本技术涉及电池，尤其涉及一种电化学装置以及电子设备。
背景技术：
1、锂离子电池作为一种便捷的电化学装置，近年来被广泛应用于笔记本电脑、手机等电子产品中。随着市场对于电子产品使用寿命的追求，对锂离子电池的循环容量保持率要求越来越高。硅的理论比容量远大于石墨的理论比容量，可达到4200mah/g，硅材料最有希望取代石墨成为下一代锂离子电池的负极材料。但是，在持续充放电过程中，硅材料非常容易发生体积膨胀和收缩进而使得硅材料间产生空隙，最终导致sei膜破裂，影响电子和锂离子转移，且sei膜破裂修复会消耗电解液和活性锂，造成循环衰减。
2、现有技术通常采用复合硅石墨材料，但是复合硅石墨材料在充放电到截至电压后的弛豫过程中，会发生锂离子迁移现象，造成迁移过程中电子传递和电解液分解反应，且深放循环(循环放电轻度低于设计下限截至电压)时，分解反应加剧，造成保护膜持续降解、重构，严重影响电池的使用寿命。
技术实现思路
1、有鉴于此，本技术提供一种电化学装置以及电子设备，电化学装置中的负极膜层采用多层涂布的方式，通过调整每层涂布浆料中硅材料加入的比例，以使不同活性物质层中的硅含量不同，同时本技术进一步在电解液中协同加入式i所示结构的物质a，如此能够改善电化学装置和电子设备的深放循环性能且兼顾改善其高温性能。
2、第一方面，本技术提供了一种电化学装置，电化学装置包括负极极片和电解液，负极极片包括负极集流体和设置在负极集流体至少一侧表面上的负极膜层，负极膜层中含有硅材料，沿背离负极集流体的方向，负极膜层依次包括第一活性物质层和第二活性物质层，第一活性物质层设置在负极集流体和第二活性物质层之间，第一活性物质层中硅材料的含量小于第二活性物质层中硅材料的含量，电解液中含有具有式i所示结构的物质a；
3、
4、在式i中，x11选自氧、硫、c1-c5的含氧亚烷基或c1-c5的含硫亚烷基，x12-为含氟阴离子，选自bf4-、pf6-、so3cf3-、n(so2cf3)2-、co2cf3-、n(so2c2f5)2-、n(so2c4f9)2-、c3n2(cn)2(cf3)或c3n2(cn)2(c2f5)–；
5、y11-y14各自独立地选自酰氧基、氰基、异氰基、经取代或未经取代的c1-c5的烷基、经取代或未经取代的c2-c5的烯基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的c1-c5的烷氧基；经取代时，取代基各自独立地选自氟、c1-c4的烷基；
6、y15选自式ⅱ所示基团；
7、
8、式ⅱ中，y(16)n选自酮基、醛基、经取代或未经取代的c1-c5的烷基、经取代或未经取代的c2-c5的烯基、经取代或未经取代的芳基、氨基、硝基、酰氧基、经取代或未经取代的c1-c5的烷氧基、硅氧烷基、羧酸酯基、碳酸酯基、磺酸酯基、亚磺酸酯基、磷酸酯基、亚磷酸酯基、氰基、异氰基、琥珀酰亚胺基、马来酰亚胺基、磺酰亚胺基或杂环基；经取代时，取代基各自独立地选自氟、c1-c4的烷基；
9、x11与y15通过式ii中的碳原子连接；或者，
10、x11与y15通过式ii中y(16)n上的碳原子、硅原子、氮原子、氧原子或硫原子连接。
11、硅材料在循环过程中会产生不可逆膨胀，且其膨胀和收缩过程中还会持续与电解液接触发生接触反应导致电解液的消耗。锂迁移现象在材料上趋向于从石墨转移至硅，在空间上趋向于从远离集流体转移至靠近集流体的活性物质，因此，发明人通过调控负极膜层中硅材料的含量沿背离负极集流体的方向逐层增大，同时在电解液中加入具有式i结构的物质a，能够改善锂离子电池的深放循环性能兼顾改善其高温性能。
12、发明人推测，由于物质a带正电，在电场作用下正离子聚集在负极，化成阶段物质a会开环产生具有聚合效果的双烯基特征官能团，如式iii所示，式iii化合物发生聚合反应形成均匀的sei有机层，利于增强sei的柔性，同时，再组合本技术所述的硅含量逐层增大的负极膜层，如此利于降低电解液的消耗且还可以抑制硅材料的膨胀，进而缓解锂离子电池的自放电现象。
13、
14、在一些实施方式中，物质a选自以下化合物中的至少一种；
15、
16、
17、当电解液包括上述的式i-1至式i-12的物质时，其可以与上述不同硅含量的负极膜层相互协同，进而改善电化学装置的深放循环性能兼顾改善高温性能，尤其是高温存储性能。
18、在一些实施方式中，所述第一活性物质层中硅材料的含量为x1，所述第二活性物质层中硅材料的含量为x2，0％≤x1≤70％，20％≤x2≤90％。本技术的两个活性物质层依次沿负极集流体的厚度方向设置，负极集流体的厚度方向与负极极片的厚度方向一致，第一活性物质层设置在负极集流体和第二活性物质层之间，第一活性物质层和第二活性物质层中硅含量呈递增设置，再结合本技术所述的电解液，如此更利于抑制活性物质(硅材料和碳材料)的膨胀以及降低电解液的消耗。需要说明的是，层与层之间硅含量的区别是通过调整每一层中硅材料的质量占比实现的，具体操作可参见现有技术的常规手段，不再赘述。
19、在一些实施方式中，第一活性物质层中硅含量x1为0％至25％，第二活性物质层中硅含量x2为20％至40％。
20、在一些实施方式中，负极集流体上活性物质层的总涂布量为1mg/cm2～10mg/cm2。优选地，活性物质层的总涂布量为1mg/cm2～6mg/cm2。
21、在一些实施方式中，干燥后，第一活性物质层的厚度为d1，5μm≤d1≤20μm，第二活性物质层的厚度为d2，5μm≤d2≤30μm。
22、在一些实施方式中，基于电解液的质量，物质a的质量百分含量为a％，满足：0.01≤a≤5。如此，改善sei膜柔韧性的效果更好，更利于提升锂离子电池的深放循环性能，兼顾改善其高温存储性能。优选地，0.1≤a≤5。更优选地，0.5≤a≤3。
23、在一些实施方式中，0.011≤a/x2≤15。负极材料膨胀导致sei膜破裂的程度与含硅材料的量相关，调控0.011≤a/x2利于进一步提升sei膜的柔性，改善深放循环性能，协同调控a/x2≤15用以避免式i所示结构的物质a的量过多导致循环性能的下降以及直流阻抗增加。优选地，1.5≤a/x2≤13.5。
24、在一些实施方式中，电解液还包括氟代碳酸乙烯酯和羧酸酯类化合物，基于电解液的质量，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为b％，羧酸酯类化合物的质量百分含量为c％，0.05≤a/b≤1，0.1≤(b/c)/x2≤2.7，1≤b≤20。氟代碳酸乙烯酯(fec)能够在硅材料上快速成膜，形成的lif是硅负极、混合负极有效提升循环性能的膜组分，但是fec分解形成的li2co3，而烷基锂不耐hf，容易分解，尤其是在深放循环(放电电压小于3.0v)时，分解反应加剧，造成保护膜持续降解、重构。式ⅰ所示结构的物质a具有加固保护膜中lif无机成分的作用，且由于式iii化合物的聚合反应，烷基锂等有机成分提升了伸缩柔性，可以增强对硅膨胀的抑制效果。
25、本技术通过调控电解液中式ⅰ所示结构的物质a、fec以及羧酸酯类化合物之间含量关系以及调控负极膜层中硅材料的含量沿背离所述负极集流体的方向逐层增大，如此，拓宽了锂离子电池使用的电压窗口，利于进一步提升其循环性能，尤其是深放循环且兼顾改善锂离子电池的热性能。优选地，3≤b≤15。
26、在一些实施方式中，电解液还包括物质b，物质b包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、3-己烯二氰、反丁烯二酸酐或三烯丙基甲氧基硅烷中的至少一种。基于电解液的质量，物质b的质量百分含量为0.1％至4％。适量的物质b能够与式i所示结构的物质a在充放电时发生交联反应，促进物质b与式i所示结构的物质a的成膜均匀，改善锂离子电池深放循环性能的效果更好。
27、在一些实施方式中，电解液还包括其他有机溶剂，其他有机溶剂包括碳酸酯类溶剂、内酯类溶剂或醚类溶剂中的至少一种，优选地，其他有机溶剂包括碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸丁烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、γ-丁内酯或γ-戊内酯中的至少一种。
28、在一些实施方式中，电解液还包括锂盐，锂盐包括六氟磷酸锂lipf6、双三氟甲烷磺酰亚胺锂lin(cf3so2)2(简写为litfsi)、双(氟磺酰)亚胺锂li(n(so2f)2)(简写为lifsi)、双草酸硼酸锂lib(c2o4)2(简写为libob)、二氟草酸硼酸锂libf2(c2o4)(简写为lidfob)中的至少一种。优选为lipf6或litfsi。
29、在一些实施方式中，负极膜层中还含有碳材料，碳材料选自人造石墨、天然石墨、软碳或硬碳中的至少一种。硅材料包括硅复合材料和/或硅单质，硅复合材料包括硅碳材料和/或硅氧材料siox，0.5≤x≤1.5，硅碳材料含有硅元素、碳元素、氧元素，其中，硅元素、碳元素、氧元素的质量比为1:1:1至6:3:0。
30、在一些实施方式中，每层活性物质层中，硅材料和碳材料的质量比为1:(0.2～15)，将硅材料和碳材料统称为活性物质，活性物质、粘结剂和导电剂的质量比为(70～99):(0.5～15):(0.5～15)。基于负极膜层的总质量，所述硅材料的质量百分含量为2％～80％，优选地，所述硅材料的质量百分含量为10％～30％。
31、在一些实施方式中，电化学装置在循环过程中的放电电压小于3.0v。由于复合石墨-硅电极中，高能量密度的硅主要在电池放电电压末端贡献容量，所以可以通过降低循环下限电压(深放循环)，设计具有高能量密度的锂离子电池。
32、第二方面，本技术提供了一种电子设备，电子设备包括上述的电化学装置。
33、本技术第一方面提供的电化学装置在兼顾能量密度的基础上，具有较好的深放循环性能和高温存储性能。从而本技术第二方面提供的电子设备也具有较高的能量密度、较优的深放循环性能和高温存储性能。
1.一种电化学装置，其特征在于，所述电化学装置包括负极极片和电解液；
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述物质a包括以下化合物中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置满足以下条件中的至少一者：
4.根据权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置满足以下条件中的至少一者：
5.根据权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置满足：0.011≤a/x2≤15。
6.根据权利要求4所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置满足：1.5≤a/x2≤13.5。
7.根据权利要求3或4所述的电化学装置，其特征在于，所述电解液还包括氟代碳酸乙烯酯和羧酸酯类化合物，基于所述电解液的质量，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为b％，所述羧酸酯类化合物的质量百分含量为c％，满足以下条件中的至少一者：
8.根据权利要求1至4任一项所述的电化学装置，其特征在于，所述电解液还包括物质b；
9.根据权利要求1至4任一项所述的电化学装置，其特征在于，所述负极膜层中还含有碳材料；
10.根据权利要求1至4任一项所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置在循环过程中的放电电压小于3.0v。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至10任一项所述的电化学装置。
