CN114024043B - 电化学装置及其制备方法和电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电化学装置及其制备方法和电子装置，电化学装置包括电极组件，所述电极组件包括正极极片、负极极片和隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间，所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜卷绕设置形成所述电极组件。所述电化学装置还包括第一粘接件，所述正极极片包括第一起始段，所述第一粘接件的第一端粘接所述第一起始段，所述第一粘接件的第二端粘接所述隔膜。如此，通过正极极片的第一起始段与隔膜之间设置第一粘接件，减少极片卷绕过程中出现错位的问题，在降低电化学装置发生析锂问题的同时保持较高体积能量密度。

Description

电化学装置及其制备方法和电子装置

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及其制备方法和包含其的电子装置。

背景技术

在锂电池中，为了提高锂电池的体积能量密度，负极极片和正极极片之间的尺寸的差异则越小越好。为了改善析锂问题，通常负极极片的尺寸会设置大于正极极片的尺寸，而且由于制造控制的困难，需预留较大负极极片和正极极片之间尺寸的差异，对能量密度的影响也较大。因此，需要获得更好的安全性以及更高的能量密度的锂电池。

发明内容

鉴于上述状况，本申请提供一种能够解决上述问题的电化学装置及其制备方法和包含其的电子装置。

本申请的实施例提供一种电化学装置，包括电极组件，电极组件包括正极极片、负极极片和隔膜，隔膜设置于正极极片和负极极片之间，正极极片、负极极片和隔膜卷绕设置形成电极组件。电化学装置还包括第一粘接件，正极极片包括第一起始段，第一粘接件的第一端粘接第一起始段，第一粘接件的第二端粘接隔膜。如此，通过在正极极片的第一起始段与隔膜之间设置第一粘接件，减少极片卷绕过程中出现错位的问题，在降低电化学装置发生析锂问题的同时保持较高体积能量密度。

在一些实施例中，隔膜的卷绕起始层包括相连接的第一平直部和第一弯曲部，负极极片包括第二起始段，沿第一方向，第二起始段的端部超出第一起始段的端部，第二起始段的端部位于第一弯曲部的一侧，第一粘接件的第二端粘接于第一弯曲部背离第二起始段的一侧，从而使第一粘接件弥补正极极片的第一起始段端部至隔膜弯曲部之间区域的厚度缺失，有利于平衡电极组件的厚度，改善极片在弯折区界面，减少析锂问题的出现。

在一些实施例中，沿第一方向，第一弯曲部超出第一起始段的端部，沿第一方向，电极组件的宽度为W₁，第一起始段被第一粘接件覆盖的长度为L₁，第一粘接件未覆盖第一起始段的长度为L₂，沿第二方向，电极组件的厚度为T₁，第二方向与第一方向垂直，其中，(W₁-T₁)/10<(L₁+L₂)/2<(W₁-T₁)/2。

在一些实施例中，沿第一方向，第一起始段的端部与第一弯曲部的端部之间的距离为L₃，其中，0mm<L₃≤10mm。

如此，通过上述尺寸的约束，有利于在保证第一粘接件的粘接固定效果下，不占用过多的能量密度空间。

在一些实施例中，沿第一方向，第一起始段的长度为L₄，第二起始段的长度为L₅，其中，L₄-L₁≤L₅。有利于保证在横向方向，负极极片长于正极极片，让负极极片上有足够多的嵌锂位置，减少负极极片端部出现的析锂问题。

在一些实施例中，第一粘接件包括基材层和第一粘接层，基材层包括相对设置的第一表面和第二表面，第一粘接层设于第一表面，第一粘接层粘接第一起始段和隔膜。如此，通过在第一粘接件的基材层单侧设置粘接层，有利于减少粘接件的厚度，降低第一粘接件占用的能量密度空间。

在一些实施例中，第一粘接件弯曲设置，第一端和第二端的第一粘接层均朝向基材层的同一侧设置。

在一些实施例中，第一粘接件弯曲设置，第一端的第一粘接层和第二端的第一粘接层分别朝向相对的方向设置。

在一些实施例中，第一粘接件还包括第二粘接层，第二粘接层设于基材层的第二表面，第一粘接件包覆第一起始段的端部，第一粘接层粘接隔膜，第二粘接层粘接第一起始段的相对两侧表面。如此，通过使用双面胶形式的第一粘接件包覆第一起始段的端部，并将其与隔膜粘接，有利于定位卷绕极片，减少极片发生错位的问题。

在一些实施例中，电化学装置还包括极耳，极耳连接电极组件，沿第二方向，第一粘接件与极耳在电极组件表面的投影不重叠，使得第一粘接件不占电极组件的总厚度，保证电极组件的厚度平衡，并且使电极组件的能量密度不受影响。

在一些实施例中，沿第三方向，第一粘接件的侧边超出正极极片的侧边，在相同侧边，第一粘接件的侧边与正极极片的侧边之间的距离为0m至10mm，从而使第一粘接件实现对正极极片和隔膜在第三方向上的固定作用，减少正极极片在第三方向上出现偏移，减少电极组件内部的短路或析锂问题。

在一些实施例中，电化学装置还包括第二粘接件，电极组件的最外圈为隔膜，第二粘接件设置于隔膜的收尾端，以进一步定位电极组件中的极片位置。

在一些实施例中，沿第二方向，第二粘接件与极耳在电极组件表面的投影不重叠，保证电极组件的厚度平衡，并且减少电极组件的能量密度受到的影响。

在一些实施例中，第一粘接件的厚度为3μm至100μm，基材层的材料包括聚烯烃、聚烯腈、聚醇酯、聚酰胺、聚氨酯类及包含其的复合物中的一种或几种，第一粘接层的材料包括聚烯烃、聚氨酯、聚丙烯酸酯、有机硅、橡胶类及包含其的复合物中的一种或几种。

在一些实施例中，所述第一粘接层配置为使用时粘接所述第一起始段和所述隔膜的特性。第一粘接件在高温下不熔融延展，电极组件卷绕过程中，在常温下即可利用第一粘接件粘接正极极片与隔膜而非高温熔融粘接。

在一些实施例中，所述第一粘接件的边缘齐整，第一粘接件在高温下不会增加覆盖范围，以免影响电化学装置的容量。

本申请的实施例还提供一种电化学装置的制备方法，用于制备上述实施例所述的电化学装置，所述制备方法包括：

准备第一粘接层，将第一粘接件粘贴于正极极片的卷绕起始端；

堆叠正极极片、负极极片与隔膜，所述第一粘接件的第一端粘接所述正极极片，所述第一粘接件的第二端粘接所述隔膜；

卷绕堆叠后的所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间。

本申请还提供一种电子装置，包括上述电化学装置。

本申请提供的电化学装置通过在正极极片的第一起始段与隔膜之间设置第一粘接件，降低隔膜及极片长度方向移动错位，有利于提升电池能量密度。此外，第一粘接件小范围地粘接第一起始段的端部区域与隔膜，维持负极极片的边缘比正极极片的边缘大的同时做到负极极片的边缘和正极极片的边缘之间的尺寸的差距尽量小，不仅可以有效的提高能量密度，而且能够抑制锂枝晶的形成，提高安全性。

附图说明

图1为电化学装置的电极组件在一实施例中的卷绕结构示意图。

图2为图1所示电极组件的局部结构放大图。

图3为正极极片、第一粘接件和隔膜的展开后相对两侧表面的结构示意图。

图4为图1所示电极组件的结构示意图。

图5为第一粘接件在一实施例中的结构示意图。

图6为图1所示电极组件中正极极片、第一粘接件和隔膜的展开后的结构示意图。

图7为电极组件在一实施例中的结构示意图。

图8为图7所示电极组件的局部结构放大图。

图9为正极极片、单面胶结构的第一粘接件和隔膜连接的结构示意图。

图10为图7所示电极组件的结构示意图。

图11为电极组件在一实施例中的结构示意图。

图12为第一粘接件在一实施例中的结构示意图。

图13为正极极片、双面胶结构的第一粘接件和隔膜连接处的结构示意图。

图14为电极组件在一实施例中的结构示意图。

图15为电极组件在一对比例中的结构示意图。

图16为电极组件在另一对比例中的结构示意图。

主要元件符号说明：

电化学装置 100

电极组件 100a、100b、100c、100d、100e、100f

正极极片 10

第一起始段 11

第三表面 111

第四表面 112

负极极片 20

第二起始段 21

隔膜 30

第一平直部 31

第一弯曲部 32

第一粘接件 40

第一端 41

第二端 42

基材层 43

第一表面 431

第二表面 432

第一粘接层 44

第二粘接层 45

第二粘接件 50

极耳 60

正极极耳 61

负极极耳 62

第三粘接件 70

第一方向 A

第二方向 B

第三方向 C

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。

在制造工艺上，特别是卷绕型电池的工艺上来说，设备工序波动公差的存在，制造精度较难控制；尤其是针对尺寸越小的电芯，制造精度越难控制。极片长度方向需预留的错位区域越大，对能量密的度影响也越大。卷绕工序控制能力不足的情况下，容易导致极片卷绕后存在正负极极片边缘平齐或正极极片超出负极甚至超出隔膜的问题，有析锂短路安全风险。且卷绕精度控制差的情况下，如果正负极极片之间预留较多错位区域，对于小尺寸的电池，极片在电池内部的堆积会进一步降低电池在厚度方向的能量密度。

本申请提供一种电化学装置，包括电极组件，电极组件包括正极极片、负极极片和隔膜，隔膜设置于正极极片和负极极片之间，正极极片、负极极片和隔膜卷绕设置形成电极组件。电化学装置还包括第一粘接件，正极极片包括第一起始段，第一粘接件的第一端粘接第一起始段，第一粘接件的第二端粘接隔膜。

上述电化学装置通过在正极极片的第一起始段与隔膜之间设置第一粘接件，减少极片卷绕过程中出现错位的问题，在降低电化学装置发生析锂问题的同时保持较高体积能量密度。

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，在第一实施例中，电化学装置100包括电极组件100a，电极组件100a包括正极极片10、负极极片20和隔膜30。隔膜30设置于正极极片10和负极极片20之间，正极极片10、负极极片20和隔膜30卷绕设置形成电极组件100a。电化学装置100还包括第一粘接件40，正极极片10包括第一起始段11，第一粘接件40的第一端41粘接第一起始段11，第一粘接件40的第二端42粘接隔膜30。如此，通过在正极极片10的第一起始段11与隔膜30之间设置第一粘接件40，减少极片卷绕过程中出现错位的问题，在降低电化学装置100发生析锂问题的同时保持较高体积能量密度。电化学装置100包括但不限于电池等装置。

请继续参阅图2，负极极片20包括第二起始段21，沿第一方向A，第二起始段21的端部超出第一起始段11的端部，以使负极极片20上具备足够的嵌锂位置，减少析锂问题的发生。在本申请的实施例中，第一方向A是电极组件100a的长度方向，或是极片展开后的长度方向。

两层隔膜30与正极极片10和负极极片20按照“隔膜-负极极片-隔膜-正极极片”的次序堆叠，然后卷绕形成电极组件100a。位于第一起始段11和第二起始段21之间的隔膜30与第一粘接件40的第二端42粘接。具体地，该隔膜30的卷绕起始层包括相连接的第一平直部31和第一弯曲部32，本申请中的“平直部”是指隔膜卷绕过程中形成的一段相对平直的一段，不仅仅包括水平180°平直。沿第一方向A，第二起始段21的端部位于第一弯曲部32的一侧，且第一弯曲部32超出第一起始段11的端部，第一粘接件40的第二端42粘接于第一弯曲部32背离第二起始段21的一侧，从而使第一粘接件40在定位极片的同时，弥补正极极片10的第一起始段11端部至隔膜30弯曲部之间区域的厚度缺失，有利于平衡电极组件100a的厚度，改善极片在拐角区界面，减少析锂问题的出现。

请参阅图1和图3，沿第一方向A，电极组件100a的宽度为W₁；第一起始段11被第一粘接件40覆盖的长度为L₁；第一粘接件40未覆盖第一起始段11的长度为L₂，即在展开状态下，第一粘接件40伸出第一起始段11的长度为L₂；第一起始段11的端部与第一弯曲部32的端部之间的距离为L₃。沿第二方向B，电极组件100a的厚度为T₁，其中，(W₁-T₁)/10<(L₁+L₂)/2<(W₁-T₁)/2；0mm<L₃≤10mm。第二方向B与第一方向A垂直，第二方向B可以是电极组件100a的厚度方向。在本申请的实施例中，正极极片10的第一起始段11包括正极集流体和设置在正极集流体表面的正极活性物质层，第一粘接件40粘接于第一起始段11的正极活性物质层的表面。

在本申请的第一实施例中，第一粘接件40配置为单面胶结构，第一起始段11上活性物质层被第一粘接件40覆盖的长度L₁为5mm,第一粘接件40未覆盖第一起始段11上活性物质层的长度L2为10mm。电极组件卷绕成型后，宽度W₁为37mm，最大厚度T1为5.6mm。

通过上述尺寸的约束，有利于在保证第一粘接件40的粘接固定效果下，让第一粘接件40不占用过多的能量密度空间，减少设置第一粘接件40对电极组件100a的能量密度的影响。

正负极极片与隔膜之间的起始及收尾的相对位置，会影响到电化学装置100的能量密度及电化学装置100的循环过程中是否会析锂。若对应位置的负极极片20容量小于正极极片10容量，那么在电化学装置100充电过程中就可能导致负极极片20表面析锂，破坏极片界面，从而影响电化学装置100的循环膨胀厚度，析锂也可能刺穿正负极极片之间的隔膜，直接导致短路，引发安全问题，降低电化学装置100的安全性能。设置在正极极片10头部的第一粘接件40一方面能够粘接固定极片与隔膜，维持极片与隔膜之间的相对位置稳定，另一方面可以覆盖部分正极极片10头部的活性物质，保证卷绕起始位置处的正极极片10容量小于负极极片20容量，减少析锂问题的发生，提升电化学装置100的安全性能。

进一步地，请参阅图4，沿第一方向A，第一起始段11的长度为L₄，第二起始段21的长度为L₅，其中，L₄-L₁≤L₅。有利于保证在横向方向，负极极片20长于正极极片10，让负极极片20上有足够多的嵌锂位置，改善负极极片20端部出现的析锂问题。

沿第二方向B，第一粘接件40在电极组件100a表面的投影有部分重叠，即第一粘接件40至少包覆部分第一弯曲部32，让第一粘接件40沿极片卷绕方向粘接，在卷绕过程中固定极片与隔膜，并减少第一粘接件40剥脱的问题。此外，负极极片20的第二起始段21端部不弯曲，而第一粘接件40的第二端42随第一弯曲部32的结构围绕负极极片20的端部弯曲，更有利于电极组件100a厚度平衡。

请参阅图5，第一粘接件40包括基材层43和第一粘接层44，基材层43包括相对设置的第一表面431和第二表面432，第一粘接层44设于第一表面431，第一粘接层44粘接第一起始段11和隔膜30。如此，通过在第一粘接件40的基材层43单侧设置粘接层，使第一粘接件40形成单面胶结构，有利于减少粘接件的厚度，降低第一粘接件40占用的能量密度空间。

在本申请的实施例中，第一粘接层44配置为使用时粘接正极极片10和隔膜30的特性，第一粘接件40的边缘齐整，且第一粘接件40在高温下不熔融延展，使得卷绕过程中，在常温下即可利用第一粘接件40粘接正极极片10与隔膜30而非高温熔融粘接，并且第一粘接件40在高温下不会增加覆盖范围，以免影响电化学装置100的容量。应该理解，这里描述的齐整可以理解为从第一粘接件40的厚度方向观察，第一粘接件40的边缘没有明显的凹凸不平的线条。

在本申请的实施例中，第一粘接件40的厚度为3μm至100μm，基材层43的材料包括聚烯烃、聚烯腈、聚醇酯、聚酰胺、聚氨酯类及包含其的复合物中的一种或几种，第一粘接层44的材料包括聚烯烃、聚氨酯、聚丙烯酸酯、有机硅、橡胶类及包含其的复合物中的一种或几种。

请参阅图6，沿第三方向C，第一粘接件40的侧边超出正极极片10的侧边。在相同侧边，第一粘接件40的侧边与正极极片10的侧边之间的距离D为0mm至10mm，从而使第一粘接件40实现对正极极片10和隔膜30在第三方向C上的固定作用，减少正极极片10在第三方向C上出现偏移，减少电极组件100a内部的短路或析锂问题。

请再次参阅图1，电化学装置100还包括极耳60，极耳60连接电极组件100a。具体地，极耳60包括正极极耳61和负极极耳62，正极极耳61连接正极极片10，负极极耳62连接负极极片20。沿第二方向B，正极极耳61和负极极耳62在电极组件100a表面的投影不重叠，第一粘接件40与极耳60在电极组件100a表面的投影不重叠，使得第一粘接件40不占电极组件100a的总厚度，保证电极组件100a的厚度平衡，并且使电极组件100a的能量密度不受影响。

进一步地，电化学装置100还包括第二粘接件50，电极组件100a的最外圈为隔膜30，第二粘接件50设置于隔膜30的收尾端，以进一步定位电极组件100a中的极片位置。沿第二方向B，第二粘接件50与极耳60在电极组件100a表面的投影不重叠，以进一步维持电极组件100a的厚度平衡。

在电化学装置100中，卷绕极片起始和收尾位置对电化学装置的能量密度、整体厚度的平衡以及循环膨胀有重要影响，电化学装置在热压时厚度大的位置热压后界面性能就好，厚度小的位置界面性能相对较差，在循环后期膨胀应力也会差异较大，导致电极组件变形，影响整体的厚度膨胀。因此，第一粘接件40和第二粘接件50的位置与极耳60在厚度方向上需要尽量避免重叠，因为极耳所处的位置本来就是电极组件的最厚位置，粘接件与极耳错位设置可以避免极耳位置处的电极组件厚度增加，导致厚度更不平衡。

请参阅图7、图8和图9，在第二实施例中电极组件100b的结构与第一实施例中电极组件100a的结构大致相同，区别在于，电极组件100b中，两个第一粘接件40分别设于正极极片10的第一起始段11的相对两侧表面，并粘接第一起始段11和隔膜30。具体的，第二实施例中的第一粘接件40也为单面胶结构，第一起始段11包括相对设置的第三表面111和第四表面112，两个第一粘接件40分别弯折设置，其中一第一粘接件40的第一粘接层44与第三表面111和第一起始段11一侧的隔膜30粘接，另一第一粘接件40的第一粘接层44与第四表面112和第一起始段11另一侧的隔膜30粘接。如此，利用两个第一粘接件40分别将第一起始段11的相对两侧与隔膜30粘接，进一步定位卷绕极片，减少电极组件在卷绕过程中极片发生错位的问题。图8和图9中，第一粘接件40的弯折形式仅为示例，第一粘接件40既可以图8所示的对折设置，第一粘接层44朝外以粘接第一起始段11和隔膜30，也可以如图9所示的结构，第一粘接件40弯折后，两端不对齐，第一粘接层44始终朝向外侧设置，以便粘接第一起始段11和隔膜30。

进一步地，在第二实施例中，正极极片10的第一起始段11与负极极片20的第二起始段21呈对插设置结构，沿第一方向A，第一起始段11的端部和第二起始段21的端部分别位于电极组件100b的相对两侧。正负极极片的卷绕起始段对插设置，有利于维持电极组件的厚度平衡，并节约电极组件的内部空间，提升容量密度。

请参阅图10和图3，沿第一方向A，电极组件100b的宽度为W₁；第一起始段11被第一粘接件40覆盖的长度为L₁；第一粘接件40未覆盖第一起始段11的长度为L₂；第一起始段11的端部与第一弯曲部32的最远端(弧面顶端位置)之间的距离为L₃。沿第二方向B，电极组件100b的厚度为T₁，其中，(W₁-T₁)/10<(L₁+L₂)/2<(W₁-T₁)/2；0mm<L₃≤10mm。电极组件100b的其他结构与第一实施例的电极组件100a结构相似，此处不再赘述。在本申请的第二实施例中，第一粘接件40也配置为单面胶结构，第一起始段11上活性物质层被第一粘接件40覆盖的长度L₁为10mm,第一粘接件40未覆盖第一起始段11上活性物质层的长度L₂为25mm。电极组件卷绕成型后，宽度W₁为37mm，最大厚度T1为5.6mm。

请参阅图11和图12，在第三实施例中，电极组件100c与第二实施例大致相同，区别在于，电极组件100c中，第一粘接件40还包括第二粘接层45，第二粘接层45设于基材层43的第二表面432。第一粘接件40包覆第一起始段11的端部，第一粘接层44粘接隔膜30，第二粘接层45粘接第一起始段11的相对两侧表面。如图13所示，第一粘接件40包覆第一起始段11的端部的结构为：第一粘接件40沿极片卷绕方向弯折设置，第一起始段11的端部位于第一粘接件40弯折形成的区域内，第一粘接件40的第一粘接层44朝向第一起始段11设置，并粘接第一起始段11的第三表面111和第四表面112，第一粘接件40的第二粘接层45朝向隔膜30设置，并粘接隔膜30。

如此，通过使用一片双面胶结构的第一粘接件40包覆第一起始段11的端部，并将其与隔膜30粘接，从而实现卷绕极片的定位，减少极片发生错位的问题。

在本申请的第三实施例中，第一粘接件40被配置为双面胶结构，第一起始段11上活性物质层被第一粘接件40覆盖的长度L₁为5mm,第一粘接件40未覆盖第一起始段11上活性物质层的长度L₂为10mm。电极组件卷绕成型后，宽度W₁为37mm，最大厚度T1为5.6mm。

请参阅图14，在第四实施例中，电极组件100d与第三实施例大致相同，区别在于，电极组件100d还包括第三粘接件70，第三粘接件70的结构与第三实施例中第一粘接件40的结构相同，为双面设置粘接层的结构。第三粘接件70设于隔膜30背离第一起始段11端部及第二起始段21端部的一侧，且第三粘接件70粘接正极极片10与隔膜30。

具体地，正极极片10的第一起始段11为单面涂覆结构，即第一起始段11的集流体朝向负极极片20的一侧表面涂覆活性物质层，集流体的另一侧表面未涂覆活性物质层，为空箔区。第三粘接件70的一端部分粘接于正极极片10中双面涂覆结构的起始端，第三粘接件70的剩余部分粘接正极极片10的空箔区和隔膜30。

第三粘接件70沿正极极片10的卷绕方向弯折设置，第一粘接件40、第一起始段11端部及第二起始段21端部位于第三粘接件70弯折形成的空间内。沿第二方向B，第三粘接件70与极耳60在电极组件100d表面的投影不重叠，第三粘接件70与第一粘接件40在电极组件100d表面的投影部分重叠。第三粘接件70一方面能够进一步定位卷绕极片，减少极片错位问题，另一方面能够补偿电极组件在卷绕起始端的厚度差异，进一步平衡电极组件的整体厚度，提升电极组件的界面一致性。

在本申请的第四实施例中，第一粘接件40被配置为双面胶结构，第一起始段11上活性物质层被第一粘接件40覆盖的长度L₁为10mm,第一粘接件40未覆盖第一起始段11上活性物质层的长度L₂为25mm。电极组件卷绕成型后，宽度W₁为37mm，最大厚度T1为5.6mm。

请参阅图15，在第一对比例中，电极组件100e与第一实施例大致相同，区别在于，电极组件100e中，单面胶结构的第一粘接件40包覆于第一起始段11的端部，第一粘接件40的粘接层粘接第一起始段11的相对两侧表面，第一粘接件40的基材层与隔膜30接触。在本申请的第一对比例中，第一粘接件40被配置为单面胶结构，第一起始段11上活性物质层被第一粘接件40覆盖的长度L₁为2mm,第一粘接件40未覆盖第一起始段11上活性物质层的长度L₂为3mm。电极组件卷绕成型后，宽度W₁为37mm，最大厚度T1为5.6mm。

请参阅图16，在第二对比例中，电极组件100f与第一对比例大致相同，区别在于，电极组件100f中，正极极片10的第一起始段11为双面空箔区结构，即第一起始段11的集流体相对两侧表面均未涂覆活性物质层，双面胶结构的第一粘接件40设于第一起始段11的空箔区表面，并粘接正极极片10中双面涂覆结构的起始端。

在本申请的第二对比例中，第一粘接件40被配置为双面胶结构，第一起始段11上活性物质层被第一粘接件40覆盖的长度L₁为25mm,第一粘接件40未覆盖第一起始段11上活性物质层的长度L₂为35mm。电极组件卷绕成型后，宽度W₁为37mm，最大厚度T1为5.6mm。

上述实施例及对比例中的电极组件制备过程为：通过将正负极活性材料浆料分别涂覆在正负极金属基材表面烘干冷压后制成极片，极片经裁切成型，极耳焊接后上卷绕设备(或手动卷绕)，本技术方案的第一粘接件40粘贴于极片头部，控制覆盖极片的粘接宽度，在卷绕机上极片与隔膜起始头部进行堆叠，此时隔膜与极片被粘接层被固定在一起，极片、隔膜共同紧贴卷针工夹具绕同一方向卷绕完成，最终形成电极组件。电极组件经烘烤除水，注液，高温烘烤浸润，化成充电激活，折边等一系列工序，最终制成成品电化学装置。

表1为各实施例及对比例中，制备得到的电化学装置的不良率、厚度、容量等参数的数据对比。

为防止析锂，设计时负极极片在长度及宽度方向四周均需超出正极极片，overhang是指负极极片长度和宽度方向多出正负极极片之外的部分。考虑加工工艺过程中的位移及公差错位波动，常规下，宽度方向在卷绕工序后及做成成品后通过x-ray检测四角overhang，长度方向通过拆解电化学装置将极片原位置平铺开确认测量头部/尾部overhang，如overhang≤0，记为不良NG。

电化学装置的厚度检测方式为：采用固定压力接触式PPG测厚仪测量，测试前采用标准块校准。

电化学装置的容量检测方式为：25摄氏度环境下，采用容量测试设备对成品电化学装置进行充放电容量测试，测试流程为将电化学装置以0.5C恒流充电至4.2V，再恒压充电至0.05C，静置10min，然后以0.2C直流放电至2.8V。在相同充电条件下重复进行3次充放电并测量放电容量，取三次平均放电容量作为电化学装置的初始容量。

表1

从表1的数据对比可以得出，本申请实施的电化学装置100通过在正极极片10的第一起始段11与隔膜30之间设置第一粘接件40，能够有效减少极片卷绕过程中出现错位的问题，在降低电化学装置发生析锂问题的同时保持较高体积能量密度。此外，第一粘接件40小范围地设置在第一起始段11的端部区域，维持负极极片的边缘比正极极片的边缘大的同时做到负极极片的边缘和正极极片的边缘之间的尺寸的差距尽量小，不仅可以有效的提高能量密度，而且能够抑制锂枝晶的形成。

本申请的实施例还提供一种电化学装置的制备方法，用于制备上述实施例所述的电化学装置100，所述制备方法包括：

步骤一，在基材层表面涂覆第一粘接层，所述第一粘接层配置为使用时粘接的特性，制备第一粘接件，所述第一粘接件的边缘齐整。进一步地，基材层的相对两侧表面还可以分别涂覆第一粘接层和第二粘接层，以形成双面胶结构的第一粘接件。

步骤二，将第一粘接件粘贴于正极极片的卷绕起始端。

正、负极极片可以先通过将阴阳极活性材料浆料涂覆在金属基材表面烘干冷压后制成，并经过裁切成型和焊接极耳后，放置备用。本申请中第一粘接件粘贴于正极极片的卷绕起始端，即粘接于正极极片的头部，并在粘接时控制覆盖极片的粘接宽度，实现极片定位需求的同时，减少粘接面积。

步骤三，堆叠正极极片、负极极片与隔膜，所述第一粘接件的第一端粘接所述正极极片的卷绕起始段，所述第一粘接件的第二端粘接所述隔膜，定位极片与隔膜的相对位置。

具体地，在卷绕机上将正极极片与隔膜起始头部进行堆叠，此时隔膜与正极极片被粘接层被固定在一起，负极极片堆叠至隔膜背离正极极片的一侧。

步骤四，卷绕堆叠后的所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间，形成具有卷绕结构的电极组件。

具体的，正、负极极片与隔膜共同紧贴卷针工夹具绕同一方向卷绕，最终形成电极组件。

步骤五，封装、化成所述电极组件，形成电化学装置。

具体的，卷绕完成的电极组件经过烘烤除水、注液、高温烘烤浸润、化成充电激活、折边等一系列工序，最终制成成品电化学装置。

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 (17)

1.一种电化学装置，包括电极组件，所述电极组件包括正极极片、负极极片和隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间，所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜卷绕设置形成所述电极组件；

其特征在于，所述电化学装置还包括第一粘接件，所述正极极片包括第一起始段，所述第一粘接件的第一端粘接所述第一起始段，所述第一粘接件的第二端粘接所述隔膜；

沿第一方向，所述电极组件的宽度为W₁，所述第一起始段被所述第一粘接件覆盖的长度为L₁，所述第一粘接件未覆盖所述第一起始段的长度为L₂，沿第二方向，所述电极组件的厚度为T₁，所述第二方向与所述第一方向垂直，其中，(W₁-T₁)/10<(L₁+L₂)/2<(W₁-T₁)/2；

所述隔膜的卷绕起始层包括相连接的第一平直部和第一弯曲部，所述第一粘接件的所述第二端粘接于所述第一弯曲部；沿所述第一方向，所述第一起始段的端部与所述第一弯曲部的端部之间的距离为L₃，其中，0mm<L₃≤10mm。

2.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述负极极片包括第二起始段，所述第二起始段的端部位于所述第一弯曲部的一侧，所述第一粘接件的所述第二端粘接于所述第一弯曲部背离所述第二起始段的一侧。

3.如权利要求2所述的电化学装置，其特征在于，沿所述第一方向，所述第一弯曲部超出所述第一起始段的端部。

4.如权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，沿所述第一方向，所述第一起始段的长度为L₄，所述第二起始段的长度为L₅，其中，L₄-L₁≤L₅。

5.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一粘接件包括基材层和第一粘接层，所述基材层包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一粘接层设于所述第一表面，所述第一粘接层粘接所述第一起始段和所述隔膜。

6.如权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，所述第一粘接件弯曲设置，所述第一端和所述第二端的第一粘接层均朝向所述基材层的同一侧设置。

7.如权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，所述第一粘接件弯曲设置，所述第一端的所述第一粘接层和所述第二端的所述第一粘接层分别朝向相对的方向设置。

8.如权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，所述第一粘接件还包括第二粘接层，所述第二粘接层设于所述基材层的第二表面，所述第一粘接件包覆所述第一起始段的端部，所述第一粘接层粘接所述隔膜，所述第二粘接层粘接所述第一起始段的相对两侧表面。

9.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置还包括极耳，所述极耳连接所述电极组件，沿第二方向，所述第一粘接件与所述极耳在所述电极组件表面的投影不重叠。

10.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，沿第三方向，所述第一粘接件的侧边超出所述正极极片的侧边，在相同侧边，所述第一粘接件的侧边与所述正极极片的侧边之间的距离为0mm至10mm。

11.如权利要求9所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置还包括第二粘接件，所述电极组件的最外圈为所述隔膜，所述第二粘接件设置于所述隔膜的收尾端。

12.如权利要求11所述的电化学装置，其特征在于，沿所述第二方向，所述第二粘接件与所述极耳在所述电极组件表面的投影不重叠。

13.如权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，所述第一粘接件的厚度为3μm至100μm，所述基材层的材料包括聚烯烃、聚烯腈、聚醇酯、聚酰胺、聚氨酯类及包含其的复合物中的一种或几种，所述第一粘接层的材料包括聚烯烃、聚氨酯、聚丙烯酸酯、有机硅、橡胶类及包含其的复合物中的一种或几种。

14.如权利要求13所述的电化学装置，其特征在于，所述第一粘接层配置为使用时粘接所述第一起始段和所述隔膜的特性。

15.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一粘接件的边缘齐整。

16.一种电化学装置的制备方法，用于制备如权利要求1至15任一项所述的电化学装置，其特征在于，所述制备方法包括：

准备第一粘接层，将第一粘接件粘贴于正极极片的卷绕起始端；

堆叠正极极片、负极极片与隔膜，所述第一粘接件的第一端粘接所述正极极片，所述第一粘接件的第二端粘接所述隔膜；

卷绕堆叠后的所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间。

17.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1至15任一项所述的电化学装置。