基负极的体积膨胀的抑制效果增加不显著，且显著增加了负极集流体的制备成本。

39、根据本发明的实施方式，所述负极集流体的厚度为4μm-8μm，示例性地，所述负极集流体的厚度为4μm、5μm、6μm、7μm或8μm。通常情况下，负极集流体越厚，其拉伸强度也会相应增加，较厚的负极集流体具有更大的截面积和更多的材料来抵抗外部力量，表现出更高的拉伸强度，从而有利于抑制负极的体积膨胀。当所述负极集流体的厚度为4μm-8μm，能够获得合适的拉伸强度，进而使得所述负极集流体能够承担部分负极活性物质的膨胀应力，从物理作用的角度对负极膨胀进行限制，以达到实现抑制负极膨胀的效果。当所述负极集流体的厚度>8μm时，其会增加电化学装置内部的电阻，降低电化学装置的能量密度、放电性能和反应速率，同时还增加了电化学装置的制备成本。当所述负极集流体的厚度<4μm时，其无法提供足够的截面积和材料来抵抗外部力量，从而表现出较低的拉伸强度，这不足以抑制负极的体积膨胀。基于此，所述负极集流体的厚度优选为4μm-8μm。

40、根据本发明的实施方式，所述负极集流体的粗糙度d为0.1-2.5μm，示例性地，所述负极集流体的粗糙度为0.1μm、0.2μm、0.5μm、0.7μm、1.0μm、1.3μm、1.5μm、1.8μm或2.0μm。较高的粗糙度可能会增加负极集流体与负极活性物质层之间的机械锁合力，这能够在一定程度上提高它们之间的附着力，使得在充放电过程中，负极活性物质不容易从负极集流体上脱落或分离，增加负极结构的稳定性。当所述负极集流体的粗糙度d为0.1-2.5μm时较为适宜。当所述负极集流体的粗糙度d>2.5μm时，过高的粗糙度可能导致电解液在负极集流体表面的不均匀分布，增加接触电阻，从而影响电化学装置的充放电性能，还可能会加剧负极的体积膨胀，导致负极结构破坏和容量衰减。当所述负极集流体的粗糙度d<0.1μm时，过低的粗糙度无法提供与负极活性物质层之间的机械锁合力，使得在充放电过程中，负极活性物质极易从负极集流体上脱落或分离，大幅降低负极结构的稳定性。

41、根据本发明的实施方式，所述负极活性物质层还包括导电剂和粘结剂。

42、根据本发明的实施方式，所述负极活性物质层中各组分的质量百分含量为：80-99.8wt％的负极活性物质、0.1-10wt％的导电剂、0.1-10wt％的粘结剂。

43、优选地，所述负极活性物质层中各组分的质量百分含量为：90-99.6wt％的负极活性物质、0.2-5wt％的导电剂、0.2-5wt％的粘结剂。

44、根据本发明的实施方式，所述锂盐包括六氟磷酸锂(lipf6)、二氟磷酸锂(lipo2f2)、二氟草酸硼酸锂(lidfob)、双氟磺酰亚胺锂(litfsi)、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的一种或两种以上。

45、优选地，所述电解质锂盐包括二氟草酸硼酸锂(lidfob)、双氟磺酰亚胺锂(litfsi)和二氟双草酸磷酸锂中的一种或两种以上。

46、研究发现，二氟草酸硼酸锂(lidfob)、双氟磺酰亚胺锂(litfsi)和二氟双草酸磷酸锂等锂盐具有良好的成膜能力，能够与本发明的卤素取代的碳酸酯类化合物以及高拉伸强度的负极集流体组合作用，使负极表面形成的sei膜的含氟量得到提升，含氟量的提升会提高负极界面sei膜的物理强度，在一定范围内避免由于负极活性物质的拉伸而产生形变发生导致对负极结构的破坏；同时含氟量的提高也会使得负极表面形成的sei膜的抗氧化能力提高，从化学层面抑制负极表面形成的sei膜的破坏，进一步提高抑制负极体积膨胀的效果。

47、根据本发明的实施方式，所述二氟草酸硼酸锂(lidfob)、双氟磺酰亚胺锂(litfsi)和二氟双草酸磷酸锂中的一种或两种以上的质量占电解液总质量的质量百分比为0.5-8wt％；当所述二氟草酸硼酸锂(lidfob)、双氟磺酰亚胺锂(litfsi)和二氟双草酸磷酸锂中的一种或两种以上的质量占电解液总质量的质量百分比在此范围内时，能够兼顾电化学装置的成本、循环性能以及抑制负极膨胀。

48、根据本发明的实施方式，所述有机溶剂选自氟代或未氟代的碳酸酯和/或羧酸酯，所述碳酸酯选自下述溶剂中的一种或几种：碳酸丙烯酯(pc)、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯；所述羧酸酯选自下述溶剂中的一种或几种：乙酸乙酯(ea)、乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丙酯(pp)、丙酸乙酯(ep)、丙酸甲酯(mp)、丁酸甲酯、正丁酸乙酯。

49、根据本发明的实施方式，所述电化学装置为电池，所述电池例如为锂离子电池，如为锂离子二次电池。

50、根据本发明的实施方式，所述电解液为非水电解液。

51、根据本发明的实施方式，所述正极包括正极集流体和涂覆在正极集流体一侧或两侧表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性物质、导电剂和粘结剂。

52、根据本发明的实施方式，所述正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：80-99.8wt％的正极活性物质、0.1-10wt％的导电剂、0.1-10wt％的粘结剂。

53、优选地，所述正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：90-99.6wt％的正极活性物质、0.2-5wt％的导电剂、0.2-5wt％的粘结剂。

54、根据本发明的实施方式，所述导电剂包括导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉中的至少一种。

55、根据本发明的实施方式，所述粘结剂包括羧甲基纤维素钠、丁苯胶乳、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯中的至少一种。

56、根据本发明的实施方式，所述正极活性物质包括过渡金属锂氧化物、聚阴离子型化合物、硫化物中的一种或几种。所述过渡金属锂氧化物的化学式为li1+xniycozmko2，其中，-0.1≤x≤1；0≤y≤1，0≤z≤1，且0≤k≤1；其中，m为mg、zn、ga、ba、al、fe、cr、sn、v、mn、sc、ti、nb、mo、zr中的一种或几种；所述聚阴离子型化合物的化学式为limx，其中m为金属元素，如fe、mn、co、ni等；x为阴离子基团，如po43-、sio44-、bo33-等；所述硫化物包括但不限于硫化锂li2s。

57、根据本发明的实施方式，所述电化学装置还包括隔离膜。

58、根据本发明的实施方式，所述添加剂还包括腈类化合物、含硫添加剂、氟代化合物。

59、根据本发明的实施方式，所述腈类化合物包括1,3,6己烷三腈(htcn)、己二腈(adn)、丁二腈(sn)和乙二醇双(丙腈)醚(dene)中的至少一种。所述腈类化合物可以与正极配位，提高正极界面的稳定性，提高电化学装置的高电压性能。

60、根据本发明的实施方式，所述电化学装置满足：

61、f≤6.5h-20；

62、其中，f为腈类化合物的质量占电解液总质量的百分比，单位为wt％；h为负极集流体的厚度，单位为μm。

63、研究发现，当所述电化学装置满足f≤6.5h-20时，所述腈类化合物能够与正极进行匹配，使得所述电化学装置在具有较高的正极成膜性能的同时提高电化学装置在高电压下的电学性能，且对负极的成膜性能影响不大，保证电化学装置在较高的电压和硅含量的条件下，依然拥有良好的循环容量保持率和安全性能。当所述电化学装置满足f>6.5h-20时，由于腈类化合物的含量过多，且腈类化合物的负极成膜能力差，会导致负极体积膨胀性能的劣化；或者由于铜箔厚度过薄，无法抵抗硅负极的体积膨胀，导致负极体积膨胀性能的劣化。

64、根据本发明的实施方式，所述腈类化合物的质量占电解液总质量的百分比为2-8wt％，示例性地，所述腈类化合物的质量占电解液总质量的百分比为2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％或8wt％。

65、根据本发明的实施方式，所述氟代化合物包括但不限于甲基三氟乙基碳酸酯(femc)、氟代碳酸二乙酯(fdec)、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(tte)、2,2,2-三氟乙酸乙酯(fea)、2,2-二氟乙酸乙酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚(hfe)。所述氟代化合物本身耐氧化性好，对正极稳定性强，且还可在负极成膜，降低负极界面副反应。

66、根据本发明的实施方式，所述氟代化合物的质量占电解液总质量的百分比为2-8wt％，示例性地，所述氟代化合物的质量占电解液总质量的百分比为2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％或8wt％。

67、根据本发明的实施方式，所述含硫添加剂包括但不限于硫代硫酸盐、硫酸酯、硫醚、二硫化物、硫醇、硫酚、硫脲、硫代酰胺、硫代羧酸及其盐、硫代磷酸及其盐、有机硫化物聚合物和含硫有机小分子中的至少一种。所述含硫添加剂可以在电解液中起到提高电导率、稳定电极材料、改善电池性能等多种作用。

68、根据本发明的实施方式，所述含硫添加剂的质量占电解液总质量的百分比为2-8wt％，示例性地，所述含硫添加剂的质量占电解液总质量的百分比为2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％或8wt％。

69、本发明的有益效果：

70、本发明提供了一种电化学装置，所述电化学装置能够明显抑制硅基负极的体积膨胀，提高电化学装置中的负极活性物质中硅含量的上限，在高硅含量的情况下，电化学装置的容量依然能够保持，并且电化学装置的结构稳定性和安全性有所提高。