CN113097571A - 电化学装置和电子装置 - Google Patents
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Abstract
一种电化学装置,包括壳体、电极组件、第一粘结件、第二粘结件和第三粘结件。电极组件包括极片和隔离膜。极片包括第一极片和第二极片,隔离膜设置于第一极片和第二极片之间。电极组件为卷绕结构并设置于壳体内。在卷绕方向上,电极组件包括第一段、第一弯折段、第二段和第二弯折段,第一段的最外圈为隔离膜。在卷绕中心轴方向上,电极组件包括相对的第一端部和第二端部。第一粘结件粘结第一弯折段的外表面并粘结隔离膜的尾部。第二粘结件粘结第二弯折段的外表面并粘结第一极片的尾部。第三粘结件设置于第一端部,并粘结第一段最外圈的隔离膜的外表面和/或第一段的最外圈极片的外表面。本申请具有改善的安全性。本申请还提供一种电子装置。
Description
技术领域
本申请涉及储能技术领域,尤其涉及一种电化学装置以及具有该电化学装置的电子装置。
背景技术
电化学装置(如电池)在电子移动设备、电动工具及电动汽车等电子产品中有着广泛使用,人们对电化学装置的安全性能要求也越来越高。由于电子产品在使用过程中常会发生跌落、碰撞、振动等机械滥用,这容易导致电化学装置内部发生短路,引发失效,更严重者可能会导致电化学装置发热、冒烟甚至起火,降低使用安全性。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足,有必要提出一种有利于改善抗跌落性能和安全性的电化学装置。
另,还有必要提供一种具有该电化学装置的电子装置。
本申请提供一种电化学装置,包括壳体、电极组件、第一粘结件、第二粘结件和第三粘结件。电极组件包括极片和隔离膜。极片包括第一极片和第二极片,隔离膜设置于第一极片和第二极片之间。电极组件为卷绕结构并设置于壳体内。沿卷绕方向,电极组件包括依次连接的第一段、第一弯折段、第二段和第二弯折段,第一段的最外圈为隔离膜。在卷绕中心轴方向上,电极组件包括相对的第一端部和第二端部。第一粘结件粘结第一弯折段的外表面并粘结隔离膜的尾部。第二粘结件粘结第二弯折段的外表面并粘结第一极片的尾部。第三粘结件设置于第一端部,并粘结第一段最外圈的隔离膜的外表面和/或第一段的最外圈极片的外表面。
本申请将隔离膜延长并利用隔离膜进行收尾,能够形成保护层,避免该部分隔离膜内侧的极片由于磨损带来的短路风险,有效增加了电极组件耐机械冲击的能力。第三粘结件能够将第一段最外圈的隔离膜位于第一端部处的边缘进行固定,或将第一段的最外圈极片位于第一端部处的边缘进行固定,当发生机械滥用时,有利于降低上述极片的边缘翻折或裸露而引发的短路风险,提高抗跌落性能和安全性。
在一些可能的实现方式中,沿卷绕方向,第一粘结件或第二粘结件中的至少一者与第三粘结件相接。从而,第一粘结件、第二粘结件及第三粘结件之间存在协同作用,进一步使得第一段最外圈的隔离膜位于第一端部处的边缘更牢固地被固定,也使得第一极片的尾部或隔离膜的尾部更牢固地固定。而且,三种粘结件协同有利于分散传导至电极组件的应力,降低隔离膜撕裂的风险。
在一些可能的实现方式中,在电极组件的厚度方向上,第一粘结件或第二粘结件中的至少一者与第三粘结件存在重叠区域。沿卷绕方向,重叠区域的长度为1mm至10mm。设置上述重叠区域可进一步提高三种粘结件的协同作用。
在一些可能的实现方式中,重叠区域中的第三粘结件位于电极组件与第一粘结件或第二粘结件之间。因此,若发生机械滥用使应力传导至电极组件时,有利于使上述应力经第一粘结件和第二粘结件向内传导至第三粘结件,从而降低隔离膜撕裂的风险。
在一些可能的实现方式中,第二段的最外圈为第一极片,第三粘结件还粘结第二段最外圈的第一极片。因此,第三粘结件还进一步将第二段最外圈的第一极片位于第一端部处的边缘进行固定。当发生机械滥用时,有利于降低第一极片的边缘裸露后与壳体之间相互摩擦而导致短路的风险。
在一些可能的实现方式中,第三粘结件为单面胶或双面胶。当第三粘结件为单面胶时,有利于减小第一段的外表面与壳体之间的摩擦力,从而降低第一段最外圈的隔离膜翻折或破损的风险。当第三粘接件为双面胶时,可以粘结隔离膜与壳体和/或极片与隔离膜,提高电极组件以及电化学装置的一体性,提高跌落安全性能。
在一些可能的实现方式中,电化学装置还包括第四粘结件。第四粘结件设置于第二端部,且粘结第一段最外圈的隔离膜的外表面和/或第一段的最外圈极片的外表面。因此,第四粘结件能够将第一段最外圈的隔离膜位于第二端部处的边缘进行固定,或将第一段的最外圈极片位于第二端部处的边缘进行固定。当发生机械滥用时,有利于降低上述极片的边缘翻折或裸露而引发的短路风险,提高抗跌落性能和安全性。
在一些可能的实现方式中,电化学装置还包括第五粘结件。第五粘结件粘结第二段的外表面并粘结壳体。因此,第五粘结件能够减小机械滥用时电极组件在壳体内发生窜动的风险。
在一些可能的实现方式中,第一极片包括第一集流体和设置于第一集流体上的第一活性材料层。第一集流体包括第一面。第二段的外表面为第一面。第五粘结件粘结第一面和壳体。
在一些可能的实现方式中,隔离膜的尾部位于第一弯折段,第一极片的尾部位于第二段。
在一些可能的实现方式中,第三粘接件粘结第一段最外圈的隔离膜的外表面。在卷绕中心轴方向上,第三粘接件的边缘超出第一段最外圈的隔离膜的边缘。第三粘结件超出的部分可向内翻折并粘结于第一段内圈的隔离膜的边缘,能够防止第三粘结件超出的部分进入壳体的封边并降低封印区的可靠性。
在一些可能的实现方式中,第三粘接件粘结第一段的最外圈极片的外表面。在卷绕中心轴方向上,第三粘接件的边缘超出第一段的最外圈极片的边缘。通过将第三粘结件超出的部分向内翻折,同样能够防止隔离膜超出的部分进入壳体的封边并降低封印区的可靠性。
本申请还提供一种电子装置,包括如上电化学装置。电子装置还包括容置仓和第六粘结件,电化学装置设置于容置仓中。第六粘结件粘结面对第一段的壳体和容置仓。因此,当发生机械滥用时,第六粘结件能够将作用力通过壳体传导至第一段最外圈的隔离膜,隔离膜具有较好的延展性,可以降低传导至极片时导致的极片断裂风险。第六粘结件也可以抑制电化学装置在容置仓内的窜动,从而减少壳体被冲开导致的漏液或短路起火的风险。
附图说明
图1为本申请一实施方式提供的电化学装置的整体结构示意图。
图2为图1所示的电化学装置于一些实施例中的剖视图。
图3为图2所示的电化学装置去掉壳体后的后视图。
图4为图2所示的电化学装置去掉壳体后的前视图。
图5为图1所示的电化学装置于另一些实施例中的剖视图。
图6为图5所示的电化学装置去掉壳体后的前视图。
图7为图1所示的电化学装置于再一些实施例中的剖视图。
图8为图3所示的电化学装置的第一粘结件在翻折前的示意图。
图9为图1所示的电化学装置于又一些实施例中的后视图。
图10为图1所示的电化学装置于其它实施例中的后视图。
图11为图10所示的电化学装置去掉壳体后的后视图。
图12为本申请另一实施方式提供的电化学装置的剖视图。
图13为图12所示的电化学装置去掉壳体后的示意图。
图14为本申请一实施方式提供的电子装置的整体结构示意图。
图15为图14所示的电子装置于一些实施例中的剖视图。
图16为图14所示的电子装置于另一些实施例中的剖视图。
主要元件符号说明
电子装置 1
壳体 10
本体部 11
封边 12
电极组件 20
第一端部 20a
第二端部 20b
第一极片 21
第二极片 22
隔离膜 23
第一极耳 30
第二极耳 40
第一粘结件 50
第二粘结件 60
第三粘结件 70
第四粘结件 80
第五粘结件 90
电化学装置 100、200
容置仓 101
第六粘结件 102
第一段 201
第一弯折段 202
第二段 203
第二弯折段 204
第一集流体 211
第一活性材料层 212
第二集流体 221
第二活性材料层 222
第一面 2111
第二面 2112
尾部 2100、2200、2300
厚度方向 T
宽度方向 X
卷绕中心轴 C
卷绕方向 D
重叠区域 O
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
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,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
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。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,不在于限制本申请。
下面结合附图,对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,本申请一实施方式提供一种电化学装置100,包括壳体10、电极组件20和电解液(图未示)。电极组件20包括极片和隔离膜23。极片包括第一极片21和第二极片22,隔离膜23设置于第一极片21和第二极片22之间。隔离膜23用于防止第一极片21和第二极片22直接接触,从而防止电极组件20短路。电极组件20为卷绕结构并设置于壳体10内,即,第一极片21、隔离膜23和第二极片22依次层叠卷绕形成电极组件20。
请一并参照图3,第一极片21包括第一集流体211和设置于第一集流体211上的第一活性材料层212。第二极片22包括第二集流体221和设置于第二集流体221上的第二活性材料层222。在一些实施例中,第一极片21为正极极片,第二极片22为负极极片。第一集流体211可以为,但不限于铝箔或镍箔等金属箔。第二集流体221可以为,但并不限于铜箔或镍箔等金属箔。
在一些实施例中,隔离膜23包括多孔基材。在一些实施例中,隔离膜23还包括设置于多孔基材上的涂层,涂层包括粘结剂或无机颗粒中的至少一种。
多孔基材为由选自以下任一种聚合物或两种以上的混合物形成的聚合物膜、多层聚合物膜、或无纺布:聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯二甲酰苯二胺、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚芳醚酮、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯并咪唑、聚醚砜、聚苯醚、环烯烃共聚物、聚苯硫醚和聚乙烯萘。此类聚合物具有较高的热稳定性,并且易于进行表面处理,从而易于涂覆各类涂层。另外,该类聚合物韧性较好,易于折弯。
粘结剂包括以下聚合物中的至少一种:偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯腈、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯的共聚物、聚酰亚胺、聚氧化乙烯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰基乙基支链淀粉、氰基乙基聚乙烯醇、氰基乙基纤维素、氰基乙基蔗糖、支链淀粉、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、苯乙烯-丁二烯的共聚物和聚偏二氟乙烯。这些聚合物能够产生较强的粘结作用,将无机颗粒粘结在一起,或将隔离膜23和第一极片21/第二极片22粘结在一起而成一体化,加大电极组件20的硬度。当然,在其他的实施例中,粘结剂还可以包括其他的聚合物。
无机颗粒包括以下无机颗粒中的至少一种:二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化镁、二氧化铪、氧化锡、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化镁、氢氧化铝、钛酸钙、钛酸钡、磷酸锂、磷酸钛锂、钛酸镧锂。这类无机颗粒都具有较高的热稳定性,能够提高电化学装置100的耐高温性能。
如图1和图2所示,电化学装置100还包括第一极耳30和第二极耳40。第一极耳30和第二极耳40分别电连接于第一集流体211和第二集流体221,并从壳体10伸出以连接外部元件(图未示)。
在一些实施例中,壳体10可以是采用封装膜(如铝塑膜)封装得到的包装袋,即电化学装置100可以为软包电池。请一并参照图1和图7,壳体10包括用于容置电极组件20的本体部11以及连接于本体部11的封边12。第一极耳30和第二极耳40自封边12处伸出。在另一些实施例中,电化学装置100并不限于软包电池,还可以为钢壳电池或铝壳电池等,本申请并不作限制。
沿卷绕方向D,电极组件20包括依次连接的第一段201、第一弯折段202、第二段203和第二弯折段204。在一些实施例中,第一段201和第二段203可为平行设置的平直段。在另一些实施例中,第一段201和第二段203还可以为弯折段,本申请并不作限制。其中,如图2所示,电极组件20具有垂直于纸面的卷绕中心轴C。卷绕方向D为图2所示沿卷绕中心轴C方向进行逆时针转动的方向。第一段201的最外圈为隔离膜23。应当理解的是,第一段201的最外圈为隔离膜23是指卷绕结构中第一段201的卷绕的最外圈(最外层)为隔离膜23。电极组件20还具有第一方向和第二方向。第一方向为电极组件的厚度方向T,具体为自第二段203至第一段201的方向。第二方向垂直于卷绕中心轴C和厚度方向T,在一些实施例中第二方向可以为电极组件20的宽度方向X,具体为自第一弯折段201至第二弯折段203的方向。
进一步地,沿卷绕方向D,隔离膜23的尾部2300位于第一弯折段202,即第二段203的最外圈不设隔离膜23。
在一些实施例中,第二段203的最外圈为第一极片21。第二段203的最外圈为第一极片21是指卷绕结构中第二段203的卷绕的最外圈(最外层)为第一极片21。进一步地,第二段203的最外圈的第一极片21可以为单面区。例如,第一段201最外圈的第一极片21可以为正极单面区。具体地,第一集流体211包括第一面2111和与第一面2111相对的第二面2112,第一面2111未设有第一活性材料层212,第二面2112设有第一活性材料层212。第二段203的最外圈的外表面为第一面2111。在另一些实施例中,第一极片21和第二极片22的极性也可以对换,此时,第一段201最外圈的第一极片21也可以为负极单面区。
如图2所示,沿卷绕方向D,第一极片21的尾部2100位于第二段203。其中,第一极片21的尾部2100可靠近或位于第二段203与第二弯折段204的连接处设置,从而提高电极组件20的平整度并提高电化学装置100的能量密度。
第二极片22的尾部2200也可位于第二段203上。此时,沿卷绕方向D,隔离膜23超出第一极片21的尾部2100和第二极片22的尾部2200,并进一步设于第二弯折段204、第一段201和第一弯折段202上。由于第二段203的最外圈为第一极片21,此时,隔离膜23超出第一极片21的尾部2100和第二极片22的尾部2200不到一圈。应当理解的是,在本申请中,一圈指的是从卷绕结构上某个点作为起始端开始计算,沿卷绕方向D一周到达另一个点定为结束端,结束端与起始端沿厚度方向T在一条直线上。
在另一些实施例中,第二段203的最外圈也可以为隔离膜23。在这种情况下,隔离膜23超出第一极片21的尾部2100和第二极片22的尾部2200多于一圈,本申请并不作限制。
请一并参照图3和图4,在卷绕中心轴C方向上,电极组件20包括相对的第一端部20a和第二端部20b。第一端部20a为电极组件20设有第一极耳30和第二极耳40的头部,第二端部20b为电极组件20与头部相对的尾部。在另一些实施例中,第一端部20a和第二端部20b也可以分别为电极组件20的尾部和头部,本申请并不作限制。在一实施例中,第一端部20a和第二端部20b分别是在卷绕中心轴C方向上,距离最近的隔膜边缘为A的区域,A为5-10mm中任意值。在其他实施例中,A的范围可以根据实际需要适当调整。
电化学装置100还包括第一粘结件50、第二粘结件60和第三粘结件70。第一粘结件50粘结第一弯折段202的外表面并粘结隔离膜23的尾部2300。即,第一粘结件50作为收尾胶,用于固定隔离膜23的尾部2300。第二粘结件60粘结第二弯折段204的外表面并粘结第一极片21的尾部2100。即,第二粘结件60也作为收尾胶,用于固定第一极片21的尾部2100。其中,第一粘结件50和第二粘结件60可以为单面胶、双面胶或热熔胶。在一些实施例中,第一粘结件50和第二粘结件60为双面胶。
第三粘结件70位于电极组件20的第一端部20a,且粘结第一段201最外圈的隔离膜23的外表面。即,第三粘结件70可用于固定第一段201最外圈的隔离膜23位于第一端部20a处的边缘。其中,第三粘结件70可以为单面胶或双面胶。在一些实施例中,由于第三粘结件70与壳体10粘结时会使得电极组件20的第一段201的外表面与壳体10之间摩擦力提高,因此设置第三粘结件70为单面胶,从而减小了电极组件20的第一段201的外表面与壳体10之间的摩擦力,降低了第一段201最外圈的隔离膜23翻折或破损的风险。在另一些实施例中,第三粘结件70也可以为双面胶,此时,第三粘结件70可用于粘结隔离膜23与壳体10,有利于提高电极组件20以及电化学装置100的一体性,并提高跌落安全性能。
电极组件采用第一集流体(如铝箔)作为收尾段时,第一集流体可以增大电极组件的硬度,起到保护电极组件的作用。而且,为了减少电极组件在壳体内的相对运动,铝箔收尾段需通过胶层粘结至壳体内表面,使得电极组件与壳体相对固定。当将电化学装置安装至电子装置内部时,通常需要利用另一胶层将壳体对应铝箔收尾段的一侧与电子装置内部粘结。在这种情况下,当电子装置发生机械滥用(跌落、碰撞、振动)时,电子装置与壳体之间的胶层会对壳体产生拉扯,应力会传导至铝箔收尾处,导致铝箔收尾段撕裂;同时电极组件在壳体内窜动时也会对铝箔收尾段产生拉扯,同样会导致铝箔收尾段撕裂。撕裂后的铝箔容易刺穿隔离膜引发短路。另一方面,铝箔撕裂后,电极组件在壳体内窜动加剧,电极组件的头部和尾部最容易发生变形或破损,尤其,位于电极组件头尾部的隔离膜的边缘在上述窜动过程中较容易发生翻折,引发短路,需通过热熔胶对电极组件头尾部进行绕胶处理。而且电极组件窜动时会对壳体产生一定的冲击力,尤其当电化学装置为软包电池时,电极组件更容易冲开壳体的封边,导致漏液或短路起火等风险,引发电化学装置失效,降低电化学装置的使用安全性。
本申请将隔离膜23延长并利用隔离膜23进行收尾,能够形成保护层,避免该部分隔离膜23内侧的极片由于磨损带来的短路风险,有效增加了电极组件20耐机械冲击的能力。当第二段203的最外圈为第一极片21时,由于极片的硬度通常较大,因此可以增加电极组件20的硬度,从而增加电极组件20耐机械冲击的能力。
再者,第三粘结件70能够将第一段201最外圈的隔离膜23位于第一端部20a处的边缘进行固定,当发生机械滥用时,有利于降低隔离膜23的边缘向内翻折或向外翻折的风险,从而省略了绕胶的使用。其中,若隔离膜23的边缘向内翻折的风险降低,内侧的极片向内翻折的风险也降低,从而降低了极片向内翻折后不同极性极片接触而引发的短路风险;若隔离膜23的边缘向外翻折的风险降低,内侧的极片裸露的风险也降低,从而降低了内侧极片裸露后与壳体10之间相互摩擦而导致短路的风险,从而提高电化学装置100的安全性。
请参阅图5和图6,在另一些实施例中,第三粘结件70还粘结第二段203最外圈的第一极片21的外表面。此时,第三粘结件70还可进一步将第二段203最外圈的第一极片21位于第一端部20a处的边缘进行固定,当发生机械滥用时,有利于降低第一极片21的边缘裸露后与壳体10之间相互摩擦而导致短路的风险。
如图2所示,在一些实施例中,沿卷绕方向D,第一粘结件50或第二粘结件60中的至少一者与第三粘结件70相接。在一些实施例中,第一粘结件50和第二粘结件60均与第三粘结件70相接。即,第一粘结件50的侧边和第三粘结件70的侧边刚好接触,第二粘结件60与第三粘结件70的侧边也刚好接触。从而,第一粘结件50、第二粘结件60及第三粘结件70之间存在协同作用,共同对整个电极组件20的外表面进行束缚。相较于第三粘结件70未与第一粘结件50或第二粘结件60连接的情况,三种粘结件协同能够进一步使得第一段201最外圈的隔离膜23位于第一端部20a处的边缘更牢固地被固定,同理,也能够进一步使得第一极片21的尾部2100或隔离膜23的尾部2300更牢固地固定。而且,若发生机械滥用使应力传导至电极组件20时,三种粘结件协同有利于分散传导至电极组件20的应力,降低隔离膜23撕裂的风险。
请参阅图7,在再一些实施例中,在电极组件20的厚度方向T上,第一粘结件50或第二粘结件60中的至少一者与第三粘结件70存在重叠区域O。其中,在一些实施例中,第一粘结件50和第三粘结件70存在重叠区域O,且沿卷绕方向D,重叠区域的长度为1mm至10mm。在电极组件20的厚度方向T上,第二粘结件60和第三粘结件70也存在重叠区域O,且沿卷绕方向D,重叠区域O的长度为1mm至10mm。其中,电极组件20的厚度方向T为自第一段201至第二段203的方向上的尺寸。设置上述重叠区域O可进一步提高三种粘结件的协同作用。其中,当重叠区域O的长度小于1mm时,三种粘结件的协同作用相对下降;当重叠区域O的长度大于10mm时,第三粘结件70可能过长并延伸至第二段203,导致电极组件20厚度的增加及电化学装置100能量密度的降低。
进一步地,重叠区域O中的第三粘结件70可位于电极组件20与第一粘结件50或第二粘结件60之间。如此,若发生机械滥用使应力传导至电极组件20时,有利于使上述应力经第一粘结件50和第二粘结件60向内传导至第三粘结件70,从而进一步降低隔离膜23撕裂的风险。
请参阅图8,在一些实施例中,沿卷绕中心轴C方向,第三粘结件70可超出第一段201最外圈的隔离膜23位于第一端部20a的边缘,且第三粘结件70超出的部分可向内翻折并粘结于第一段201内圈的隔离膜23的边缘。如此,能够防止第三粘结件70超出的部分进入壳体10的封边12并降低封印区的可靠性。
请参阅图9,在又一些实施例中,电化学装置100还包括第四粘结件80,第四粘结件80设置于电极组件20的第二端部20b,且粘结第一段201最外圈的隔离膜23的外表面。即,第四粘结件80可用于固定第一段201最外圈的隔离膜23位于第二端部20b的边缘,降低隔离膜23的边缘向内翻折或向外翻折的风险。其中,第四粘结件80可以为单面胶或双面胶。在一些实施例中,第四粘结件80为单面胶,从而减小了电极组件20的第一段201的外表面与壳体10之间的摩擦力,降低了第一段201最外圈的隔离膜23破损的风险。
其中,在一些实施例中,沿卷绕方向D,第一粘结件50和第二粘结件60均与第四粘结件80连接。即,第一粘结件50的侧边和第四粘结件80的侧边刚好接触,第二粘结件60与第四粘结件80的侧边也刚好接触。从而,第一粘结件50、第二粘结件60及第四粘结件80之间也存在协同作用,使得第一段201最外圈的隔离膜23位于第二端部20b的边缘更牢固地被固定,同理,也使得第一极片21的尾部2100或隔离膜23的尾部2300更牢固地被固定。
如图2和图5所示,在一些实施例中,电化学装置100还包括第五粘结件90。第五粘结件90粘结第二段203的外表面并粘结壳体10。因此,电极组件20通过第五粘结件90固定于壳体10内部,从而减小机械滥用时电极组件20在壳体10内发生窜动的风险。其中,第五粘结件90可以为双面胶或热熔胶。应当理解,图5中,当第三粘结件70还粘结第二段203最外圈的第一极片21时,第五粘结件90同样是粘结第二段203的外表面,并非设于粘结第二段203的第三粘结件70的表面。
在一些实施例中,第五粘结件90具体粘结第一集流体211的第一面2111。其中,第五粘结件90的面积与第二段203的外表面的面积之比可设置为5%~95%。
其中,考虑到当第三粘结件70和第四粘结件80已分别将第一段201的最外圈的隔离膜23的两个边缘进行固定,电极组件20于第一段201一侧的抗跌落性能和安全性相对提高。因此本实施例将第五粘结件90粘结于第二段203的外表面,从而将第二段203的外表面与壳体10进行固定,以同时提高电极组件20于第二段203一侧的抗跌落性能和安全性。
请参阅图10和图11,在其它实施例中,第五粘结件90还可同时粘结第一段201的外表面并粘结壳体10。此时,若发生机械滥用使应力经第五粘结件90传导至隔离膜23时,由于隔离膜23的材质相较于第一集流体211具有较高的柔韧性,因此不易在应力作用下发生撕裂,改善了第一集流体211收尾时容易发生撕裂导致的安全性问题。
请参照图12,本申请另一实施方式还提供一种电化学装置200。与电化学装置100不同之处在于,第三粘结件70设置于第一端部20a,但粘结第一段201的最外圈极片(第一极片21)的外表面。即,第三粘结件70用于固定第一段201的最外圈极片位于第一端部20a的边缘。在这种情况下,即便第一段201最外圈的隔离膜23位于第一端部20a的边缘翻折,由于第一段201的最外圈极片位于第一端部20a的边缘被第三粘结件70固定,同样可以降低第一段201的最外圈极片位于第一端部20a的边缘翻折或裸露而引发短路或破损的风险。
在一些实施例中,第一段201的最外圈极片(第一极片21)为单面区,第一段201的最外圈极片的外表面为第一面2111,即第一集流体211未设有第一活性材料层212的表面。第三粘结件70粘结第一段201的最外圈极片的第一面2111。
其中,可设置第三粘结件70为双面胶。此时,第一段201的最外圈极片通过第三粘结件70粘结于位于第一段201的最外圈极片外侧的隔离膜23,有利于提高电极组件20以及电化学装置100的一体性,并提高跌落安全性能。
在一些实施例中,在电极组件20的厚度方向T上,第一粘结件50和第二粘结件60中的任一者与第三粘结件70存在重叠区域O,且重叠区域O的长度为1mm至10mm。
请参阅图13,可以理解,为了降低第一极片21和第二极片22直接接触的风险,沿卷绕中心轴C方向,隔离膜23的边缘会超出第一极片21或第二极片22的边缘。进一步地,在一些实施例中,沿卷绕中心轴C方向,第三粘结件70可超出第一段201的最外圈极片(第一极片21)位于第一端部20a的边缘,通过将第三粘结件70超出的部分可向内翻折,同样能够防止第三粘结件70超出的部分进入壳体10的封边12并降低封印区的可靠性。如图13所示,第三粘结件70还可进一步超出第一段201最外圈的隔离膜23位于第一端部20a的边缘。
其中,第四粘结件80也可粘结第一段201的最外圈极片的外表面,此不赘述。
其中,本申请的电化学装置100、200包括所有能够发生电化学反应的装置。具体的,电化学装置100、200包括所有种类的原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池和电容器(例如超级电容器)。可选地,电化学装置100、200可以为锂二次电池,包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池和锂离子聚合物二次电池。
请参阅图14和图15,本申请一实施方式还提供一种电子装置1,电子装置1包括电化学装置100(或电化学装置200)、容置仓101和第六粘结件102。电化学装置100设置于容置仓101中,第六粘结件102粘结面对第一段201的壳体10和容置仓101。即,第六粘结件102用于将壳体10粘结固定至容置仓101。如图15所示,在一些实施例中,第五粘结件90仅粘结第二段203的外表面并粘结壳体10。此时,面对第一段201的壳体10的两侧分别为第一粘结件102和第三粘结件70。其中,第六粘结件102可以为双面胶或热熔胶。
请参阅图16,在另一些实施例中,第五粘结件90还同时粘结第一段201的外表面并粘结壳体10。此时,面对第一段201的壳体10的两侧分别为第一粘结件102和第五粘结件90。
在本申请中,当电子装置1发生机械滥用时,第六粘结件102将应力通过壳体10传导至第一段201最外圈的隔离膜23,隔离膜具有较好的延展性,可以降低传导至极片时导致的极片断裂风险。第六粘结件102也能够抑制电化学装置100在容置仓101内的窜动,且第五粘结件90能够抑制电化学装置100的电极组件20在壳体10内的窜动,从而减少壳体10被冲开导致的漏液或短路起火的风险。再者,本申请的第三粘结件70有利于降低隔离膜23的边缘翻折后,导致内侧的极片翻折或裸露而引发的短路风险,提高安全性能。
其中,本申请的电化学装置100、200适用于各种领域的电子装置1。在一实施方式中,本申请的电子装置1可以是,但不限于笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等。
最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例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,而不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,包括极片和隔离膜,所述极片包括第一极片和第二极片,所述隔离膜设置于所述第一极片和所述第二极片之间,所述电极组件为卷绕结构并设置于所述壳体内;沿卷绕方向,所述电极组件包括依次连接的第一段、第一弯折段、第二段和第二弯折段,所述第一段的最外圈为所述隔离膜;在卷绕中心轴方向上,所述电极组件包括相对的第一端部和第二端部;
第一粘结件,粘结所述第一弯折段的外表面并粘结所述隔离膜的尾部;
第二粘结件,粘结所述第二弯折段的外表面并粘结所述第一极片的尾部;
第三粘结件,设置于所述第一端部,并粘结所述第一段最外圈的所述隔离膜的外表面和/或所述第一段的最外圈极片的外表面。
2.如权利要求1所述的电化学装置,其中,沿所述卷绕方向,所述第一粘结件或所述第二粘结件中的至少一者与所述第三粘结件相接。
3.如权利要求1所述的电化学装置,其中,在所述电极组件的厚度方向上,所述第一粘结件或所述第二粘结件中的至少一者与所述第三粘结件存在重叠区域,沿所述卷绕方向,所述重叠区域的长度为1mm至10mm。
4.如权利要求3所述的电化学装置,其中,所述重叠区域中的所述第三粘结件位于所述电极组件与所述第一粘结件或所述第二粘结件之间。
5.如权利要求1所述的电化学装置,其中,所述第二段的最外圈为所述第一极片,所述第三粘结件还粘结所述第二段最外圈的所述第一极片。
6.如权利要求1所述的电化学装置,其中,所述第三粘结件为单面胶或双面胶。
7.如权利要求1所述的电化学装置,其中,所述电化学装置还包括:
第四粘结件,设置于所述第二端部,且粘结所述第一段最外圈的所述隔离膜的外表面和/或所述第一段的最外圈极片的外表面。
8.如权利要求1所述的电化学装置,其中,所述电化学装置还包括:
第五粘结件,粘结所述第二段的外表面并粘结所述壳体。
9.如权利要求8所述的电化学装置,其中,所述第一极片包括第一集流体和设置于所述第一集流体上的第一活性材料层,所述第一集流体包括第一面,所述第二段的外表面为所述第一面,所述第五粘结件粘结所述第一面和所述壳体。
10.如权利要求1所述的电化学装置,其中,所述隔离膜的尾部位于所述第一弯折段,所述第一极片的尾部位于所述第二段。
11.如权利要求1所述的电化学装置,其中,
所述第三粘接件粘结所述第一段最外圈的所述隔离膜的外表面,在所述卷绕中心轴方向上,所述第三粘接件的边缘超出所述第一段最外圈的所述隔离膜的边缘;和/或
所述第三粘接件粘结所述第一段的最外圈极片的外表面,在所述卷绕中心轴方向上,所述第三粘接件的边缘超出所述第一段的最外圈极片的边缘。
12.一种电子装置,包括如权利要求1至11中任一项所述的电化学装置,其中,所述电子装置还包括容置仓和第六粘结件,所述电化学装置设置于所述容置仓中,所述第六粘结件粘结面对所述第一段的所述壳体和所述容置仓。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113782805A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-12-10 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电化学装置以及电子装置 |
CN114335664A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置以及电子设备 |
CN115224406A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-10-21 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置及电子设备 |
CN117199550A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-08 | 中能瑞新(深圳)能源科技有限公司 | 一种电芯卷绕方法、电芯制造方法及卷绕式电芯 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005353520A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気化学素子 |
US20100255357A1 (en) * | 2007-07-16 | 2010-10-07 | Lg Chem, Ltd. | Jelly-roll of structure having elastic member adhered on active material-non-coated portion and secondary battery employed with the same |
KR20170027497A (ko) * | 2015-09-02 | 2017-03-10 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지의 제작방법 |
CN206022548U (zh) * | 2016-09-27 | 2017-03-15 | 宁德新能源科技有限公司 | 裸电芯及电池 |
CN206697567U (zh) * | 2017-03-31 | 2017-12-01 | 宁德新能源科技有限公司 | 卷绕式电芯 |
CN110071320A (zh) * | 2018-01-22 | 2019-07-30 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯及电池 |
CN209249626U (zh) * | 2018-12-21 | 2019-08-13 | 东莞锂威能源科技有限公司 | 一种卷绕式锂离子电池结构 |
CN209401752U (zh) * | 2018-12-26 | 2019-09-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电极组件和二次电池 |
CN110379942A (zh) * | 2018-04-12 | 2019-10-25 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯组件及电化学装置 |
CN110808377A (zh) * | 2018-08-06 | 2020-02-18 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯、电池以及电子设备 |
CN211350858U (zh) * | 2020-03-25 | 2020-08-25 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置及电子装置 |
-
2021
- 2021-03-30 CN CN202110343258.1A patent/CN113097571B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005353520A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気化学素子 |
US20100255357A1 (en) * | 2007-07-16 | 2010-10-07 | Lg Chem, Ltd. | Jelly-roll of structure having elastic member adhered on active material-non-coated portion and secondary battery employed with the same |
KR20170027497A (ko) * | 2015-09-02 | 2017-03-10 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지의 제작방법 |
CN206022548U (zh) * | 2016-09-27 | 2017-03-15 | 宁德新能源科技有限公司 | 裸电芯及电池 |
CN206697567U (zh) * | 2017-03-31 | 2017-12-01 | 宁德新能源科技有限公司 | 卷绕式电芯 |
CN110071320A (zh) * | 2018-01-22 | 2019-07-30 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯及电池 |
CN110379942A (zh) * | 2018-04-12 | 2019-10-25 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯组件及电化学装置 |
CN110808377A (zh) * | 2018-08-06 | 2020-02-18 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯、电池以及电子设备 |
CN209249626U (zh) * | 2018-12-21 | 2019-08-13 | 东莞锂威能源科技有限公司 | 一种卷绕式锂离子电池结构 |
CN209401752U (zh) * | 2018-12-26 | 2019-09-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电极组件和二次电池 |
CN211350858U (zh) * | 2020-03-25 | 2020-08-25 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置及电子装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113782805A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-12-10 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电化学装置以及电子装置 |
WO2023024838A1 (zh) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电化学装置以及电子装置 |
CN114335664A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置以及电子设备 |
CN115224406A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-10-21 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置及电子设备 |
CN115224406B (zh) * | 2022-09-15 | 2023-02-28 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置及电子设备 |
CN117199550A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-08 | 中能瑞新(深圳)能源科技有限公司 | 一种电芯卷绕方法、电芯制造方法及卷绕式电芯 |
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Publication number | Publication date |
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