CN111969171B - 电化学装置及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种电化学装置，包括壳体和设置于壳体内的电极组件。电极组件包括第一极片、第二极片和隔离膜，隔离膜设置于第一极片和第二极片之间。第一极片包括第一极耳，壳体包括第一壳体，第一壳体包括第一侧壁和第一凹部，第一侧壁围设形成第一凹部，第一极耳电连接第一侧壁的内侧。上述电化学装置通过将极耳电连接于第一侧壁的内侧，通过将极耳电连接于壳体侧壁，改善极耳弯折导致的应力变大、极耳易变形以及焊接不牢固的问题，提高了电化学装置内部结构的可靠性，有利于延长电化学装置的使用寿命。本申请还提供一种具有上述电化学装置的电子装置。

Description

电化学装置及电子装置
技术领域
本申请涉及一种电化学装置和具有该电化学装置的电子装置。
背景技术
目前大多圆柱锂离子电池中，电极组件的极耳与壳体的连接方式是通过极耳弯折、揉平后焊接在端盖，但是由于圆柱曲率半径小，极耳在壳体内部的弯折结构容易造成电极组件内部应力大、变形严重、一致性差、极片断裂等问题。另外，极耳与端盖直接焊接，极耳的焊接接触面积小，容易导致焊接不牢固等问题。
发明内容
鉴于上述状况，本申请提供一种电化学装置和具有该电化学装置的电子装置，通过将极耳电连接于壳体侧壁，改善极耳弯折导致的应力变大、极耳易变形以及焊接不牢固的问题，提高了电化学装置内部结构的可靠性，有利于延长电化学装置的使用寿命。
本申请的实施例提供一种电化学装置，包括壳体和设置于壳体内的电极组件。电极组件包括第一极片、第二极片和隔离膜，隔离膜设置于第一极片和第二极片之间。第一极片包括第一极耳，壳体包括第一壳体，第一壳体包括第一侧壁和第一凹部，第一侧壁围设形成第一凹部，第一极耳电连接第一侧壁的内侧。
在本申请的其中一个实施例中，壳体包括第二壳体。第二壳体包括第二侧壁和第二凹部，第二侧壁围设形成第二凹部设置。第二极片还包括第二极耳，第二极耳电连接于第二侧壁的内侧。
在本申请的其中一个实施例中，第一极片、隔离膜和第二极片卷绕设置，电极组件包括相对设置的第一端和第二端。第一极片包括第一区，第一区未设置第一活性物质层，第一区位于第一端。第二极片包括第二区，第二区未设置第二活性物质层，第二区位于第二端。
在本申请的其中一个实施例中，第一极耳设置于第一区，第一区连接第一壳体。第二极耳设置于第二区，第二区连接第二壳体。
在本申请的其中一个实施例中，沿电极组件的轴向方向，第一区与第一壳体的连接处和第二区与第二壳体的连接处位于一条直线上。
在本申请的其中一个实施例中，壳体包括绝缘件，绝缘件连接于第一壳体与第二壳体之间。
在本申请的其中一个实施例中，绝缘件为两端具有凹部的中空结构，绝缘件的内腔连通第一壳体和第二壳体。
在本申请的其中一个实施例中，绝缘件的一端套设于第一壳体，绝缘件的另一端套设于第二壳体。
在本申请的其中一个实施例中，绝缘件的一端连接于第一侧壁的外侧或内侧，绝缘件的另一端连接于第二侧壁的外侧或内侧。
在本申请的其中一个实施例中，第一壳体包括第一筒体和第一盖体，第一筒体的一端连接绝缘件，第一盖体连接第一筒体的另一端。
在本申请的其中一个实施例中，电极组件进一步包括第一连接件，第一极耳通过第一连接件与第一侧壁电连接。
在本申请的其中一个实施例中，第一极耳包括多个第一极耳单元，第一连接件电连接第一极耳单元。
在本申请的其中一个实施例中，相邻第一极耳单元之间电连接。
在本申请的其中一个实施例中，第一侧壁包括导电层和绝缘层，绝缘层设置于导电层外侧，第一极耳电连接导电层。
在本申请的其中一个实施例中，第一极耳通过焊接或导电胶粘接于第一侧壁。
本申请的实施例还提供一种电子装置，电子装置包括电路元件和上述任意一项的电化学装置，电化学装置电连接电路元件。
本申请提供的电化学装置通过将极耳电连接于第一侧壁的内侧，替代了传统的极耳与端盖焊接的方式，避免了极耳弯折导致的应力变大、变形、焊接不牢固的问题，提高了电池内部结构的可靠性，有利于延长电池使用寿命。
附图说明
图1为电化学装置的电极组件在一实施例中的展开结构示意图。
图2为电化学装置在一实施例中的剖面结构示意图。
图3为电化学装置的电极组件在一实施例中的展开结构示意图。
图4为电化学装置在一实施例中的剖面结构示意图。
图5为电化学装置的壳体在其他实施例中的结构示意图。
图6为壳体在一实施例中的结构示意图。
图7为壳体在一实施例中的结构示意图。
图8为电化学装置在一实施例中的结构示意图。
图9为电子装置在一实施例中的结构框图。
主要元件符号说明：
Figure BDA0002649907290000041
Figure BDA0002649907290000051
具体实施方式：
下面将结合本申请实施例中的附图，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，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请提供一种电化学装置，包括壳体和设置于壳体内的电极组件。电极组件包括第一极片、第二极片和隔离膜，隔离膜设置于第一极片和第二极片之间。第一极片包括第一极耳，壳体包括第一壳体，第一壳体包括第一侧壁和第一凹部。第一侧壁围设形成第一凹部，第一极耳电连接第一侧壁的内侧。
上述电化学装置将极耳电连接于第一侧壁的内侧，通过将极耳电连接于壳体侧壁，改善极耳弯折导致的应力变大、极耳易变形以及焊接不牢固的问题，提高了电化学装置内部结构的可靠性，有利于延长电化学装置的使用寿命。
本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
请参阅图1和图2，在一实施方式中，电化学装置100包括壳体10和设置于壳体10内的电极组件20。
壳体10包括相对设置的第一壳体11和第二壳体12。第一壳体11包括第一侧壁111和第一凹部112，第一侧壁111围设形成第一凹部112。第二壳体12包括第二侧壁121和第二凹部122，第二侧壁121围设形成第二凹部122。
电极组件20包括第一极片21、第二极片22和隔离膜23。第一极片21与第二极片22的极性相反，隔离膜23设置于第一极片21和第二极片22之间。第一极片21包括第一极耳24，第二极片22包括第二极耳25。第一极耳24电连接第一侧壁111的内侧，即第一极耳24电连接第一侧壁111朝向第一凹部112的一侧。第二极耳25电连接第二侧壁121的内侧，即第二极耳25电连接第二侧壁121朝向第二凹部122的一侧。
第一极片21包括第一集流体211和第一活性物质层212，第一活性物质层212设置于第一集流体211的表面，第一集流体211包括第一极耳24。第二极片22包括第二集流体221和第二活性物质层222，第二活性物质层222设置于第二集流体221的表面，第二集流体221包括第二极耳25。
在本申请的实施例中，第一极片21、隔离膜23和第二极片22卷绕设置于壳体10内。第一极片21包括第一区213，第一区213为第一集流体211未覆盖第一活性物质层212的区域。第二极片22包括第二区223，第二区223为第二集流体221未覆盖第二活性物质层222的区域。第一区213和第二区223随第一极片21和第二极片22卷绕设置。电极组件20包括相对设置的第一端201和第二端202，第一端201收容于第一壳体11内，第二端202收容于第二壳体12内。在本申请的实施例中，第一区213位于第一端201，第二极片22和隔离膜23未覆盖第一区213。第二区223位于第二端202，第一极片21和隔离膜23未覆盖第二区223。
在本申请的实施例中，第一极耳24设置于第一区213，第一区213连接第一壳体11。第二极耳25设置于第二区223，第二区223连接第二壳体12。在图1所示实施例中，第一区213位于第一极片21的上侧边，整个第一区213可以用作第一极耳24，从而使第一极耳24卷绕形成多层结构。第二区223位于第二极片22的下侧边，整个第二区223可以用作第二极耳25，从而使第二极耳25卷绕形成多层结构。请再次参阅图2，在一实施例中，第一区213的多层结构之间通过焊接或导电件粘接的方式电连接，并且最外层与第一侧壁111的内侧电连接，以使第一极耳24通过焊接或导电胶粘接于第一侧壁111。第二区223的多层结构之间也通过焊接或导电胶粘接的方式电连接，并且最外层结构与第二侧壁121的内侧电连接，以使第二极耳25通过焊接或导电胶粘接于第二侧壁121。
在一实施例中，沿电极组件20的轴向方向，第一区213与第一壳体11的连接处和第二区223与第二壳体12的连接处位于一条直线上，有利于减小电极组件20的内部应力。第一区213和第二区223可以单侧连接壳体10，也可以双侧或多个点位连接壳体10，满足实际设计需求即可，本申请不限定于此。
请参阅图3和图4，在一可选实施例中，第一极耳24包括多个第一极耳单元241，第二极耳25包括多个第二极耳单元251。第一极耳单元241和第二极耳单元251可以通过裁切第一区213和第二区223形成，也可以是间隔设置于第一区213和第二区223的金属片。在卷绕后的电极组件20中，多个第一极耳单元241层叠设置以形成第一极耳24，多个第二极耳单元251层叠设置以形成第二极耳25。相邻第一极耳单元241之间和第一极耳单元241与第一壳体11之间也可以通过焊接或导电胶粘接的方式实现电连接。多个第二极耳单元251以同样方式电连接第二壳体12。
请继续参阅图4，在一实施例中，电极组件20进一步包括第一连接件26和第二连接件27。第一连接件26同时电连接多个第一极耳单元241和第一侧壁111，第二连接件27同时电连接多个第二极耳单元251和第二侧壁121，从而使第一极耳24通过第一连接件26与第一侧壁111电连接，第二极耳25通过第二连接件27与第二侧壁121电连接。
在一实施例中，第一极耳单元241相互之间电连接，第二极耳单元251相互之间电连接。
请参阅图5，壳体10还包括绝缘件13，绝缘件13连接于第一壳体11与第二壳体12之间，以避免具有导电性能并且极性相反第一壳体11和第二壳体12相互接触而短路。具体地，绝缘件13为两端具有凹部的中空结构，其中一端套设于第一壳体11的端部，另一端套设于第二壳体12的端部，并且绝缘件13的内腔连通第一壳体11的第一凹部112和第二壳体12的第二凹部122。在图5所示的实施例中，绝缘件13的两端可以分别连接于第一壳体11和第二壳体12的外表面。请参阅图6，绝缘件13的两端也可以分别连接于第一壳体11和第二壳体12的内表面。请参阅图7，绝缘件13还可以一端连接于第一壳体11的内表面，另一端连接于第二壳体12的外表面。本申请不限定绝缘件13与第一壳体11和第二壳体12的连接方式。
进一步地，请再次参阅图5，第一壳体11包括第一筒体101和第一盖体102，第一侧壁111设于第一筒体101。第一筒体101的一端连接绝缘件13，第一盖体102连接第一筒体101的另一端。第一盖体102的设置有利于降低电化学装置100的装配难度，提高生产效率。
请参阅图8，在一可选实施例中，第一侧壁111还包括导电层1111和绝缘层1112，绝缘层1112设置于导电层1111外侧，从而避免第一侧壁111的外表面带电，防止电化学装置100在组成模组时，不同电性的壳体相互接触短路。在其他实施例中，可以让部分导电层1111露出绝缘层1112，使得第一壳体11的极性区域可控，减少短路情况。第一极耳24电连接第一侧壁111的导电层1111。第二侧壁121也可以包括导电层1221和设置于导电层1221外侧的绝缘层1222。第二极耳25电连接第二侧壁121的导电层1221。
请参阅图9，本申请的实施例还提供一种电子装置300，电子装置300包括电路元件301和上述任意实施例或实施例组合的电化学装置100，电化学装置100电连接电路元件301。
以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种电化学装置，包括：
壳体；
电极组件，设置于所述壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片和隔离膜，所述隔离膜设置于所述第一极片和所述第二极片之间，所述第一极片、所述隔离膜和所述第二极片卷绕设置，沿所述电极组件的轴向方向，所述电极组件包括相对设置的第一端和第二端；
其特征在于，所述壳体包括第一壳体，所述第一壳体包括第一侧壁和第一凹部，所述第一侧壁围设形成所述第一凹部，所述第一极片包括第一区，所述第一区未设置第一活性物质层，所述第一区位于所述第一端，所述第一区形成第一极耳，所述第一极耳卷绕形成多层结构，所述第一区连接所述第一侧壁的内侧；
所述壳体还包括第二壳体和绝缘件，所述绝缘件连接于所述第一壳体与所述第二壳体之间，所述第二壳体包括第二侧壁和第二凹部，所述第二侧壁围设形成所述第二凹部，所述第二极片包括第二区，所述第二区未设置第二活性物质层，所述第二区位于所述第二端，所述第二区形成第二极耳，所述第二极耳卷绕形成多层结构，所述第二区连接所述第二侧壁的内侧。
2.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，沿所述电极组件的轴向方向，所述第一区与所述第一侧壁的连接处和所述第二区与所述第二侧壁的连接处位于一条直线上。
3.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述绝缘件为两端具有凹部的中空结构，所述绝缘件的内腔连通所述第一壳体和所述第二壳体。
4.如权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，所述绝缘件的一端套设于所述第一壳体，所述绝缘件的另一端套设于所述第二壳体。
5.如权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，所述绝缘件的一端连接于所述第一侧壁的外侧或内侧，所述绝缘件的另一端连接于所述第二侧壁的外侧或内侧。
6.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一壳体包括第一筒体和第一盖体，所述第一筒体的一端连接所述绝缘件，所述第一盖体连接所述第一筒体的另一端。
7.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电极组件进一步包括第一连接件，所述第一极耳通过所述第一连接件与所述第一侧壁电连接。
8.如权利要求7所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极耳包括多个第一极耳单元，所述第一连接件电连接所述第一极耳单元。
9.如权利要求8所述的电化学装置，其特征在于，相邻所述第一极耳单元之间电连接。
10.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一侧壁包括导电层和绝缘层，所述绝缘层设置于所述导电层外侧，所述第一极耳电连接所述导电层。
11.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极耳通过焊接或导电胶粘接于所述第一侧壁。
12.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括电路元件和权利要求1至11任意一项所述的电化学装置，所述电化学装置电连接所述电路元件。
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