CN111900272B - 电化学装置和电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电化学装置，包括电极组件、包装袋、第一导电单元、第二导电单元和密封结构，电极组件容纳于包装袋中。第一导电单元包括第一主体部和第一连接部，第一主体部与电极组件电连接。第二导电单元包括第二主体部和第二连接部，第一连接部与第二主体部电连接，或第一主体部与第二连接部电连接。密封结构包括第一密封部和第二密封部，第一密封部和第二密封部分别与包装袋粘合。第一密封部覆盖第一连接部的至少部分外表面，第二密封部覆盖第二连接部的至少部分外表面。本申请还公开一种包括该电化学装置的电子装置。本申请电化学装置和电子装置能够在胀气或过热时断电，具有较好的安全性。

Description

电化学装置和电子装置

技术领域

本申请涉及电化学领域，具体涉及一种电化学装置和电子装置。

背景技术

目前，电子产品例如手机、平板电脑等已经成为人们生活中不可缺少的部分，而包括电池在内的电化学装置也广泛应用在电子产品上。电化学装置在应用过程中，因为环境或使用不当的原因，有可能出现过热、胀气、短路等情况，导致电子产品损坏或造成安全隐患。

发明内容

鉴于此，为了解决或改善现有技术的问题，本申请提供一种能够在发生胀气或过热时断开电连接的电化学装置和包括电化学装置的电子装置。

本申请的一个方面提供一种电化学装置，包括电极组件、包装袋、第一导电单元、第二导电单元和密封结构，电极组件容纳于包装袋中。第一导电单元包括第一主体部和第一连接部，第一主体部与电极组件电连接。第二导电单元包括第二主体部和第二连接部，第一连接部与第二主体部电连接，或第一主体部与第二连接部电连接。密封结构包括第一密封部和第二密封部，第一密封部和第二密封部分别与包装袋粘合。第一密封部覆盖第一连接部的至少部分外表面，第二密封部覆盖第二连接部的至少部分外表面。

通过设置第一导电单元和第二导电单元，当电化学装置内部胀气时，包装袋鼓胀，包装袋通过第一密封部和第二密封部对第一连接部和第二连接部施加拉扯作用力，使得第一导电单元和第二导电单元能够断开电连接，从而电化学装置具有较好的安全性。

其中，第一连接部和第二连接部叠置或不叠置。第一连接部和第二连接部叠置时，便于第一导电单元和第二导电单元电连接设计。第一连接部和第二连接部不叠置时，第一导电单元和第二导电单元较容易彼此脱离而断开电连接。

其中，第一密封部延伸至第二主体部。从而，第一连接部和第二主体部之间可以具有较好的密封性。

其中，第二密封部不延伸至第一主体部。从而，第一导电单元和第二导电单元较为容易受到拉扯而断开电连接。

其中，第一主体部的厚度大于或等于第一连接部的厚度，和/或第二主体部的厚度大于或等于第二连接部的厚度。从而，第一连接部和第二连接部的厚度可以分别和第一主体部、第二主体部的厚度保持一致或者较薄。

其中，第一连接部和第二连接部的厚度之和小于或等于第一主体部的厚度，或第一连接部和第二连接部的厚度之和小于或等于第二主体部的厚度。从而，第一连接部和第二连接部的厚度之和可以与第一主体部或第二主体部的厚度保持一致或小于第一主体部或第二主体部的厚度。

其中，电化学装置包括热膨胀层，热膨胀层位于第一连接部和第二连接部之间。从而，在电化学装置发热严重时，热量通过第一导电单元传导到热膨胀层，热膨胀层在受热膨胀后能够使得第一导电单元和第二导电单元断开电连接。

其中，热膨胀层包括聚乙烯、聚丙烯、环状树脂、纤维素无纺布、聚偏二氟乙烯或者聚酰亚胺中的至少一种。

其中，热膨胀层包括导电剂。从而，第一导电单元和第二导电单元可以通过热膨胀层电连接，不用额外焊接。

其中，第一导电单元和第二导电单元的材料相同或不同。从而，在第一导电单元和第二单元单元的材料相同时，可以通过增加转接结构以提高安全性；在第一导电单元和第二单元单元的材料不同时，电化学装置的整体结构更为紧凑。

其中，第一连接部和第二连接部通过导电层电连接。如此可以保证在正常情况下第一导电单元和第二导电单元可以有可靠电连接。此外，在第一导电单元和第二导电单元受到外力作用时，第一连接部和第二连接部不再通过导电层电连接，从而断开电连接。

其中，所述导电层为焊料或导电胶。在第一导电单元和第二导电单元受到外力作用相互脱离时，第一连接部和第二连接部不再通过焊料或导电胶电连接。

其中，所述导电层设置在第一连接部和第二连接部之间的部分区域。从而，既能满足第一导电单元和第二导电单元电连接需求，又可以较容易在需要时断开第一导电单元和第二导电单元的电连接。

本申请的一个方面还提供一种电子装置，电子装置包括上述的电化学装置。

由此可知，本申请的电化学装置和电子装置在胀气或发热时可以断开第一导电单元和第二导电单元之间的电连接，且避免导致安全隐患，因此本申请电化学装置和电子装置具有较好的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的电化学装置的一个实施例的立体示意图，电化学装置包括密封结构和导电结构；

图2是图1所示密封结构和导电结构的部分俯视示意图；

图3是图2所示密封结构和导电结构的部分剖面示意图；

图4是图3所示密封结构和导电结构的部分剖面示意图；

图5是本申请电化学装置的一个变更实施例的部分剖面示意图；

图6是图5所示密封结构和导电结构的部分剖面示意图；

图7是本申请电化学装置的一个变更实施例的部分剖面示意图；

图8是本申请电化学装置的一个变更实施例的部分剖面示意图；

图9是本申请电化学装置的一个变更实施例的部分剖面示意图。

具体实施方式

在对本申请实施例的具体描述中，应当理解，当基板、片、层或图案被称为在另一个基板、另一个片、另一个层或另一个图案“上”或“下”时，它可以“直接地”或“间接地”在另一个基板、另一个片、另一个层或另一个图案上，或者还可以存在一个或多个中间层。为了清楚的目的，可以夸大、省略或者示意性地表示说明书附图中的每一个层的厚度和大小。此外，附图中元件的大小并非完全反映实际大小。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外，本申请提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

请参阅图1，是本申请的一个实施例的电化学装置1的立体示意图。电化学装置1包括导电结构10、密封结构11和包装袋12。密封结构11围绕导电结构10，包装袋12连接密封结构11。电化学装置1还包括设置在包装袋12内的电极组件(图未示)，导电结构10电连接电极组件。电极组件可以包括正极片、负极片、隔离膜等，正极片、负极片、隔离膜可以相互层叠卷绕或叠片设置。示例而非限定地，图1中示出了两个导电结构10，可以分别和电极组件中的正极片和负极片电连接。可选地，在一些实施例中，电化学装置1可以只有1个，或包括3个，或包括更多个导电结构10，本申请实施例对此不作限定。

请同时参阅图2至图4，图2是图1中的导电结构10和密封结构11沿图1中Z轴方向向下的部分俯视示意图；图3是图2中导电结构10和密封结构11沿A-A线的部分剖面示意图(例如但不限于，该剖面可以平行于图1中的Y-Z平面)，并且还示出了包装袋12；图4是图3中沿导电结构10和密封结构11沿B-B线的部分剖面示意图(例如但不限于，该剖面可以平行于图1中的X-Y平面)。导电结构10包括第一导电单元101和第二导电单元102。第二导电单元102相比第一导电单元101较为远离电极组件。第一导电单元101和第二导电单元102电连接。

第一导电单元101包括第一主体部1011和第一连接部1012，第一主体部1011与电极组件电连接。第二导电单元102包括第二主体部1021和第二连接部1022。可选地，在一些实施例中，第一连接部1012和第二连接部1022叠置。例如但不限于，这里的叠置可以是第一连接部1012的至少部分与第二连接部1022的至少部分可以在图1中Z轴方向上相对交叠设置。然而，可变更地，第一连接部1012和第二连接部1022亦可以不叠置，例如但不限于，第一连接部1012和第二连接部1022可以在X轴方向或Y轴方向并排设置，或者，第一连接部1012和第二连接部1022在Z轴方向上彼此错开设置，等等。本申请实施例对此不作限定。可选地，第一连接部1012和第二连接部1022叠置时，第一导电单元101和第二导电单元102之间相对设置的区域的面积较大，便于第一导电单元101和第二导电单元102电连接设计。第一连接部1012和第二连接部1022不叠置时，第一导电单元和第二导电单元较容易彼此脱离而断开电连接。

可选地，在一些实施例中，第一连接部1012可以和第二连接部1022电连接，或第一连接部1012可以和第二主体部1021电连接，或第二连接部1022可以和第一主体部1011电连接，等等。本申请实施例对此不作限定。应当理解，只要能够使得第一导电单元101和第二导电单元102彼此电连接，本申请对于第一连接部1012和第二连接部1022的位置、结构或连接关系并不限定，且都应属于本申请的保护范围。

密封结构11包括第一密封部111和第二密封部112，第一密封部111和第二密封部112分别与包装袋12粘合。第一密封部111覆盖第一连接部1012的至少部分外表面，第二密封部112覆盖第二连接部1022的至少部分外表面。需要说明的是，这里的外表面为第一连接部1012和第二连接部1022相互叠置的表面相反的面。

可选地，在一些实施例中，第一密封部111和第二密封部112可以沿图1中X轴方向或X轴反方向延伸，并相互连接，以包围第一导电单元101和第二导电单元102。可选地，第一密封部111和第二密封部112为极耳胶。可选地，极耳胶包括高分子材料，具有热粘合性。

如图3所示，电化学装置1进一步包括热膨胀层13，热膨胀层13设置在第一连接部1012和第二连接部1022之间。热膨胀层13可以在受热时发生膨胀。可选地，热膨胀层13可以填充第一连接部1012和第二连接部1022之间的全部或部分区域。热膨胀层13可以包括导电剂，从而第一连接部1012和第二连接部1022可以通过热膨胀层13电连接。

可选地，在一些实施例中，第一导电单元101和第二导电单元102的材料可以相同或不同。

可选地，在一些实施例中，第一导电单元101和第二导电单元102的材料可以为例如但不限于铝、铜、金、银或镍。

示例而非限定地，当第一导电单元101和第二导电单元102的材料不同时，第二导电单元102的材料可以为镍材料，第一导电单元101的材料可以为铝材料。由于镍材料的可焊接性较好，焊接到电路板上的一般为镍片。这样的话，第二导电单元102可以直接焊接到外部的电路板，而不需要在第二导电单元102和外部电路板之间设置转接结构。或者说，相当于将原来设置在第二导电单元102和外部电路板之间的转接结构设置在密封结构11处，即第一导电单元101和第二导电单元102之间。从而，电化学装置1和外部电路板的整体结构可以更加紧凑，而且，利用第一导电单元101和第二导电单元102形成转接结构，可以提高电化学装置1的安全性。

可选地，在一些实施例中，第一主体部1011可以包括沿图1中Z轴方向相对设置的上表面(未标号)和下表面(未标号)，其中，第一主体部1011的上表面可以连接第一连接部1012的外表面，第一主体部1011的下表面与第二连接部1022的外表面可以位于同一平面。

可选地，在一些实施例中，第二主体部1021可以包括沿图1中Z轴方向相对设置的上表面(未标号)和下表面(未标号)，其中，第二主体部1021的下表面可以连接第二连接部1022的外表面，第二主体部1021的上表面与第一连接部1012的外表面可以位于同一平面。

可选地，在一些实施例中，在Z轴方向上，第一连接部1012和第二连接部1022的厚度之和小于或等于第一主体部1011的厚度，或第一连接部1012和第二连接部1022的厚度之和小于或等于第二主体部1021的厚度。如此，第一导电单元101和第二导电单元102在叠置处厚度可以较小。

可选地，在一些实施例中，在Z轴方向上，第一主体部1011的厚度大于或等问问于第一连接部1012的厚度，或第二主体部1021的厚度大于或等于第二连接部1022的厚度。如此，第一导电单元101和第二导电单元102在叠置处厚度可以较小。

可选地，在一些实施例中，第一连接部1012和第一主体部1011形成台阶状结构，第二连接部1022和第二主体部1021形成台阶状结构，第一连接部1012和第二连接部1022可以相互交叠设置。从而，第一导电单元101和第二导电单元102组成的导电结构10整体具有薄片状结构。

可选地，在一些实施例中，热膨胀层13可以包括聚乙烯、聚丙烯、环状树脂、纤维素无纺布、聚偏二氟乙烯或者聚酰亚胺中的至少一种。

可选地，在一些实施例中，电化学装置1可以包括但不限于一次电池、二次电池、电容。

可选地，在一些实施例中，包装袋12可以包括用于阻隔水、气的外层、增加强度的中层和热熔密封的内层。例如但不限于，外层可以为尼龙层，中层可以为金属(铝、铁等)层，内层可以为聚合物(聚乙烯或聚丙烯等)层。

在一些实施例中，电化学装置1由于使用不当或环境原因导致包装袋12胀气膨胀。此时，包装袋12通过第一密封部111向外拉扯第一连接部1012，并且包装袋12通过第二密封部112向外拉扯第二连接部1022。第一连接部1012和第二连接部1022在受到外力拉扯后能够断开电连接，从而避免电极组件进一步产气发生爆炸，提高电化学装置1的安全性。另外，当电极组件因为过充或其他原因发热导致温度过高时，第一导电单元101将热量传导到热膨胀层13，热膨胀层13吸收热量并发生膨胀，使得第一连接部1012和第二连接部1022之间的间隔距离增大，热膨胀层13的导电剂在膨胀时无法电连接第一连接部1012和第二连接部1022。从而第一连接部1012和第二连接部1022之间的电连接断开，从而保护电极组件不会进一步损坏，避免产生安全隐患，具有较好的安全性。

需要说明的是，上述实施例中，第一连接部1012与第二连接部1022电连接、或第一连接部1012与第二主体部1021电连接、或第二连接部1022和第一主体部1011电连接，其目的都是为了使得第一导电单元101和第二导电单元102彼此电连接。

可以理解，当第一连接部1012与第二连接部1022电连接时，第一连接部1012和第二主体部1021之间电连接，而且第二连接部1022和第一主体部1011之间电连接。另外，当第一连接部1012与第二主体部1021电连接时，第一连接部1012和第二连接部1022可以电连接、或第一连接部1012和第二连接部1022可以不具有电连接。

例如但不限于，当第一连接部1012与第二主体部1021电连接时，第一连接部1012、第一主体部1011、第二主体部1021可以为导电材料，第二连接部1022可以为绝缘材料或导电材料。当第二连接部1022为绝缘材料时，第一连接部1012和第二连接部1022之间不具有电连接。如此，当第一导电单元101和第二导电单元102收到外力作用而相互脱离时，能够较为容易断开彼此间电连接。

请参阅图5和图6，图5是电化学装置1的一个变更实施例的部分剖面示意图，图6是沿图5中C-C线的部分剖面示意图。图5所示实施例和图3所示实施例的结构基本相同，主要区别在于，第一密封部111从第一连接部1012的外表面延伸至第二主体部1021。第二密封部112从第二连接部1022的外表面延伸至第二主体部1021。也就是说，第一密封部111同时覆盖第一连接部1012的外表面和第二主体部1021的部分上表面，从而使得第一连接部1012和第二主体部1021之间的缝隙处密封性能较好。而由于第二密封部112和包装袋13粘合，第二连接部1022和第一主体部1011之间的缝隙位于包装袋13内，因此第二密封结构112不覆盖第二连接部1022和第一主体部112之间的缝隙也不会影响电化学装置1的整体密封效果。

可选地，在一些实施例中，第二密封部112不延伸至第一主体部1011。这样的话，第一连接部1012和第二连接部1022在受到外力拉扯或在热膨胀层13膨胀时比较容易向外脱离而断开电连接。

请参阅图7，是电化学装置1的一个变更实施例的部分剖面示意图。图7所示实施例和图5所示实施例的结构基本相同，主要区别在于，热膨胀层13可以延伸至第一连接部1012和第二主体部1021之间，且，热膨胀层13可以延伸至第二连接部1022和第一主体部1011之间。进一步地，在一些实施例中，第一密封部111或第二密封部112可以和热膨胀层13具有一体结构，第一密封部111和第二密封部112可以看作热膨胀层13向外延伸至第一连接部1012和第二连接部1022的外表面的部分。

请参阅图8，是电化学装置1的一个变更实施例的部分剖面示意图。图8所示实施例和图5所示实施例的结构基本相同，主要区别在于，电化学装置1进一步包括设置在第一连接部1012和第二连接部1022之间的导电层14。导电层14可以设置在第一连接部1012和第二连接部1022之间的部分区域，热膨胀层13可以设置在第一连接部1012和第二连接部1022之间的除开导电层14的区域上。其中，导电层设置在第一连接部和第二连接部之间的部分区域时，既能满足第一导电单元和第二导电单元电连接需求，又可以较容易在需要时断开第一导电单元和第二导电单元的电连接。

导电层14可以包括导电胶或导电焊料或其他任意合适的导电介质。热膨胀层13可以不包括导电材料，第一连接部1012和第二连接部1022可以通过导电层14电连接。当包装袋12胀气或热膨胀层13受热膨胀时，第一连接部1012和第二连接部1022断开电连接。当然，热膨胀层13也可以包括导电材料，第一连接部1012和第二连接部1022可以通过导电层14或热膨胀层13电连接，或者第一连接部1012和第二连接部1022可以同时通过导电层14和热膨胀层13电连接。当电极组件过热时，热膨胀层13受热膨胀。第一连接部1012和第二连接部1022受到热膨胀层13的膨胀力而彼此间隔距离增大。导电层14在受热时不会膨胀，例如但不限于，导电层14可以为热熔导电胶。那么，随着第一连接部1012和第二连接部1022的间隔距离增大，第一连接部1012和第二连接部1022的电连接断开。

请参阅图9，是电化学装置1的一个变更实施例的部分剖面示意图。图9所示实施例和图5所示实施例的结构基本相同，主要区别在于，电化学装置1未设置热膨胀层13，第一连接部1012和第二连接部1022可以直接接触实现电连接。

本申请还提供一种电子装置，其包括上述实施例以及变更实施例中的电化学装置1。电子装置可以包括但不限于消费类电子(移动通信装置、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴设备等)、无人机、电动工具、储能设备、电动自行车、电动汽车等。

尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。

即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本申请的限制。另外，对于特性相同或相似的结构元件，本申请可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims (10)

1.一种电化学装置，包括：

电极组件；

包装袋，所述电极组件容纳于所述包装袋中；

第一导电单元，包括第一主体部和第一连接部，所述第一主体部与所述电极组件电连接；

热膨胀层，包括导电剂；

第二导电单元，包括第二主体部和第二连接部，所述第一主体部的厚度大于所述第一连接部的厚度，所述第二主体部的厚度大于所述第二连接部的厚度；所述热膨胀层位于所述第一连接部和所述第二连接部之间，所述第一连接部通过所述热膨胀层与所述第二主体部电连接，所述第一主体部通过所述热膨胀层与所述第二连接部电连接；

密封结构，包括第一密封部和第二密封部，所述第一密封部和所述第二密封部分别与所述包装袋粘合；

其中，所述第一密封部覆盖所述第一连接部的至少部分外表面，所述第二密封部覆盖所述第二连接部的至少部分外表面。

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一连接部和所述第二连接部叠置或不叠置。

3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一密封部延伸至所述第二主体部。

4.根据权利要求1或3所述的电化学装置，其中，所述第二密封部不延伸至所述第一主体部。

5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述热膨胀层包括聚乙烯、聚丙烯、环状树脂、纤维素无纺布、聚偏二氟乙烯或者聚酰亚胺中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一导电单元和所述第二导电单元的材料相同或不同。

7.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一连接部和所述第二连接部通过导电层电连接。

8.根据权利要求7所述的电化学装置，其中，所述导电层为焊料或导电胶。

9.根据权利要求8所述的电化学装置，其中，所述导电层设置在所述第一连接部和所述第二连接部之间的部分区域。

10.一种电子装置，其中，所述电子装置包括权利要求1至9中任意一项所述的电化学装置。

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