电化学装置及电子装置

本申请涉及电化学领域，尤其涉及一种电化学装置及电子装置。

电化学装置例如锂离子电池具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等优势，在电子领域具有广泛的应用。随着电动汽车和可移动电子设备的高速发展，人们对电池的能量密度、安全性、循环性能等相关需求越来越高。

其中，电化学装置的快充性能越来越受用户欢迎，电化学装置的负极极片作为提升快充性能的主要技术点之一，在电化学装置的充放电倍率性能方面发挥着重要的作用。以锂离子电池为例，在快速充电过程中，大量锂离子从正极极片快速脱出，经过电解液传质通过隔离膜，并嵌入负极极片的材料中，但当电化学装置设计存在缺陷、电化学装置结构变化等异常情况发生时，来自正极极片的锂离子可能无法快速嵌入负极极片的材料中，锂离子在负极极片表面析出，导致严重的容量损失，甚至造成短路的风险。

发明内容

本申请提供一种电化学装置及电子装置，能够解决电化学装置中负极极片的金属阳离子析出问题及降低电化学装置在循环过程中的内阻。

第一方面，本申请提供了一种电化学装置，包括负极极片、正极极片和电解液，所述负极极片包括高分子介电材料层，所述电解液包括碳酸酯。

在一些示例性的实施例中，当将所述高分子介电材料层放置于电场强度为10kV/mm至200kV/mm的电场中极化，撤去电场后，所述高分子介电材料层的剩余极化强度为50mC/m

在一些示例性的实施例中，所述高分子介电材料层包括高分子介电材料，所述高分子介电材料的分子链段中包括具有极性官能团的结构单元，且所述极性官能团在所述结构单元中不对称分布。

在一些示例性的实施例中，所述极性官能团包括酰胺基、氟、氯、溴、羧酸基、酯基、氰基的至少一种。

在一些示例性的实施例中，所述高分子介电材料包括具有介电效应的聚偏氟乙烯的共聚物、聚偏氟乙烯与三氟乙烯的共聚物、聚偏氟乙烯与四氟乙烯的共聚物、奇数尼龙系介电聚合物和非晶态介电聚合物中的至少一种；

所述奇数尼龙系介电聚合物分子式为-(HN-(CH

所述非晶态介电聚合物包括亚乙烯基二氰/醋酸乙烯共聚物、亚乙烯基二氰/苯甲酸乙烯共聚物、亚乙烯基二氰/丙酸乙烯共聚物、亚乙烯基二氰/新戊酸乙烯共聚物、亚乙烯基二氰/甲基丙烯酸甲酯共聚物和亚乙烯基二氰/异丁烯共聚物中的至少一种。

在一些示例性的实施例中，所述高分子介电材料满足以下条件之一：

(Ⅰ)所述聚偏氟乙烯与聚三氟乙烯的共聚物中，所述聚三氟乙烯的共聚比例为20mol％～70mol％；

(Ⅱ)所述聚偏氟乙烯与聚四氟乙烯的共聚物中，所述聚四氟乙烯单体的共聚比例为30mol％以下；

(Ⅲ)所述非晶态介电聚合物中，所述亚乙烯基二氰的共聚比例为30mol％～80mol％。

在一些示例性的实施例中，所述高分子介电材料在25℃下的矫顽场强度大于30kV/mm且小于200kV/mm。

在一些示例性的实施例中，所述高分子介电材料层的厚度为0.1μm至5μm。

在一些示例性的实施例中，所述碳酸酯包括饱和碳酸酯或不饱和碳酸酯化中的至少一种。

在一些示例性的实施例中，所述饱和碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯中的至少一种。

在一些示例性的实施例中，所述不饱和碳酸酯包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。

在一些示例性的实施例中，所述电化学装置满足以下条件之一：

(a)当将所述高分子介电材料层放置于电场强度为10kV/mm至200kV/mm的电场中极化，撤去电场后，所述高分子介电材料层的剩余极化强度为70mC/m

(b)所述高分子介电材料在25℃下的矫顽场强度30kV/mm～50kV/mm。

(c)所述高分子介电材料层的厚度为0.1μm～3μm。

第二方面，本申请提供一种电化学装置的制备方法，包括：

将高分子介电材料先涂覆在负极极片的表面，然后再进行极化处理，以得到高分子介电材料层；或，

将高分子介电材料层先进行极化处理，然后将经过极化处理的高分子介电材料层贴附在负极极片的表面，以得到高分子介电材料层。

在一些示例性的实施例中，将所述高分子介电材料置于平行电场中进行极化处理，所述平行电场的场强的范围为所述高分子介电材料在25℃下的矫顽场强度的0.1倍至6倍。

第三方面，本申请提供一种电子装置，包括如上所述的电化学装置。

基于本申请的电化学装置及电子装置，电化学装置包括负极极片、正极极片和电解液，负极极片包括高分子介电材料层，电解液包括碳酸酯。在负极极片表层设置高分子介电材料层可提高负极极片表面电位，使其表面电位高于金属阳离子形核电位，抑制负极极片金属阳离子析出，同时电解液中的碳酸酯化合物可在负极极片表面形成稳定且具有低阻抗的SEI膜，降低循环过程中因金属阳离子在负极极片的嵌入/脱出产生的内阻。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种实施的电化学装置的局部剖视图；

图2为本申请一种实施的电极组件的正极极片与负极极片层叠设置的剖视图；

图3为本申请一种实施的高分子介电材料层设于隔离膜表面的剖视图；

图4为本申请一种实施的高分子介电材料层设于隔离膜表面和负极极片表层的剖视图；

图5为本申请一种实施的高分子介电材料层设于负极极片表层的剖视图；

图6a为本申请一种实施的极化前α相PVDF分子链示意图；

图6b为本申请一种实施的极化前β相PVDF分子链示意图；

附图标记：

100、电极组件；

110、正极极片；111、正极集流体；112、正极活性材料层；

120、负极极片；121、负极集流体；122、负极活性材料层；123、高分子介电材料层；

130、隔离膜；

200、电化学装置；

210、外包装；210a、内部空间。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

如图1所示，为本申请一种实施例的电化学装置200的结构示意图，电化学装置200包括外包装210、电解液以及电极组件100。本申请中，电极组件100包括负极极片120、正极极片110和隔离膜130。电极组件100设于外包装210的内部空间210a，电解液填充于外包装210内部空间210a。本申请对电化学装置200没有特别限制，例如可以包括但不限于锂离子电池或钠离子电池。

如图2所示，为本申请一种实施例的电极组件100的结构示意图，电极组件100包括正极极片110、负极极片120和隔离膜130，隔离膜130设于正极极片110和负极极片120之间，以将正极极片110与负极极片120间隔开来，隔离膜130具有离子绝缘性，防止正极极片110与负极极片120接触后短接。

负极极片120包括高分子介电材料层123，高分子介电材料层123设于隔离膜130和负极极片120之间。如图2-图5所示，高分子介电材料层123的数量为至少一层，高分子介电材料层123可连接于隔离膜130和负极极片120中至少一个的表面。例如，可设置高分子介电材料层123位于负极极片120表面，并与隔离膜130贴合或间隔设置；或者，设置高分子介电材料层123位于隔离膜130朝向负极极片120的表面，并与负极极片120贴合或间隔设置。

高分子介电材料层123包括具有介电性的高分子介电材料，将高分子介电材料层123设于隔离膜130和负极极片120之间，可辅助改变负极极片120表面电位，例如，将高分子介电材料层123带正电荷的一侧朝向负极极片120设置时，可以在宏观上使负极极片120表面带正电，强制提高负极极片120表面电位，使其表面电位高于金属阳离子形核电位，抑制负极极片120析金属阳离子。当金属阳离子到达高分子介电材料层123表面，高分子介电材料层123内部的自建电场对局域出现的集中金属阳离子流进行负反馈，削弱局部出现的大电流，提前均匀化负极极片120表面电流密度，抑制金属阳离子在负极极片120析出。

本申请中选择具有介电效应的高分子介电材料应用于高分子介电材料层中，当将高分子介电材料层放置于电场强度为10kV/mm至200kV/mm的电场中极化，撤去电场后，高分子介电材料层具有剩余极化强度，且剩余极化强度范围为大于等于50mC/m

其中，高分子介电材料的高分子链段中包括具有极性官能团的结构单元，各结构单元包括至少一个极性官能团。其中，极性官能团在结构单元中不对称分布，使得各结构单元中正电荷中心和负电荷中心空间不对称，从而使多个结构单元聚合后形成的高分子链段将具有介电极化效应，进一步地，多个结构单元在高分子链段中不对称分布。当高分子介电材料置于电场中极化时，呈不对称分布的极性官能团在外部电场作用下，被改变取向方向，并且带有相同极性的官能团具相同空间取向，由此产生较大的偶极矩，高分子介电材料的分子链段上极性基团越多，高分子介电材料在外部电场作用下越容易产生空间极化。

在一些示例性的实施例中，极性官能团包括酰胺基、氟、氯、溴、羧酸基、酯基、氰基的至少一种。以高分子介电材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)为例，如图6a所示，为极化前α相PVDF分子链示意图，如图6b所示，为极化前β相PVDF分子链示意图，图6a和图6b中箭头所指方向为极性官能团电偶极矩方向。α相PVDF和β相PVDF经极化处理，分子链上的极性基团氟被改变取向方向，且取向趋于相同，从而提高α相PVDF和β相PVDF的偶极矩，使得撤去电场后α相PVDF和β相PVDF仍存在剩余极化强度。

在一些示例性的实施例中，高分子介电材料包括具有介电效应的聚偏氟乙烯的共聚物、具有介电效应的聚偏氟乙烯与三氟乙烯的共聚物、具有介电效应的聚偏氟乙烯与四氟乙烯的共聚物、具有介电效应的奇数尼龙系介电聚合物和具有介电效应的非晶态介电聚合物中的至少一种。

奇数尼龙系介电聚合物分子式为-(HN-(CH

非晶态介电聚合物包括亚乙烯基二氰/醋酸乙烯共聚物P(VDCN-VAC)、亚乙烯基二氰/苯甲酸乙烯共聚物P(VDCN-VBz)、亚乙烯基二氰/丙酸乙烯共聚物P(VDCN-VPr)、亚乙烯基二氰/新戊酸乙烯共聚物P(VDCN-VPiv)、亚乙烯基二氰/甲基丙烯酸甲酯共聚物P(VDCN-MMA)和亚乙烯基二氰/异丁烯共聚物P(VDCN-IB)中的至少一种。

聚偏氟乙烯与聚三氟乙烯的共聚物中，聚三氟乙烯的共聚比例为20mol％～70mol％；聚偏氟乙烯与聚四氟乙烯的共聚物中，聚四氟乙烯单体的共聚比例为30mol％以下。

非晶态介电聚合物中，亚乙烯基二氰的共聚比例为大于或等于30mol％且小于或等于80mol％。

在一些示例性的实施例中，高分子介电材料在25℃下的矫顽场强度大于30kV/mm且小于200kV/mm。通过选择满足上述矫顽场强度范围的高分子介电材料，将高分子介电材料进行极化处理后，可使高分子介电材料层123内形成能够均匀负极极片120表面电流的内建电场。优选地，高分子介电材料在25℃下的矫顽场强度30kV/mm～50kV/mm，例如，矫顽场强度为30kV/mm、35kV/mm、40kV/mm、45kV/mm或50kV/mm等。

在一些示例性的实施例中，高分子介电材料层123的厚度为0.1μm至5μm，例如，高分 子介电材料层123的厚度为可为0.1μm、1μm、3μm、4μm、或5μm等。高分子介电材料层123厚度过薄难以在高分子介电材料层123内形成有效的内建电场来均匀负极极片120表面的电流；当高分子介电材料层123的厚度大于0.1μm时，高分子介电材料层123厚度过厚，金属阳离子难以穿透高分子介电材料层123迁移至负极极片120内，同时高分子介电材料层123过厚将占用较多的电化学装置200内部空间210a，导致电化学装置200内的非活性物质占比增大。另外，高分子介电材料层123过厚或过薄，均不利于高分子介电材料层123随负极极片120或隔离膜130弯折加工，限制高分子介电材料层123在电化学装置200中的应用。优选地，高分子介电材料层123的厚度为0.1μm至3μm。优选地，高分子介电材料层123的厚度为0.1μm～3μm。

在一些示例性的实施例中，高分子介电材料层123还包括粘接剂，高分子介电材料与粘接剂的重量比为0.05～0.15:1。粘接剂包括N-甲基吡咯烷酮、丙二醇、丙三醇或甘二醇中的至少一种。

本申请中，电解液包括碳酸酯，碳酸酯包括饱和碳酸酯或不饱和碳酸酯中的至少一种。电解液中的碳酸酯可在负极极片120表面形成稳定且具有低阻抗的SEI膜(solid electrolyte interface，固体电解质界面膜)，降低循环过程中因金属阳离子在负极极片120的嵌入/脱出而产生的内阻，降低电化学装置的循环过程中的内阻，可进一步提升电化学装置的性能。

在一些示例性的实施例中，饱和碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯中的至少一种。在一些示例性的实施例中，不饱和碳酸酯包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。

本申请中的电解液还包括锂盐，本申请对锂盐没有特别限制，可以使用本领域公知的任何锂盐，只要能实现本申请的目的即可，例如，锂盐可以包括LiTFSI、LiPF

本申请中的电解液还包括其他非水溶剂，其他非水溶剂没有特别限定，只要能实现本申请的目的即可，例如，非水溶剂可以包括羧酸酯化合物、醚化合物、腈化合物或其它有机溶剂等中的至少一种，例如，可以包括，但不限于乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸异丁酯或乙酸叔丁酯中的至少一种。

正极极片110包括正极集流体111和正极活性材料层112，正极活性材料层112设于正极集流体111的至少一个表面。负极极片120包括负极集流体121和负极活性材料层122，负极活性材料层122设于负极集流体121的至少一个表面。负极活性材料层122具有孔隙结构，以形成金属阳离子嵌入的空间。高分子介电材料层123设于负极活性材料层122表面。

本申请的负极极片120没有特别限制，负极活性材料层122可以为现有技术的任何负极活 性材料层122，负极活性材料层122包括天然石墨、人造石墨、硬碳、软碳、硅、硅碳或硅氧化物等中的至少一种；负极集流体121可以为本领域公知的任何负极集流体121，如铜箔、铝箔、铝合金箔或复合集流体等。

本申请的隔离膜130没有特别限制，例如，隔离膜130可包括由对本申请的电解液稳定的材料制得，使电解液内的离子可从隔离膜130穿过，以使电解液内的离子能够在正极极片110和负极极片120之间活动，例如隔离膜130可包括聚乙烯(PE)等。

高分子介电材料层123设于负极活性材料层122表面或设于隔离膜130表面时，高分子介电材料层123内的高分子介电材料能够与负极活性材料层122和隔离膜130稳定地连接，不易被剥离。

在负极极片120的厚度方向X，高分子介电材料层123全部覆盖负极活性材料层122。

隔离膜130设于正极极片110和负极极片120之间，其中，负极极片120、隔离膜130和正极极片110可沿负极极片120厚度方向X依次层叠设置或绕卷设置。

本申请的正极极片110没有特别限制，正极活性材料层112包括镍钴锰三元材料、镍钴铝材料、磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂或钛酸锂中的至少一种；正极集流体111可以为本领域公知的任何正极集流体111，如铝箔、铝合金箔或复合集流体等，正极活性材料层112可以为现有技术的任何正极活性材料层112。

电极组件100还包括正极耳和负极耳，正极耳与正极集流体111电性连接，负极耳与负极集流体121电性连接。当电极组件100设于电化学装置200内时，正极耳和负极耳用于与外部电路电性连接，以对电化学装置200进行充放电，以及用于监测电化学装置200内部工作状态。

本申请实施例还提供一种电极组件100的制备方法，用于制备如上所述的电极组件100。制备方法包括：

将高分子介电材料先涂覆在隔离膜130和负极极片120中至少一个的表面，然后再进行极化处理，即得到高分子介电材料层123；或者，将高分子介电材料先进行极化处理，然后将经过极化处理的高分子介电材料贴附在隔离膜130和负极极片120中至少一个的表面，即得到高分子介电材料层123；高分子介电材料层123内具有的极化电场可有效改善负极极片120表面电位，从而改善负极极片120表面析金属阳离子的状态。

电极组件100的制备方法还包括将高分子介电材料层123设于隔离膜130和负极极片120之间，以及将隔离膜130设于负极极片120和正极极片110之间，获得电极组件100。其中，对高分子介电材料进行极化处理后，还使形成的高分子介电材料层123相对的两侧的电荷不同，并在组装后的电极组件100中，高分子介电材料层123带正电荷的一侧朝向负极极片120设置，从而能够在宏观上使负极极片120表面带正电，强制提高负极极片120表面电位，使其表面电 位高于金属阳离子形核电位，抑制负极极片120析金属阳离子。

在一些示例性的实施例中，将高分子介电材料进行极化处理的方法包括：将高分子介电材料置于平行电场中进行极化处理，平行电场的场强范围为高分子介电材料在25℃下的矫顽场强度的0.1倍至6倍。将高分子介电材料置于平行电场进行极化处理的时间范围可为30min。

高分子介电材料可在不定型的状态设于隔离膜130或负极极片120表面，再进行极化处理，例如，不定型的状态包括粉末状或浆料状等。高分子介电材料也可在定型状态并极化处理后，设于隔离膜130或负极极片120表面，例如，定型的状态包括呈薄膜、片状等。

当高分子介电材料在不定型状态设于隔离膜130或负极极片120表面时，可与粘接剂混合后，涂覆在隔离膜130或负极极片120的表面并干燥，再进行极化处理，形成高分子介电材料层123。

当将高分子介电材料加工成定型的状态时，可粘接于隔离膜130或负极极片120表面，或者，初步连接于隔离膜130或负极极片120表面，极化处理形成高分子介电材料层123后，在后续电化学装置200加工过程中，例如在电化学装置200的化成步骤中，进行施加压力和热处理中的至少一种处理方法作用于高分子介电材料层123，将高分子介电材料层123固定于隔离膜130或负极极片120。

本申请中的外包装没有特别限制，可以使用本领域公知的外包装，例如可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等；也可以是软包，例如袋式软包，软包的材质可以是铝塑料，如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中的至少一种。

本申请还提供了一种电子装置，包括如上的电化学装置200，例如，可包括汽车、手机等。

以下将以电化学装置200为锂离子电池为例，结合具体实施例对本申请作进一步详细的说明。

实施例1

高分子介电材料层123的制备：

(1)提供粉末状的α相聚偏氟乙烯(PVDF)作为高分子介电材料、N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为粘接剂，α相PVDF高分子介电材料25℃下矫顽场强度为50kV/mm，将粉末状的α相PVDF高分子介电材料分散于N-甲基吡咯烷酮中，搅拌使α相PVDF分散均匀，获得介电浆料，其中，α相PVDF与NMP的重量比为0.12，即介电浆料的固含量为12％。

(2)采用刮刀将介电浆料均匀涂覆于厚度15μm的聚乙烯(PE)隔离膜130其中一个表面，置于真空干燥箱中80℃烘干。其中，烘干后，附着于隔离膜130表面的高分子介电材料的厚度为1μm(也即后续获得的附着于隔离膜130表面的高分子介电材料层123的厚度为1μm)。

(3)将表面附着有高分子介电材料的隔离膜130放置于极化装置的平行电场中进行极化， 极化装置包括用于产生平行电场的正极压板和负极压板，正极压板和负极压板之间的平行电场方向由正极压板指向负极压板，高分子介电材料贴合负极压板放置，平行电场场强为50kV/mm，极化时间为30min，极化后的α相聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮形成设于隔离膜130表面的高分子介电材料层123，将高分子介电材料层123和隔离膜130裁切成(42mm×62mm)的规格待用。高分子介电材料层123的剩余极化强度为53mC/m

正极极片110的制备：

将正极活性材料(LiNi

负极极片120的制备：

将人造石墨、导电炭黑(Super P)、聚偏氟乙烯(PVDF)按照重量比97:1.0:2.0进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成为固含量为0.8的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在负极集流体121铜箔相对的两个表面上，80℃条件下烘干，得到双面设有负极活性材料层122的负极集流体121，并裁切成(40mm×60mm)的规格待用，其中，各层负极活性材料层122厚度为100μm。在后续锂离子电池的制备工序中，将高分子介电材料层123朝向负极活性材料层122设置，即形成包括有高分子介电材料层123、负极活性材料层122和负极集流体121的负极极片120。

电解液的制备：

在干燥氩气气氛中，将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以质量比1：1：1：1混合，获得有机溶剂，向有机溶剂中加入锂盐LiPF

锂离子电池的制备：

将上述裁切后的双面设有负极活性材料层122的负极集流体121置于中间，并在其两侧分别设置上述裁切后的正极极片110，以及在各正极极片110和负极活性材料层122之间设置上述附着有高分子介电材料层123的隔离膜130，且高分子介电材料层123朝向负极活性材料层122，将负极极片120、两层正极极片110和两层隔离膜130沿负极极片120厚度方向X层叠，用胶带将层叠后的负极极片120、正极极片110和隔离膜130的四个角固定后，将负极极片120 与负极耳电连接、正极极片110与正极耳电连接，获得电极组件100，将电极组件100置入铝塑膜外包装210的内部空间210a，经外包装210的开口处向外包装210的内部空间210a注入电解液后，封装外包装210的开口，获得叠片锂离子电池。

实施例2

与实施例1的区别为：提供粉末状的β相聚偏氟乙烯(PVDF)作为高分子介电材料。β相PVDF高分子介电材料25℃下矫顽场强度为30kV/mm。高分子介电材料层123的剩余极化强度为92mC/m

实施例3

与实施例1的区别为：提供粉末状的聚偏氟乙烯与聚四氟乙烯的共聚物(PVDF-PTFE，其中聚四氟乙烯单体的共聚比例为25mol％)作为高分子介电材料。聚偏氟乙烯共聚物25℃下矫顽场强度为30kV/mm。高分子介电材料层123的剩余极化强度为98mC/m

实施例4

与实施例3的区别为：高分子介电材料层123的厚度为0.1μm。高分子介电材料层123的剩余极化强度为94mC/m

实施例5

与实施例3的区别为：高分子介电材料层123的厚度为3μm。高分子介电材料层123的剩余极化强度为95mC/m

实施例6

与实施例3的区别为：高分子介电材料层123的厚度为5μm。高分子介电材料层123的剩余极化强度为93mC/m

实施例7

与实施例1的区别为：

负极极片120的制备：

将人造石墨、导电炭黑(Super P)、聚偏氟乙烯(PVDF)按照重量比97:1.0:2.0进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成为固含量为0.8的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在负极集流体121铜箔相对的两个表面上，80℃条件下烘干，得到双面设有负极活性材料层122的负极极片120，并采用如下制备方法将高分子介电材料层123设于负极活性材料层122背离负极集流体121的表面，获得负极极片120。

其中，高分子介电材料层123的制备包括：

(1)提供粉末状的聚偏氟乙烯与聚四氟乙烯的共聚物(PVDF-PTFE，其中聚四氟乙烯单体的共聚比例为25mol％)作为高分子介电材料、N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为粘接剂，粉末 状的PVDF-PTFE在25℃下矫顽场强度为50KV/mm，将粉末状的PVDF-PTFE分散于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，搅拌使PVDF-PTFE分散均匀，获得固含量为12％的介电浆料。采用刮刀将介电浆料均匀涂覆于各负极活性材料层122背离负极集流体121的表面，置于真空干燥箱中80℃烘干后，各层高分子介电材料和粘接剂形成的层结构的厚度均为0.1μm(也即后续获得的高分子介电材料层123的厚度为0.1μm)。

(2)将上述双面设有高分子介电材料和粘接剂的负极极片120放置于极化装置的平行电场中，进行极化，将高分子介电材料贴合极化装置的正极压板放置，平行电场场强为100kV/mm，极化时间为30min，然后翻转负极极片120，将负极极片120另一侧的高分子介电材料贴合极化装置的正极压板放置，极化时间为30min，高分子介电材料和粘接剂形成设于负极极片120表面的高分子介电材料层123，将负极极片120裁切成(42mm×62mm)的规格待用。高分子介电材料层123的剩余极化强度为95mC/m

电解液的制备：

在干燥氩气气氛中，将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以质量比1：1：1：1混合，获得有机溶剂，向有机溶剂中加入锂盐LiPF

锂离子电池的制备：

将上述裁切后的双面设有高分子介电材料层123的负极极片120置于中间，负极极片120厚度方向X相对的两侧分别设置裁切后的正极极片110，并在各正极极片110和负极极片120之间设置厚度15μm的聚乙烯(PE)隔离膜130，将双面设有高分子介电材料层123的负极极片120、两层正极极片110和两层隔离膜130沿负极极片120厚度方向X层叠，用胶带将层叠后的负极极片120、正极极片110和隔离膜130的四个角固定后，将负极耳与负极极片120电连接，正极耳与正极极片110电连接，获得电极组件100，将电极组件100置入铝塑膜外包装210的内部空间210a，经外包装210的开口处向外包装210的内部空间210a注入电解液后，封装外包装210的开口，获得叠片锂离子电池。

实施例8

与实施例7的区别为：高分子介电材料层123的厚度为1μm，高分子介电材料层123的剩余极化强度为92mC/m

实施例9

与实施例7的区别为：高分子介电材料层123的厚度为3μm，高分子介电材料层123的剩余极化强度为90mC/m

实施例10

与实施例7的区别为：高分子介电材料层123的厚度为5μm，高分子介电材料层123的剩余极化强度为90mC/m

电解液的制备：

在干燥氩气气氛中，将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以质量比1：1：1：1：1混合，获得有机溶剂，向有机溶剂中加入锂盐LiPF

实施例11

与实施例7的区别为：

高分子介电材料层123的制备：高分子介电材料为尼龙7，尼龙7在25℃下矫顽场强度为97KV/mm。将尼龙7制备成厚度为5μm的尼龙7薄膜(分子式为-(HN-(CH

电解液的制备：

在干燥氩气气氛中，将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以质量比1：1：1：1混合，获得有机溶剂，向有机溶剂中加入锂盐LiPF

实施例12

与实施例1的区别为：

高分子介电材料层123的制备：高分子介电材料为粉末状的亚乙烯基二氰与醋酸乙烯共聚物(P(VDCN-VAC))，P(VDCN-VAC)在25℃下矫顽场强度为200KV/mm。粉末状的P(VDCN-VAC)分散于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，搅拌使P(VDCN-VAC)分散均匀，获得固含量为12％的介电浆料。采用刮刀将介电浆料均匀涂覆于隔离膜130其中一个表面，置于真空干燥箱中80℃烘干后，置于平行电场中进行极化，平行电场场强为300kV/mm，极化时间为30min，极化完成后，P(VDCN-VAC)和N-甲基吡咯烷酮形成高分子介电材料层123。高分子介电材料层123的剩余极化强度为76mC/m

电解液的制备：

在干燥氩气气氛中，将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以质量比1：1：1：1混合，获得有机溶剂，向有机溶剂中加入锂盐LiPF

实施例13

与实施例1的区别为：

高分子介电材料为粉末状的亚乙烯基二氰与甲基丙烯酸甲酯共聚物(P(VDCN-MMA))，P(VDCN-MMA)在25℃下矫顽场强度为200KV/mm。粉末状的P(VDCN-MMA)分散于N-甲基吡咯烷酮中，搅拌使P(VDCN-MMA)分散均匀，获得固含量为12％的介电浆料。采用刮刀将介电浆料均匀涂覆于隔离膜130表面，置于真空干燥箱中80℃烘干后，置于平行电场中进行空气极化，平行电场场强为300kV/mm，极化时间为30min，极化完成后，P(VDCN-MMA)和N-甲基吡咯烷酮形成高分子介电材料层123。高分子介电材料层123的剩余极化强度为88mC/m

电解液的制备：

在干燥氩气气氛中，将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以质量比1：1：1：1混合，获得有机溶剂，向有机溶剂中加入锂盐LiPF

对比例1

与实施例1的区别为：

未在隔膜和负极极片120之间设置高分子介电材料；

电解液的制备：

在干燥氩气气氛中，将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以质量比1：1：1：1混合，获得有机溶剂，向有机溶剂中加入锂盐LiPF

使用下述方法对各实施例和对比例中的电极组件100和电化学装置200进行测试：

负极极片120析锂倍率：

在测试温度为25℃条件下，以一定倍率恒流充电到4.3V，倍率不小于3C，再恒压充电到0.05C，静置5分钟后以1C放电到2.8V。以上步骤得到的容量即为锂离子电池的初始容量，进行与前一步相同倍率充电1C放电对锂离子电池进行循环测试，循环10圈后拆解电池观察负极极片120是否析锂，以观察到负极极片120析锂的倍率作为负极极片120析锂倍率。

内阻(mΩ)：

采用直流放电法测试锂离子电池的内阻，采用40A大电流对锂离子电池进行3s瞬间放电， 测定此时的电压降U，通过U/40A即可得到电芯内阻值。

实施例1-13和对比例1中分别对应地包括表1中4种电解液。

表1

上述实施例1-19、对比例1的参数设置和测试结果请见表2。

表2

从实施例1-13和对比例1可看出，锂离子电池中包括高分子介电材料层123，且电解液中包括碳酸酯时，高分子介电材料层123可提高负极极片120表面电位，抑制负极极片120金属阳离子析出，同时电解液中的碳酸酯化合物可在负极极片120表面形成稳定且具有低阻抗的SEI膜，降低循环过程中因金属阳离子在负极极片120的嵌入/脱出产生的内阻，因此可提高负极极片120析锂倍率和降低锂离子电池循环过程中的内阻，提升锂离子电池的性能。

从表2中还可看出，高分子介电材料层123无论位于隔离膜朝向负极活性材料层122的一侧，还是位于负极活性材料层122表面，均可以改善负极极片120析锂问题；在本申请范围内优化高分子介电材料层123的厚度，可进一步改善负极极片120析锂，提升锂离子电池的综合性能。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。